Tài liệu Nghiên cứu phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước và áp dụng cho lưu vực sông Vu Gia - Hàn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRƢƠNG VÂN KHÁNH NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHÍ HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC VÀ ÁP DỤNG CHO LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRƢƠNG VÂN KHÁNH NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHÍ HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC VÀ ÁP DỤNG CHO LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN Mã số: 60 48 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Đặng Thế Ba HÀ NỘI - 2011 -3- MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ 1 LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 2 MỤC LỤC .................................................................................................................. 3 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. 5 DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................... 6 DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... 7 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ........................................................................................ 8 1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................... 8 1.2. Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................... 8 1.3. Thực tiễn áp dụng .............................................................................................. 9 1.3.1. Trên thế giới ............................................................................................... 9 1.3.2. Tại Việt Nam ............................................................................................ 10 1.4. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................... 11 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 11 1.6. Kết cấu của luận văn ....................................................................................... 11 Kết luận chương 1 .................................................................................................. 12 CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ & CÔNG CỤ PHỤC VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN ................................................................................. 13 2.1. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước ................................................................... 13 2.1.1. Khái niệm ................................................................................................. 13 2.1.2. Các nguyên tắc, nội dung .......................................................................... 14 2.2. Hệ hỗ trợ ra quyết định .................................................................................... 17 2.2.1. Giới thiệu .................................................................................................. 17 2.2.2. Người ra quyết định và quá trình ra quyết định ......................................... 17 2.2.3. Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định ............................................... 19 2.3. Hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí (MCDA) ........................................................ 20 2.3.1. Giới thiệu .................................................................................................. 20 2.3.2. Một số khái niệm thông thường ................................................................ 21 2.3.3. Cấu trúc bài toán MCDA .......................................................................... 22 2.3.4. Phân loại bài toán MCDA ......................................................................... 22 2.3.5. Các phương pháp của MCDA ................................................................... 23 Kết luận chương 2 .................................................................................................. 27 CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH MCDA CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC ..................................................................................................... 28 3.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 28 3.2. Cơ sở lý thuyết MCDA áp dụng cho bài toán .................................................. 29 3.2.1. Các bước cơ bản ....................................................................................... 29 3.2.2. Tạo lập ma trận phân tích .......................................................................... 30 3.2.3. Chuẩn hóa ma trận phân tích ..................................................................... 31 -4- 3.2.4. Mô hình hóa hàm giá trị ............................................................................ 31 3.3. Các quy tắc ra quyết định ................................................................................ 32 3.4. Phương pháp ELECTRE III............................................................................. 33 3.5. Phương pháp PROMETHEE II ........................................................................ 38 3.6. Phương pháp ELECTRE III dựa trên cách tiếp cận SMAA III ......................... 42 3.6.1. Không gian trọng số và cách tiếp cận ngược ............................................. 42 3.6.2. Các phương pháp mô tả ............................................................................ 45 Kết luận chương 3 .................................................................................................. 46 CHƢƠNG 4: THỬ NGHIỆM ÁP DỤNG CHO QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN ............................................. 47 4.1. Nhu cầu quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn phục vụ phát triển bền vững thành phố Đà Nẵng ................................................................. 