単一値中性距離測定に基づくMerec-Rancom-Wispによる持続可能なエネルギー貯蔵技術問題の解決
学術的背景
世界のエネルギー需要が増加し続ける中、エネルギー貯蔵技術（Energy Storage Technology, EST）は、環境への影響を緩和し、炭素フットプリントを削減する上で重要な役割を果たしています。ESTは再生可能エネルギーの重要な要素であるだけでなく、世界のエネルギー構造の脱炭素化においても鍵となります。しかし、適切なESTを選択するには、持続可能性の多面的な考慮が必要であり、これにより意思決定プロセスは複雑で不確実性に満ちたものとなります。従来の意思決定手法は、このような多基準、不確実性、不整合性を伴う問題に対処する際に限界を露呈することが多いです。
この問題を解決するため、著者らは単一値ニュートロソフィック集合（Single-Valued Neutrosophic Set, SVNS）に基づくハイブリッド多基準グループ意思決定（Multi-Criteria Group Decision-Making, MCGDM）手法を提案しました。SVNSはファジィ集合の拡張として、現実の意思決定における不確実性、不整合性、曖昧なデータをより効果的に扱うことができます。SVNSを導入することで、著者らは複雑な意思決定環境において、異なるESTを評価し優先順位を付けるための新しい意思決定フレームワークを開発し、より合理的な解決策を提供することを目指しています。
論文の出典
この論文は、Arunodaya Raj Mishra、Dragan Pamucar、Pratibha Rani、Ibrahim M. Hezamによって共同執筆されました。著者らは、インドのVellore Institute of Technology、セルビアのUniversity of Belgrade、インドのIndian Institute of Technology (BHU) Varanasi、およびサウジアラビアのKing Saud Universityなど、異なる研究機関に所属しています。論文は2025年3月5日に受理され、『Cognitive Computation』誌に掲載されました。DOIは10.1007/s12559-025-10437-xです。
研究のプロセスと結果
研究のプロセス
意思決定専門家の重みの決定
研究では、まず新しい単一値ニュートロソフィックHellinger距離尺度を導入し、意思決定専門家（Decision Experts, DEs）の重みを計算しました。この距離尺度は、異なるSVNS間の差異を効果的に識別し、意思決定専門家の重み付けに科学的根拠を提供します。具体的には、SVNSを用いて意思決定専門家の意見を表現し、Hellinger距離尺度を用いて専門家間の差異を計算し、最終的にSVNSのスコア関数を組み合わせて各専門家の重みを決定しました。集約された単一値ニュートロソフィック意思決定行列（ASVN-DM）の構築
意思決定専門家の重みを決定した後、著者らは単一値ニュートロソフィック加重平均（SVNWA）演算子を用いて異なる専門家の意見を集約し、集約された単一値ニュートロソフィック意思決定行列を構築しました。このステップにより、すべての専門家の意見が合理的に統合され、後の意思決定分析のための基礎データが提供されました。基準の重みの決定
著者らは、客観的重みと主観的重みを組み合わせた基準の重み決定手法を提案しました。客観的重みは「基準の除去効果に基づく方法」（Method based on the Removal Effects of Criteria, MEREC）を用いて計算され、主観的重みは「ランキング比較」（Ranking Comparison, RANCOM）ツールを用いて決定されました。最終的に、著者らはこれら2つの重みを統合し、各基準の統合重みを得ました。正規化されたASVN-DMの構築
さらなる分析のために、著者らはASVN-DMに対して線形正規化とベクトル正規化を施し、最終的に平均正規化されたASVN-DMを構築しました。このステップにより、異なる基準間のデータが比較可能となり、後の加重和と加重積分析の基礎が提供されました。加重和と加重積分析
