Yöntemler · Toplulaştırma ve oylama
KEMENY-YOUNG (En Az Toplam Uyuşmazlık Yöntemi)
KEMENY-YOUNG, bütün olası tam sıralamalar arasından, sıralama kaynaklarının tamamıyla toplamda en az uyuşmazlığa düşen tek sıralamayı seçer.
Temel yöntemin veri türü: Kesin (Classical)
Yöntem Nedir?
KEMENY-YOUNG, birden çok sıralama kaynağını tek bir tam sıraya indiren bir toplulaştırma yöntemidir. CONDORCET ve COPELAND gibi ikili karşılaştırmalara dayanır ama onlardan farklı olarak tek tek ikilikleri değil, olası bütün tam sıralamaları bir bütün olarak değerlendirir. Her olası sıralama için, bu sıralamanın her sıralama kaynağıyla kaç noktada çeliştiği (kaç ikili tercihte ters düştüğü) sayılır; toplam çelişkisi en düşük olan sıralama seçilir. Fikir John Kemeny tarafından 1959'da önerilmiş, H. Peyton Young ve Arnold Levenglick tarafından 1978'de matematiksel olarak temellendirilmiş ve Condorcet ilkesini eksiksiz karşılayan tek tutarlı toplulaştırma kuralı olarak gösterilmiştir.
Yöntemin Felsefesi
KEMENY-YOUNG'ın sorduğu soru şudur: "Bütün sıralama kaynaklarını birlikte en az kızdıracak tek sıralama hangisidir?" Yöntem, olası her tam sıralamayı bir aday olarak ele alır. Her adayın, her kaynağın kendi sıralamasıyla kaç ikili noktada anlaştığı ve kaç noktada anlaşmadığı sayılır. En az toplam anlaşmazlığa sahip aday, konsensüs sıralaması ilan edilir.
Bu, DODGSON'ın "bir seçeneği kazanan yapmak için ne kadar değişiklik gerekir" sorusundan farklıdır; KEMENY-YOUNG tek bir seçeneği değil, sıralamanın tamamını bir bütün olarak optimize eder. Young ve Levenglick'in (1978) gösterdiği gibi, bu yaklaşım tarafsızlık ve tutarlılık gibi belirli aksiyomları sağlayan tek toplulaştırma kuralıdır ve bir Condorcet kazananı varsa KEMENY-YOUNG onu her zaman birinci sıraya koyar. Bunun bedeli hesaplama yüküdür: olası tam sıralamaların sayısı seçenek sayısıyla birlikte çok hızlı büyür.
Yöntem Nasıl Çalışır?
Yöntem dört adımda ilerler.
Birinci adım, sıraları toplamak. Her kaynağın sıralaması bir tabloda birleştirilir.
İkinci adım, olası bütün tam sıralamaları listelemek. Seçenek sayısı kadar elemanın olası bütün dizilişleri aday sıralama olarak ele alınır.
Üçüncü adım, her adayın toplam uyuşmazlığını hesaplamak. Her aday sıralama için, her seçenek çiftinde adayın verdiği yön ile her kaynağın verdiği yön karşılaştırılır; anlaşmazsa bu bir birim uyuşmazlık sayılır. Bütün çiftler ve bütün kaynaklar üzerinden toplanır.
Dördüncü adım, en düşük toplamı seçmek. Toplam uyuşmazlığı en düşük olan aday sıralama, konsensüs sıralaması olarak ilan edilir. Birden çok aday aynı en düşük toplamı paylaşıyorsa, hepsi eşit derecede iyi sonuç sayılır.
Adımların formülleri ve ara tabloları DecisionMind'daki yöntem sayfasında verilir; bu kart formül taşımaz.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
KEMENY-YOUNG'ın çıktısı tam bir sıralamadır; her seçeneğin bu sıralamadaki yeri, bütün kaynakların ikili tercihleriyle toplamda en az çelişen konumdur. Sıralamanın kendisi bir yüzde ya da olasılık taşımaz; yalnızca "bu düzenleme, kaynakların tamamını birlikte en az kızdıran düzenlemedir" der. Toplam uyuşmazlık sayısı küçükse kaynaklar arasında zaten güçlü bir uzlaşı var demektir; büyükse kaynaklar arasında ciddi görüş ayrılıkları var demektir ve tek bir sıralamanın bu ayrılığı tam olarak temsil edemeyeceği unutulmamalıdır.