47 4.1.1. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước do biến đổi khí hậu .......... 47 4.1.2. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước từ kế hoạch phát triển hệ thống đập thuỷ điện thượng nguồn ...................................................................... 48 4.1.3. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên thiên nhiên từ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ...................................................................................................... 49 4.2. Xác định giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững ...... 50 4.2.1. Xác định các giải pháp .............................................................................. 50 4.2.2. Xác định các tiêu chí ................................................................................. 50 4.2.3. Xếp hạng các giải pháp ............................................................................. 50 4.3. Xác định giải pháp quản lý đập Đakmi 4 ......................................................... 55 4.3.1. Xác định các giải pháp .............................................................................. 55 4.3.2. Xác định các tiêu chí ................................................................................. 55 4.2.3. Xếp hạng các giải pháp ............................................................................. 56 4.4. Đánh giá kết quả xếp hạng của các phương pháp MCDA ................................ 59 KẾT LUẬN & HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN .................................... 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 63 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 65 Phụ lục 1. Các giải pháp chiến lược ứng phó đảm bảo nguồn nước ........................ 65 Phụ lục 2. Các tiêu chí đánh giá giải pháp ứng phó đảm bảo nguồn nước ............... 68 Phụ lục 3. Báo cáo trình bày và gửi đăng trong tuyển tập của Hội nghị khoa học thủy khí toàn quốc năm 2010 ......................................................................................... 71 -5- BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu / Viết tắt 1 DSS 2 DM 3 MCDA Diễn giải Decision support system – Hệ hỗ trợ ra quyết định Decision maker – Người ra quyết định Multiple Criteria Decision Aid – Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí -6- DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Quá trình ra quyết định ............................................................................... 18 Hình 2.2. Lược đồ của DSS ....................................................................................... 19 Hình 2.3. Cấu trúc của bài toán MCDA ..................................................................... 22 Hình 2.4. Phân loại bài toán MCDA .......................................................................... 23 Hình 2.5. Một số phương pháp xây dựng giá trị trong MCDA ................................... 24 Hình 2.6. Một số phương pháp trọng số hóa trong MCDA ......................................... 25 Hình 2.7. Tổng hợp một số phương pháp dựa trên các ưu tiên trong MCDA. ............. 25 Hình 3.1. Sơ đồ tổng quát DSS của bài toán quản lý tài nguyên nước ....................... 28 Hình 3.2. Các bước thực hiện của MCDA trong DSS ................................................ 30 Hình 3.3. Số chiều khác nhau của kết quả ma trận phân tích ...................................... 31 Hình 3.4. Một số dạng hàm giá trị ............................................................................. 31 Hình 3.5. Xếp hạng các lựa chọn theo ELECTRE III trong mDSS4 ........................... 33 Hình 3.6. Sơ đồ thực hiện của thuật toán ELECTRE III ............................................. 34 Hình 3.7. Sơ đồ thực hiện của thuật toán PROMETHEE II ........................................ 39 Hình 3.8. Các loại tiêu chí tổng quát của phương pháp PROMETHEE ...................... 40 Hình 3.9. Các luồng Outranking của phương pháp PROMETHEE II ......................... 41 Hình 3.10. Không gian trọng số khả thi không có thông tin ưu tiên. ........................... 43 Hình 3.11. Không gian trọng số khả thi có thông tin ưu tiên ...................................... 44 Hình 3.12. Cách tiếp cận tuyền thống của MCDA và cách tiếp cận ngược ................. 44 Hình 4.1. Quy hoạch hệ thống thuỷ điện trên Vu Gia – Thu Bồn ............................... 49 Hình 4.2. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương pháp SAW. ................................................................................................................ 52 Hình 4.3. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương pháp ELELECTR III. ................................................................................................. 53 Hình 4.4. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương pháp PROMETHEE II. .............................................................................................. 54 Hình 4.5. Phân tích thứ hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương pháp ELECTREE III dựa trên tiếp cận SMAA III. ..................................................... 54 Hình 4.6. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp SAW. ......................................................................................................................... 56 Hình 4.7. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp ELECTRE III ............................................................................................................ 57 Hình 4.8. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp PROMETHEE II ....................................................................................................... 58 Hình 4.9. Phân tích thứ hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp ELECTREE III dựa trên tiếp cận SMAA III. ............................................................. 