著者らは、加重和と加重積手法を用いて各ESTを評価しました。具体的には、加重和偏差（Weighted Sum Deviation, WSD）と加重和比率（Weighted Sum Ratio, WSR）を計算し、これらの指標に基づいてESTの暫定的なランキングを行いました。その後、加重積偏差（Weighted Product Deviation, WPD）と加重積比率（Weighted Product Ratio, WPR）を計算し、ランキングの合理性をさらに検証しました。改善された効用度（Improved Utility Degree, IUD）の計算
加重和と加重積分析の結果を[0,1]の範囲にマッピングするため、著者らは各ESTの改善された効用度（IUD）を計算しました。このステップにより、すべての評価指標が統一された尺度を持ち、最終的な意思決定に科学的根拠を提供しました。総合効用度（Overall Utility Degree, OUD）の計算とランキング
最後に、著者らは加重和と加重積分析の結果を統合し、各ESTの総合効用度（OUD）を計算し、OUDの値に基づいてESTの最終的なランキングを決定しました。結果は、リチウムイオン電池（B1）がすべてのESTの中で最も優れていることを示し、次いで鉛蓄電池（B2）、ナトリウム硫黄電池（B3）、フロー電池（B4）が続きました。
研究結果
意思決定専門家の重みの決定
新しいHellinger距離尺度を導入することで、著者らは各意思決定専門家の重みを成功裏に計算し、SVNSデータを扱う際のこの距離尺度の有効性を検証しました。基準の重みの決定
MERECとRANCOM手法を組み合わせることで、著者らは各基準の統合重みを成功裏に計算し、多基準意思決定問題を扱う際のこの手法の合理性を検証しました。ESTの評価とランキング
加重和と加重積分析を通じて、著者らは各ESTを評価し、最終的にリチウムイオン電池（B1）が最適な選択肢であることを決定しました。この結果は既存の文献研究と一致し、提案手法の有効性と実用性を裏付けました。
結論と意義
結論
本研究では、単一値ニュートロソフィック集合に基づくハイブリッド多基準グループ意思決定手法を提案し、持続可能なエネルギー貯蔵技術の選択における複雑な意思決定問題を成功裏に解決しました。新しいHellinger距離尺度の導入、MERECとRANCOM手法を組み合わせた基準の重み決定手法、および加重和と加重積分析を通じて、著者らはESTの選択に対して科学的で合理的な意思決定フレームワークを提供しました。
科学的価値と応用価値
科学的価値
本研究は初めて単一値ニュートロソフィック集合とHellinger距離尺度を組み合わせ、新しい意思決定専門家の重み決定手法を提案しました。さらに、著者らは初めてMERECとRANCOM手法を組み合わせ、新しい基準の重み決定手法を提案しました。これらの革新は、多基準意思決定分野に新しい研究の方向性と手法を提供しました。応用価値
本研究で提案された手法は、エネルギー貯蔵技術の選択に限定されず、他の複雑な多基準意思決定問題にも適用可能です。例えば、サプライチェーン管理、投資意思決定、環境評価などの分野で応用され、実際の意思決定に科学的根拠を提供することができます。
研究のハイライト
新しいHellinger距離尺度
本研究は初めてHellinger距離尺度を単一値ニュートロソフィック集合に適用し、SVNSデータ間の差異尺度問題を効果的に解決しました。MERECとRANCOMを組み合わせた基準の重み決定手法
本研究は初めてMERECとRANCOM手法を組み合わせ、新しい基準の重み決定手法を提案し、多基準意思決定における重み付け問題を効果的に解決しました。加重和と加重積分析
本研究は加重和と加重積分析を通じて、ESTの選択に対して科学的で合理的な意思決定フレームワークを提供し、提案手法の有効性と実用性を検証しました。
その他の価値ある情報
本研究では、比較分析を通じて、提案手法が多基準意思決定問題を扱う際に優れていることを検証しました。他の既存の多基準意思決定手法と比較して、提案手法は不確実性、不整合性、曖昧なデータを扱う際により優れたパフォーマンスを示し、実際の意思決定に対してより科学的で合理的な解決策を提供しました。
本研究を通じて、著者らは持続可能なエネルギー貯蔵技術の選択に対して科学的で合理的な意思決定フレームワークを提供しただけでなく、多基準意思決定分野に新しい研究の方向性と手法を提供しました。この研究は、科学的価値と応用価値の両面で重要であり、実際の意思決定に強力な支持を提供しています。