58 -7- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. So sánh ưu và nhược điểm ba phương pháp phổ biến trong MCDA: MAUT, AHP và Outranking ................................................................................................... 26 Bảng 4.1. Các dự án thuỷ điện lớn đề xuất trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn .......... 48 Bảng 4.2. Các tiêu chí và trọng số đánh giá giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững.............................................................................................. 50 Bảng 4.3. Ma trận phân tích giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững .......................................................................................................................... 51 Bảng 4.4. Ma trận đánh giá giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững .......................................................................................................................... 52 Bảng 4.5. Các tiêu chí và trọng số đánh giá giải pháp quản lý đập Đakmi 4 ............... 55 Bảng 4.6. Ma trận phân tích giải pháp quản lý đập Đakmi 4 ...................................... 56 Bảng 4.7. Ma trận đánh giá giải pháp quản lý đập Đakmi 4 ....................................... 56 Bảng 4.5. Tổng hợp thứ hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng bốn phương pháp: SAW, PROMETHEE II, ELECTRE III, SMAA III ............................. 59 Bảng 4.8. Tổng hợp thứ hạng các giải pháp quản lý đập Dakmi 4 sử dụng bốn phương pháp: SAW, PROMETHEE II, ELECTRE III, SMAA III .......................................... 59 -8- CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Nƣớc là nguồn tài nguyên không thể thiếu trong sự tồn tại và phát triển của con người, và nó cũng là yếu tố quan trọng cấu thành môi trường khu vực. Hiện nay nhiều vấn đề phức tạp và nghiêm trọng liên quan đến nước đã xuất hiện trên thế giới. Để giải quyết những vấn đề này đòi hỏi cần thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước trong đó xem xét tất cả các yếu tố có liên quan đến tài nguyên nước trên quan điểm tổng hợp và toàn diện [3]. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc là một quá trình trong đó có sự nỗ lực quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn trên quan điểm quản lý tổng hợp. Mỗi quốc gia hoặc khu vực đều có những đặc điểm riêng về địa lý và khí tượng; một lịch sử dùng nước, phong tục tập quán từng vùng và những nhận định về các giá trị khác nhau bắt nguồn từ những nhân tố trên. Thêm vào đó mỗi vùng lại có những hoàn cảnh phát triển kinh tế khác nhau. Vì vậy quản lý tài nguyên nước tổng hợp một cách đúng đắn và phù hợp không thể chỉ dựa trên một quy tắc hay một tiêu chuẩn đơn thuần [3]. Trong Quản lý tổng hợp tài nguyên nước, việc đưa ra quyết định được dựa trên sự hiểu biết sâu sắc về mối quan hệ giữa các hoạt động, các quá trình đang diễn ra tại lưu vực và ảnh hưởng của hoạt động, quá trình đó đến lưu vực là rất quan trọng và mang tính quyết định. Do đó việc tìm ra một hệ hỗ trợ ra quyết định có khả năng lượng hóa ảnh hưởng các can thiệp quản lý trong quá trình phát triển đến các nguồn nước là rất cần thiết. Hê thống hỗ trợ ra quyết định DSS (Decision Support System) đối với các vấn đề về tài nguyên nước đã bắt đầu xuất hiện giữa nhưng năm 1970. DSS được xây dựng nhằm đánh giá những biện pháp khác nhau bao gồm cả việc đánh giá các chi phí của các biện pháp đó để đưa ra những đề xuất, khuyến nghị cho các cơ quan ra quyết định. Trải qua nhiều năm tiếp theo của thập niên 90 của thế kỷ trước, cùng với sự phát triển của các phần mềm, sự nâng cao hiểu biết cơ bản của người ra quyết định về ứng dụng công nghệ thông tin đã giúp cho việc xây dựng và khai thác phần mềm hỗ trợ ra quyết định trong quản lý nguồn nước trở nên phổ biến hơn. 1.2. Tính cấp thiết của đề tài Nước ta là nước nằm trong vùng nhiêt đới gió mùa, với hệ thống sông ngòi chằng chịt. Phân bố nguồn tài nguyên nước không đều theo cả không gian và thời gian. Phát triển kinh tế xã hội chủ yếu tập trung dọc lưu vực của các hệ thống sông, trong đó nước là nguồn tài nguyên quan trọng sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, những vấn đề về khai thác sử dụng tài nguyên nước được đặt ra như: thiếu nước; suy giảm chất lượng nước, tranh chấp giữa các ngành, địa phương thậm chí các quốc gia…Ví dụ cụ thể có thể nhận thức rõ hơn là quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn đáp ứng phát triển bền vững. -9- Hệ thống sông Vũ Gia - Hàn là một phần của hệ sông Vu Gia – Thu Bồn, hệ thống sông lớn nhất vùng ven biển miền Trung – Việt Nam, chảy qua địa phận 15 huyện, thị xã của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Đối với Đà Nẵng hệ thống lưu vực liên quan trực tiếp là hệ thống sông Vu Gia – Hàn. Hiện nay hệ thống sông này đã và đang diễn ra các hoạt động khai thác các nguồn tài nguyên với tốc độ ngày càng tăng phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ở địa phương. Tuy nhiên việc khai thác các nguồn tài nguyên trên lực vực sông tùy thuộc vào nhu cầu của mỗi địa phương và mỗi ngành theo những mục đích khác nhau và không tuân theo quy hoạch, kế hoạch cụ thể và chưa được quản lý thống nhất. Điều đó đã và đang làm cho tài nguyên nước lưu vực sông Vũ Gia – Hàn có xu thế ngày càng cạn kiệt và biến đổi theo hướng bất lợi, tạo ra nhiều mâu thuẫn trong việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước trong lưu vực [7]. Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vũ Gia - Hàn là một vấn đề bức thiết cần được triển khai một cách hệ thống, đảm bảo tính khoa học và phát triển bền vững. 1.3. Thực tiễn áp dụng 1.3.1. Trên thế giới Trên thế giới, đã có một số hệ thống được phát triển, có thể thoả mãn một phần nhu cầu nhất định cho hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Dưới đây đưa ra một số ví dụ về DSS đã và đang được phát triển và sử dụng.  DSS kiểm soát lũ lụt: - CWMS (Fritz, J.A., et al., 2002 - Corps Water Management System) sử dụng cơ sở dữ liệu quan hệ (ORACLE) và các mô hình HEC-HIVIS (thực hiện tinh toán dòng chảy thủy văn), HEC-RAS (tính toán dòng chảy sông ngòi), HEC-ResSim (tính toán hồ chứa) và HEC-FIA (phân tích tác động dòng chảy). - SMS (EMRL, 2004): Được phát triển bởi phòng nghiên cứu mô hình về môi trường, Đại học Brigham Young và Trạm quan trắc đường thủy, Binh chủng công binh Hoa Kỳ (WES).  DSS ứng phó sự cố tràn hóa chất - DBAM (Danube Basin Alarm Model) là mô hình mô phỏng thời gian truyền và nồng độ các chất xảy ra các sự cố tràn hóa chất trong hệ thống sông.  DSS phân phối nước - Aquarius (Diaz et al., 1997) - AQUARIUS được phát triển bởi Khoa Kỹ thuật công trình, Đại học Colorado trong khuôn khổ hợp tác với U.S Forest Service. - CALSIM (DWR, 2004) - The CALifornia Water Resources SImulation Model: Được phát triển bởi Phòng tài nguyên nước bang California và Cục cải tạo liên bang về quy hoạch và quản lý dự án nước bang California và dự án lưu vực Trung Mỹ. - DELFT-TOOLS (Delft Hydraulics, 2004) là một cơ cấu trợ giúp ra quyết định được phát triển bởi các nhà thủy lực Delft – Hà Lan. - 10 - - WaterWare (Fedra, 2002; Jamison and Fedra, 1996) là hệ thống trợ giúp ra quyết định dựa trên sự liên kết các mô hình mô phỏng sử dụng các dữ liệu từ GIS và hệ thông chuyên gia.  DSS quản lý chất lượng nước - BASINS (USEPA, 2004 - Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint Sources) là một hệ DSS đưa đồng thời một số lượng lớn các dữ liệu môi trường và các khả năng mô hình hóa vào một gói chung, gắn kết với GIS.  DSS quản lý tổng hợp tài nguyên nước - mDSS Trong các hệ thống vừa nêu trên, tất cả đều chỉ mới dừng lại ở công cụ trợ giúp quản lý một khía cạnh nào đó của khai thác sử dụng tài nguyên nước, chưa có hệ thống nào đề cập đến vấn đề quản lý tổng hợp và phát triển bền vững. Trong những năm gần đây, do nhận thức được tính cấp bách trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước gắn với phát triển bền vững, nhiều nghiên cứu và chính sách về quản lý tổng hợp tài nguyên nước đã được thực hiện ở các khu vực phát triển của Châu Âu. Chính sách về nước ở Châu Âu đã thực sự phát triển vượt bậc với việc đạt được sự thống nhất cho một hiệp định khung về nước trong khuôn khổ Cộng Đồng Chung Châu Âu. Tuy nhiên nếu thiếu một cái nhìn đa ngành và các công cụ thích hợp để quản lý tài nguyên nước một cách tổng hợp thì sẽ gia tăng các cuộc xung đột giữa người dùng nước và đe doạ ổn định kinh tế xã hội. Trước yêu cầu đó, dự án Mulino đã được hình thành để phát triển một công cụ phần mềm hỗ trợ quyết định cho việc giải quyết nhiều vấn đề phức tạp trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước quy mô lưu vực sông ở châu Âu. Dự án đã được thực hiện thông qua liên kết các trường đại học, trung tâm nghiên cứu và cơ quan quản lý (9 cơ quan) của 5 nước thành viên Liên minh Châu Âu. Kết quả của dự án là một phần mềm (có tên là mDSS) và một phương pháp luận chung mà theo đó phần mềm được tiếp cận tổng hợp cho bài toán phân tích hỗ trợ ra quyết định quản lý tài nguyên nước. 1.3.2. Tại Việt Nam Ở nước ta, do nhiều lý do như: Trước đây phát triển kinh tế chưa cao, được thiên nhiên ưu đãi, nên các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước chưa được đặt ra cấp bách, những quan tâm chủ yếu thường là lũ lụt và thời tiết. Vì vậy vấn đề về phát triển một phương pháp luận cũng như công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước chưa được quan tâm nhiều. Những công cụ và phương pháp luận phát triển trong thời gian này ở Việt Nam chủ yếu là các bộ chương trình tính toán dòng chảy 1 hay 2 chiều trong sông tinh toán truyền lũ hoặc truyền chất. Một số cơ sở tiếp nhận các chương trình của nước ngoài, cũng chủ yếu là các chương trình tính toán mô phỏng dồng chảy và truyền chất ô nhiễm. Các bộ chương trình này cũng đã góp phần tính toán các kịch bản khác nhau trong quản lý liên quan đến tài nguyên nước cho một số sông và vùng ven biển quan trọng. Trong những năm gần đây, do tốc độ phát triển kinh tế xã hôi cao ở nước ta cũng như các quốc gia trong vùng, áp lực lên nguồn nước cho phát triển đã nảy sinh. - 11 - Thêm vào đó là sự biến của đổi của khí hậu toàn cầu làm gia tăng những tác động xấu đến tài nguyên nước đe đoạ phát triển bền vững của nhiều quốc gia, trong đó Việt Nam được xếp vào 10 quốc gia ảnh hưởng mạnh nhất. Vi vậy, vấn đề về phát triển phương pháp luận và công cụ hỗ trợ ra quyết định phục vụ quản lý tổng hợp tài nguyên đảm bảo phát triển bền vững đang được đặt ra cấp bách. Tuy nhiên cho đến nay ở nước ta vẫn chưa phát triển và sử dụng hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Mặc dù phương pháp luận về quản lý tổng hợp đã được phát triển và thực hiện nhiều ở quy mô dự án Quốc Gia trong một số lĩnh vực như: Các dự án quản lý tổng hợp đới bờ, Quản lý tổng hợp khai thác và phát triển tài nguyên rừng… 1.4. Mục tiêu của đề tài Trong khuôn khổ của luận văn “Nghiên cứu phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định trong Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và áp dụng cho lưu vực sông Vu Gia – Hàn”, phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu được nghiên cứu, xây dựng nhằm giúp các cấp ra quyết định căn cứ vào những dữ liệu thực tế về tài nguyên nước cũng như căn cứ vào những dự báo khoa học về tác động có thể xảy ra để đi đến quyết định cuối cùng trong việc quản lý tài nguyên nước bền vững. Do tính phức tạp và phạm vi rộng của vấn đề nghiên cứu, luận văn mới tập trung vào một số thành phần cơ bản nhất, đáp ứng được các yêu cầu cần thiết của một hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông. 1.5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Các vấn đề cần giải quyết để xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước quy mô lưu vực sông. Phạm vi: Xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông, tập trung nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định và áp dụng thử nghiệm phân tích cho quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu phát triển tại lưu vực sông Vu Gia – Hàn. 1.6. Kết cấu của luận văn Nội dung chính của luận văn được tổ chức thành 4 chương chính có nội dung được mô tả như dưới đây: CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của luận văn. CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ & CÔNG CỤ PHỤC VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN - 12 - Chương này trình bày về lý thuyết quản lý tổng hợp tài nguyên nước, giới thiệu tổng quan hệ hỗ trợ ra quyết định; hỗ trợ quyết định đa tiêu chí (MCDA) với các bước thực hiện và một số phương pháp phổ biến. CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH MCDA CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ TỔNG HỔP TÀI NGUYÊN NƢỚC Chương này xây dựng và phát triển mô đun chương trình phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định, xác định các giải pháp trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông, đáp ứng phát triển bền vững. CHƢƠNG 4: ÁP DỤNG PHÂN TÍCH HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH CHO QUẢN LÝ TỔNG HỔP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VU GIA – HÀN Trình bày các kết quả thử nghiệm, áp dụng phân tích hỗ trợ cho một số bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn: Phân tích, lựa chọn các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững, Quản lý đập Dakmi 4. So sánh và đánh giá kết quả phân tích sử dụng các phương pháp khác nhau. Phần KẾT LUẬN & HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN Trình bày những kết luận của tác giả sau khi nghiên cứu và áp dụng cho một số bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn. Ngoài ra, tác giả cũng đề xuất hướng nghiên cứu và phát triển chương trình trong thời gian tới. Kết luận chƣơng 1 Chương 1 là chương Giới thiệu đã trình bày những lý do hình thành hướng nghiên cứu qua việc nghiên cứu bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước, thực tiễn xây dựng, áp dụng DSS trong bài toán này trên thế giới và tại Việt Nam. Yêu cầu đặt ra nghiên cứu trong luận văn là xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông, tập trung nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định và áp dụng thử nghiệm phân tích cho quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu phát triển tại lưu vực sông Vu Gia – Hàn. Với yêu cầu đặt ra như vậy, luận văn tiếp theo sẽ nghiên cứu lý thuyết, công nghệ và công cụ phục vụ giải quyết bài toán.  - 13 - CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ & CÔNG CỤ PHỤC VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 2.1. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc 2.1.1. Khái niệm 1. Tài nguyên nƣớc Tài nguyên nước là một thành phần gắn chặt với mức độ phát triển của xã hội loài người. Ở mỗi giai đoạn phát triển của khoa học công nghệ và tùy theo điều kiện cụ thể của từng quốc gia mà nguồn nước được khai thác theo nhu cầu và trình độ kỹ thuật nhất định. Nước được coi là một dạng tài nguyên và luôn được bổ sung trong ngân quỹ nước của quốc gia. Tài nguyên nước là một thành phần không thể thiếu của những hệ sinh thái trên mặt đất. Sự biến đổi khí hậu toàn cầu và thải chất nhiễm bẩn vào bầu khí quyển cũng đã tác động vào tài nguyên nước và đe dọa các hệ sinh thái. Do vậy, việc nghiên cứu nước và hệ thống tài nguyên nước có tầm quan trọng đặc biệt không những đối với lưu vực sông, từng quốc gia mà còn là của toàn cầu. Tóm lại, Nước là một tài nguyên bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ của một nước, một lưu vực, một vùng hay một địa phương [6]. 2. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc Nước là một tài nguyên thiết yếu nhất đối với tất cả các khía cạnh liên quan đến sự phát triển của con người và hệ sinh thái trên lưu vực sông. Các tài nguyên khác như đất và các tài nguyên sinh thái cũng phụ thuộc và có mối liên quan mật thiết với tài nguyên nước trong quá trình sử dụng cũng như bảo tồn. Vì thế quản lý tài nguyên nước là một thành phần quan trọng của quản lý lưu vực sông và cần được quản lý theo đơn vị lưu vực. Để quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước, tài nguyên nước nhất thiết phải được quản lý và sử dụng theo nguyên tắc tổng hợp, gọi tắt là quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Cần hiểu rõ ba khái niệm trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước, đó là: -“Quản lý” được hiểu bao gồm các hoạt động nhằm quản lý hữu hiệu tài nguyên nước, cả trong các hoạt động khai thác tài nguyên như đánh giá tài nguyên và quy hoạch phát triển, giải pháp và quá trình thực hiện, quản lý và vận hành hệ thống công trình, thực thi mạng giám sát và kiểm soát… -“Tổng hợp” cần được hiểu theo nghĩa là kết hợp giữa sử dụng và bảo vệ, giữa khai thác và phát triển bền vững, giữa các ngành dùng nước và các cấp dùng nước, giữa môi trường đất và môi trường nước, giữa môi trường tự nhiên sinh thái và môi trường kinh tế xã hội, giữa quá khứ, hiện tại và tương lai… - “Tài nguyên nước” phải được hiểu theo nghĩa rộng là bao gồm các thành phần nước, việc sử dụng nước và những phản ứng nhạy cảm của nước đối với các hoạt động của con người. Đồng thời nói đến tài nguyên nước là bao gồm cả nước mưa, nước dòng chảy mặt và nước ngầm, cả số lượng nước và chất lượng nước. - 14 - Như vậy, Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là một quá trình đẩy mạnh phối hợp phát triển và quản lý tài nguyên nước, đất và các tài nguyên liên quan để tối đa hóa lợi ích kinh tế xã hội một cách công bằng mà không phương hại đến tính bền vững của các hệ sinh thái thiết yếu [Tổ chức công tác nước toàn cầu (GWP), 2000]. 3. Lƣu vực sông Nước trên bề mặt đất theo quy luật chung đều chảy từ nơi cao xuống nơi thấp, lâu ngày các đường chảy tạo thành sông suối. Mỗi một dòng sông đều có phần diện tích hứng nước và tập trung nước gọi là lưu vực sông. Một lưu vực sông có thể xem như một vùng địa lý được giới hạn bởi đường chia nước trên mặt và dưới đất. Đường chia nước trên mặt là đường nối các đỉnh cao của địa hình. Nước từ đỉnh cao đó chuyển động theo hướng dốc của địa hình để xuống chân dốc, đó là các suối nhỏ rồi tập trung xuống các nhánh sông lớn hơn và chảy ra biển. Cứ thế chúng tạo thành mạng lưới sông. Trên lưu vực sông, ngoài các phần diện tích đất trên cạn còn có các phần đất chứa nước thuộc lòng chảy sông, hồ và các vùng đất ngập nước theo từng thời kỳ [6]. 4. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Trên lưu vực sông luôn tồn tại các mối quan hệ chặt chẽ giữa nước mặt và nước ngầm, giữa số lượng nước và chất lượng nước, giữa đất và nước và giữa vùng thượng lưu và hạ lưu. Các mối quan hệ này làm cho lưu vực sông từ một vùng địa lý đã trở thành một hệ thống luôn kết dính với nhau. Như vậy, quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông là quản lý nguồn nước và các thành phần liên quan đến nước trên quy mô toàn lưu vực [6]. 2.1.2. Các nguyên tắc, nội dung 1. Các nguyên tắc Hiện nay, có thể coi 4 nguyên tắc được thảo luận và thống nhất trong hội nghị về Nước và Môi trường năm 1992 tại Dubin (gọi tắt là nguyên tắc Dubin) là những nguyên tắc nền tảng của quản lý tổng hợp tài nguyên nước: Nguyên tắc 1: Nước ngọt là tài nguyên hữu hạn không tài nguyên nào có thể thay thế được, rất thiết yếu để duy trì cuộc sống, phát triển và môi trường. Nguyên tắc này mở ra một phương pháp tiếp cận mới trong quản lý nước, đó là phải xem xét tất cả các đặc tính của chu trình thủy văn cũng như các tương tác của nước với các tài nguyên khác và hệ sinh thái. Nguyên tắc 2: Phát triển và bảo vệ tài nguyên nước phải dựa trên phương pháp tiếp cận có sự tham gia của tất cả các thành phần bao gồm những người dừng nước, người lập quy hoạch và người xây dựng chính sách ở tất cả các cấp. Trong quản lý nước truyền thống không chú trọng đến sự tham gia của các thành phần, nhất là người dùng nước. Nguyên tắc này đưa ra một cách tiếp cận mới về mặt quản lý có tính quyết định để nâng cao hiệu quả của việc sử dụng nguồn nước, trong đó vai trò của người dùng nước cũng được coi trọng như những người lập quy hoạch và xây dựng các chế độ chính sách về nước. - 15 - Nguyên tắc 2 nhằm nhấn mạnh cần có sự tham gia thật sự của các thành phần liên quan là một phần của quá trình ra quyết định. Sự tham gia thật sự của các thành phần có liên quan ở mọi cấp của xã hội đều phải có tác động trong việc ra quyết định chứ không dừng ở việc hỏi ý kiến đơn thuần. Tham gia không có nghĩa là luôn luôn thống nhất mà cũng có lúc nảy sinh mâu thuẫn và phải có cơ chế để giải quyết các mâu thuẫn đó. Nguyên tắc 3: Phụ nữ có vai trò trung tâm trong việc cung cấp, quản lý và bảo vệ nguồn nước. Người phụ nữ có vai trò chủ yếu trong việc lấy nước và bảo vệ nguồn nước dùng cho sinh hoạt gia đình và cho sản xuất nông nghiệp. Nguyên tắc 3 nhấn mạnh vai trò của phụ nữ và chỉ rõ cần phải có những cơ chế thích hợp để nâng cao khả năng tiếp cận của phụ nữ tới quá trình ra quyết định, mở rộng những phạm vi cho người phụ nữ có thể tham gia vào quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Nguyên tắc 4: Nước có giá trị kinh tế trong mọi hình thức sử dụng và cần phải được xem như một loại hàng hóa có giá trị kinh tế. Trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước cần phải tính toán đầy đủ giá trị của nước bao gồm giá trị kinh tế và giá trị nội tại của tài nguyên nước và phải tạo cơ chế cho người dùng nước có đủ khả năng sử dụng nước và trả đủ các chi phí cho việc mua nước cũng như trách nhiệm của họ trong việc bảo vệ nguồn nước. 2. Các nội dung Nội dung quản lý tổng hợp tài nguyên nước cần phải xem xét hai hệ thống chủ yếu, đó là hệ thống tự nhiên và hệ thống nhân văn. Hệ thống tự nhiên với đặc trưng chủ yếu là số lượng và chất lượng của các tài nguyên tự nhiên như nước, đất, không khí và các tài nguyên sinh học, là đầu vào quan trọng cho hệ thống nhận văn khai thác và sử dụng. Quản lý hệ thống tự nhiên là quản lý nguồn cung cấp tài nguyên, còn quản lý hệ thống nhân văn là quản lý việc sử dụng nguồn tài nguyên tự nhiên, với tài nguyên nước là quản lý việc sử dụng nước [6]. a. Quản lý tổng hợp trong hệ thống tự nhiên bao gồm: (1) Quản lý tổng hợp nước và đất: Nước và đất là hai thành phần của môi trường tự nhiên có mối liên quan và tác động với nhau trong quá trình diễn ra của tự nhiên. Vì thế việc quản lý sử dụng nước không thể tách rời với quản lý sử dụng đất và các biện pháp canh tác trên đất nông nghiệp, nhất là việc quản lý các lưu vực nhỏ để bảo vệ đất chống xói mòn. (2) Quản lý tổng hợp các thành phần nước xanh lá cây và nước xanh da trời: Hai thành phần liên quan đến việc quản lý nước, đó là: - Nước liên quan đến sử dụng của hệ sinh thái như nước mưa và bốc thoát hơi (còn gọi là nước xanh lá cây). - Nước sử dụng trực tiếp của con người như nước trong sông, hồ và nước ngầm. (3) Quản lý tổng hợp nước mặt và nước ngầm: Tài nguyên nước của lưu vực bao gồm cả nước mặt và nước ngầm, việc khai thác quá mức nước mặt hay nước ngầm cũng ảnh hưởng đến thành phần còn lại. - 16 - (4) Quản lý tổng hợp số lượng và chất lượng nước: Ô nhiễm nước có thể làm suy giảm nhanh chóng nguồn nước sạch mà con người sử dụng. Vì thế trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước không những chú ý quản lý số lượng nước mà còn phải chú trọng đến quản lý và bảo vệ chất lượng nước. (5) Quản lý tổng hợp các lợi ích sử dụng nước vùng thượng lưu và hạ lưu: Lợi ích về sử dụng nước tại hạ lưu thường bị ảnh hưởng do sử dụng nước tại thượng lưu. Lấy nước quá mức để sử dụng ở thượng lưu sẽ làm cạn kiệt dòng chảy ở hạ lưu, xả nước thải ở thượng lưu thường làm suy giảm chất lượng nước ở khu vực hạ lưu, việc thay đổi sử dụng đất tại thượng lưu sẽ ảnh hướng tới nước ngầm chảy vào sông và làm biến đổi dòng chảy của sông trong các tháng mùa kiệt ở hạ lưu. Vì thế các mâu thuẫn về lợi ích trong sử dụng nước ở thượng lưu và hạ lưu là không tránh khỏi cần phải được xem xét và giải quyết dựa trên các nguyên tắc của quản lý tổng hợp. b. Quản lý tổng hợp trong hệ thống nhân văn bao gồm: (1) Tổng hợp xuyên ngành trong quy hoạch và quản lý nguồn nước: Xem xét các điều kiện kinh tế xã hội và môi trường tác động lên tất cả các ngành sử dụng nước trong quá trình xây dựng các phương án quy hoạch phát triển tài nguyên nước cũng như xác định các biện pháp quản lý nguồn nước đáp ứng yêu cầu phát triển của con người. (2) Tổng hợp các chính sách về nước vào trong chính sách phát triển kinh tế xã hội quốc gia: Nước là khâu đầu vào rất quan trọng cho các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, chính vì thế chính sách nước phải được tổng hợp trong các chính sách kinh tế của quốc gia và chính sách của ngành ở cấp quốc gia. Các chính sách kinh tế xã hội cũng phải xem xét mối liên quan đến nước, chẳng hạn như chính sách phát triển năng lượng hay lương thực đều có ảnh hưởng rất lớn tới tài nguyên nước và ngược lại. (3) Tổng hợp tất cả những thành phần liên quan trong quy hoạch và quá trình ra quyết định: Sự tham gia của tất cả các thành phần có liên quan trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nước là một yếu tố chủ yếu để sử dụng cân bằng và bền vững tài nguyên nước. Việc quản lý tổng hợp nguồn nước và nước thải sẽ giúp duy trì được chất lượng nước cũng như khiến cho các dòng nước thải có thể là dòng bổ sung có ích đối với dòng sông và nước sử dụng của con người. Trong cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, nếu không phối hợp quản lý nước thải thì dòng nước thải sẽ phải làm giảm lượng nước cấp hữu ích vì nó làm giảm chất lượng nước và tăng chi phí cấp nước tương lai. (4) Tổng hợp các chính sách, luật pháp và thể chế trong phát triển tài nguyên nước: Thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước rất phức tạp, đòi hỏi phải có những thay đổi trong chính sách, luật pháp nếu có những điểm không phù hợp, chẳng hạn như những chính sách làm tăng yêu cầu nước, chính sách ảnh hưởng tới phân chia nguồn nước cho các mục tiêu sử dụng nước…là những chính sách thường phải được cải tiến hoặc xây dựng mới cho phù hợp. Ngoài ra, người lập chính sách cũng phải biết cân bằng giữa lợi ích trước mắt và giá phải trả lâu dài khi không mạnh dạn đổi mới các - 17 - chính sách không phù hợp, để từ đó quyết định đổi mới chính sách sao cho phù hợp với quản lý tổng hợp tài nguyên nước. 2.2. Hệ hỗ trợ ra quyết định 2.2.1. Giới thiệu Khái niệm Hệ hỗ trợ ra quyết định (Decision Support Systems – DSS) được Scott Morton đưa ra đầu những năm 70 với thuật ngữ Hệ thống hỗ trợ quản lý (MSS Management Support System). Hệ thống được xác định như sau “Hệ thống dựa trên sự tương tác máy tính, giúp người ra quyết định dùng các dữ liệu và mô hình để giải các bài toán không có cấu trúc – những bài toán mờ, phức tạp với lời giải không hoàn chỉnh”. Theo Gorry và Scott Morton, các vấn đề xử lý được phân chia thành có cấu trúc, nửa cấu trúc và không có cấu trúc. Trong đó các Hệ thông tin quản lý (MIS – Management Information System) được dùng để giải quyết loại bài toán thứ nhất còn lớp các bài toán thứ hai và thứ ba là phạm vi giải quyết của Hệ hỗ trợ quyết định và Hệ chuyên gia [13]. Sự ra đời của DSS đánh dấu bước phát triển quan trọng trong lĩnh vực ứng dụng tin học vào quản lý và điều hành công việc. DSS đã không ngừng được nghiên cứu và phát triển cả về lý thuyết và thực tế triển khai ứng dụng. Vai trò chính của DSS là nhằm mục đích giúp các nhà ra quyết định giải quyết những vấn đề trong những hoàn cảnh chưa được định nghĩa rõ ràng, các nhà ra quyết định có thể chưa biết rõ vấn đề cũng như giải pháp, tiêu chuẩn đánh giá sự thành công của lựa chọn. Với mục đích này, chúng ta có thể quan niệm rằng bất cứ hệ thống nào tuân thủ một mô hình tổ chức và xử lý riêng biệt của nó mà có thể trợ giúp việc ra quyết định thì đều được xem là một DSS. Các loại DSS truyền thống như sử dụng bảng tính, tối ưu toán học, phân tích số hay mô hình mô phỏng vẫn tiếp tục phát huy tác dụng trong việc giải quyết đa vấn đề. Tuy nhiên những người làm những việc sử dụng tri thức trong doanh nghiệp ngày càng yêu cầu hệ thống phải biết nhiều hơn và phải làm được nhiều hơn việc truy xuất, tổng hợp và phân tích thông tin. Càng ngày họ sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào hệ thống để có thể ra các quyết định nhanh chóng với độ tin cậy cao hơn. Đây là xu hướng phát triển của hệ thống thông tin nói chung và của DSS nói riêng [19]. 2.2.2. Ngƣời ra quyết định và quá trình ra quyết định 1. Ngƣời ra quyết định - Ở cấp quản lý thấp hay tổ chức quy mô nhỏ: chính cá nhân là người ra quyết định. Đối với một cá nhân cũng thể có nhiều mục tiêu xung đột. - Tổ chức vừa và lớn: thường là nhóm ra quyết định, như vậy sẽ xảy ra sự xung đột mục tiêu giữa các cá nhân. Nhóm có thể có số lượng khác nhau, có thể từ nhiều phòng/ban hay từ các tổ chức khác nhau dẫn đến nhiều cách nhận thức, quyết định khác nhau. Việc đồng thuận là vấn đề chính trị và khó khăn nên quá trình nhóm ra quyết định là rất phức tạp, thường cần sự hỗ trợ của máy tính để phân tích, đánh giá các giải pháp dựa trên mục tiêu của mỗi cá nhân trong nhóm. - 18 - 2. Quá trình ra quyết định Quá trình ra quyết định được Simon (1977) đề xuất gồm có 3 giai đoạn chính: - Tìm hiểu (intelligence): bài toán dẫn đến quyết định. - Thiết kế (design): phân tích và xây dựng mô hình diễn trình hành động. - Chọn lựa (choice): chọn một phương án trong tập các phương án. Sau đó Simon đã bổ sung thêm giai đoạn thứ tư đó là: - Thực thi (implementation): thực thi giải pháp được lựa chọn từ giai đoạn trước. Thực tế Đơn giản hóa các giả định Giai đoạn tìm hiểu Xác định mục tiêu Tìm kiếm và tập hợp dữ liệu Nhận diện, xác định chủ thể bài toán Phân loại và phát biểu bài toán Phát biểu bài toán Hợp thức hóa mô hình Giai đoạn thiết kế Thiết lập mô hình Thiết lập các tiêu chí chọn lựa Thiết lập các phương án Dự đoán và đánh giá các kết quả Các phương án Giai đoạn chọn lựa Kiểm chứng, kiểm thử giải pháp đề xuất Giai đoạn thực thi giải pháp Tìm giải pháp cho mô hình Phân tích độ nhậy Chọn ra các phương án tốt nhất Lập kế hoạch thực thi Giải pháp Thất bại Hình 2.1. Quá trình ra quyết định Quá trình ra quyết định bắt đầu với giai đoạn tìm hiểu, đây là giai đoạn khảo sát thực tế, định nghĩa và xác định bài toán. Trong giai đoạn thiết kế sẽ xây dựng mô hình phản ánh bài toán bằng cách đưa ra các giả định để đơn giản hóa thực tế và mô tả các mối quan hệ giữa tất cả các biến. Sau đó sẽ xác định mô hình và các tiêu chí đánh giá các phương án (hay các lựa chọn) thay cho hành động đã được định nghĩa. Thông thường, quá - 19 - trình xây dựng mô hình sẽ xác định các phương án lựa chọn tiềm năng. Giai đoạn chọn lựa bao gồm việc lựa chọn một giải pháp được đề xuất với mô hình đã được xây dựng ở giai đoạn thiết kế. Giải pháp này được kiểm chứng để xác định mức độ hợp lý hay không hợp lý. Nếu giải pháp đề xuất là hợp lý thì tiếp tục tực hiện giai đoạn cuối là giai đoạn thực thi, ngược lại sẽ quay lại các giai đoạn trước đó của quá trình. 2.2.3. Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định Một ứng dụng DSS bao gồm các thành phần sau [13]: Các hệ thống máy tính khác Internet, intranet và extranet Dữ liệu: trong và ngoài Quản lý dữ liệu Quản lý mô hình Các mô hình ngoài Các phân hệ dựa trên tri thức Phân hệ giao diện ngƣời dùng Cơ sở kiến thức tổ chức Nhà quản lý (ngƣời dùng) Hình 2.2. Lược đồ của DSS Phân hệ Quản lý dữ liệu gồm một cơ sở dữ liệu chứa các dữ liệu cần thiết và được quản lý bởi một hệ quản trị cơ sở dự liệu. Phân hệ này có thể được kết nối với nhà kho dữ liệu của tổ chức, là kho chứa dữ liệu của tổ chức có liên đới đến vấn đề ra quyết định. Phân hệ Quản lý mô hình còn được gọi là hệ quản trị cơ sở mô hình (MBMS – model base management system) là gói phần mềm gồm các thành phần về thống kế, tài chính, khoa học quản lý hay các phương pháp định lượng nhằm trang bị cho hệ thống năng lực phân tích. Thành phần này có thể kết nối với các kho chứa mô hình của tổ chức hay ở bên ngoài nào khác. Phân hệ quản lý dựa trên tri thức có thể hỗ trợ các phân hệ khác hay hoạt động độc lập nhằm đưa ra tính thông minh của quyết định đưa ra. Nó cũng có thể được kết nối với các kho kiến thức khác của tổ chức. - 20 - Phân hệ giao diện người dùng giúp người sử dụng giao tiếp với hệ thống. Các thành phần vừa kể trên tạo nên DSS, có thể kết nối với intranet/extranet của tổ chức hay kết nối trực tiếp với Internet [13]. 2.3. Hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí (MCDA) 2.3.1. Giới thiệu Một trong những thách thức lớn với các bài toán quyết định trong thực tế là bản chất đa chiều của các hành động quyết định. Ngay cả những bài toán quyết định đơn giản nhất chúng ta cũng phải thường xuyên giải quyết nhiều ưu đãi [14]. Xét ví dụ: “Sophie thích nhà hàng A hơn nhà hàng B vì nhà hàng A có nhiều món ăn ngon hơn, nhưng mặt khác Sophie lại thích nhà hàng B hơn vì giá cả rẻ hơn”[22]. Quyết định của Shopie phụ thuộc vào tâm trạng và trạng thái tài chính để Sophie quyết định chọn nhà hàng A hay B. Qua ví dụ đơn giản này, chúng ta có thể thấy rõ hai lựa chọn của Sophie mâu thuẫn nhau và các ưu tiên của Sophie (người ra quyết định) ảnh hưởng lớn đến kết quả cuối cùng. Từ đó cho thấy cần áp dụng một phương pháp tiếp cận đa tiêu chí, các tiêu chí dựa trên một mô tả đa chiều của các hành động quyết định khả thi. Mô tả đa chiều của bài toán ra quyết định liên quan đến một phương pháp phân tích quyết định gọi là Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí MCDA [22]. Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí MCDA (Multiple Criteria Decision Aid) là một nhánh của lý thuyết ra quyết định trong đó giải quyết bài toán ra quyết định được đặc trưng bởi một số tiêu chí đánh giá. MCDA tương đối phổ biến đối với các nhà khoa học khi mô hình hóa các vấn đề thế giới thực thành một vài nguyên tắc logic theo thứ tự để miêu tả và giải thích vấn đề đó, thậm chí cả dự báo các sự kiện trong tương lai. Lịch sử phát triển MCDA có nguồn gốc ít nhất từ thế kỷ thứ 18 khi Marquis de Condorcet đầu tiên áp dụng toán học trong khoa học xã hội một cách hệ thống. Tiếp đó, Pareto là người đầu tiên nghiên cứu một cách rõ ràng sự kết hợp các tiêu chí khác nhau vào một chỉ số đánh giá duy nhất. Ông cũng là người đầu tiên đưa ra các khái niệm về sự hiệu quả, đây là một trong những khía cạnh quan trọng của lý thuyết MCDA ngày nay. Các phương pháp giải quyết bài toán quyết định đa chiều đầu tiên xuất hiện từ cuối những năm 1960. Năm 1968, Roy đã giới thiệu các phương pháp xếp hạng, năm 1976 Keeney và Raiffa mở rộng lý thuyết giá trị cho trường hợp đa chiều [16]. Mục đích chung của các phương pháp MCDA là giúp cho người ra quyết định chuẩn bị, tạo lập quyết định và nghiên cứu các bài toán ra quyết định xét tới nhiều hơn một quan điểm. Mục đích của MCDA là không bắt buộc phải chọn bất kỳ một quyết định nào mà từ một cấu trúc hợp lý của bài toán ra quyết định MCDA đưa ra các phân tích, khuyến nghị [22]. Từ thập niên 1970 đến 1990, MCDA được phát triển nhanh chóng, hiệp hội MCDA được hình thành và nhiều cải tiến cả trên phương diện lý thuyết cũng như các ứng dụng thực tế đã được xuất bản trong nhiều tài liệu quốc tế, nhiều gói phần mền giải quyết các bài toán MCDA ra đời, những gói phần mềm này được gọi là hệ thống