Bir Condorcet kazananı varsa KEMENY-YOUNG onu her zaman birinci sıraya koyar; bu, CONDORCET'in "kazanan yok" dediği durumlarda bile KEMENY-YOUNG'ın mutlaka bir tam sıra vermesiyle tamamlanır. Ama birden çok sıralama aynı en düşük toplam uyuşmazlığa sahip olabilir; bu durumda KEMENY-YOUNG'ın "tek" bir sonucu yoktur, eşit derecede iyi birkaç sonuç vardır.
Bu nedenle:
"KEMENY-YOUNG'ın bulduğu sıralama nesnel gerçektir"
yerine:
"Bu sıralama, kaynakların tamamını birlikte en az kızdıran düzenlemedir; toplam uyuşmazlık sayısı ne kadar büyükse kaynaklar arasında o kadar ciddi görüş ayrılığı vardır"
biçiminde yazmak doğrudur.
Veri Türü ve Girdiler
KEMENY-YOUNG kesin (crisp) veriyle çalışır: her kaynağın sıra bilgisi tam sayıdır. DecisionMind'da bu yöntemin bulanık, gri gibi bir veri türü uzantısı yoktur; yalnız kesin sıra verisiyle çalışır.
Elinizde şunlar olmalı: her kaynağın bütün seçenekleri eksiksiz sıraladığı bir tablo. En az iki seçenek ve iki sıralama kaynağı gerekir. Olası tam sıralama sayısı seçenek sayısının faktöriyeli kadar arttığından (sekiz seçenekte kırk bin üzerinde), yöntem NP-zordur (Hemaspaandra, Spakowski ve Vogel, 2005) ve pratikte sekiz seçeneğe kadar tam kesinlikle hesaplanabilir; daha büyük kümelerde sezgisel arama yöntemleri gerekir. KEMENY-YOUNG ağırlık istemez, üretmez.
Ne Zaman Kullanılır, Ne Zaman Kullanılmaz?
Elinizde birden çok sıralama kaynağı varsa, seçenek sayısı küçükse (sekiz ve altı ideal) ve tek, tutarlı bir konsensüs sıralaması istiyorsanız KEMENY-YOUNG uygundur. Bir Condorcet kazananı olup olmadığından bağımsız olarak her zaman tam bir sıra verir ve bu sırayı bütün kaynakları birlikte en az kızdıracak biçimde kurar.
Kullanılmaması gereken durum, seçenek sayısının büyük olduğu durumdur; sekiz üzerinde tam kesin hesap pratik olarak imkânsızlaşır. Ayrıca yalnızca bir kazanan yeterliyse ve tam sıra gerekmiyorsa, daha hafif yöntemler tercih edilebilir.
Küçük seçenek sayısı, tam ve tutarlı bir konsensüs sıralaması istiyorum → KEMENY-YOUNG
Seçenek sayısı büyük, hızlı bir net skor yeterli → COPELAND
Yalnızca kazananı bulmak istiyorum, tam sıra şart değil → DODGSON
Kazanan yoksa bunu açıkça görmek istiyorum, optimizasyon istemiyorum → CONDORCET
Güçlü Yanları
KEMENY-YOUNG'ın en büyük gücü aksiyomatik temelidir; Young ve Levenglick (1978) bu kuralın tarafsızlık, tutarlılık ve Condorcet ilkesi gibi arzu edilen özellikleri birlikte sağlayan tek toplulaştırma yöntemi olduğunu göstermiştir. Bir Condorcet kazananı varsa KEMENY-YOUNG onu her zaman bulur; CONDORCET ve COPELAND'ın aksine, döngü olsun olmasın her zaman tam ve tutarlı bir sıra üretir. Yöntem, kaynakların ikili tercihlerinin tamamını aynı anda dikkate aldığı için, yalnızca yöne bakan yöntemlerden (CONDORCET, COPELAND) daha zengin bir bilgi kullanır.
Zayıf Yanları
KEMENY-YOUNG'ın temel sınırı hesaplama yüküdür; kazanan sıralamayı kesin olarak bulmak NP-zor bir problemdir ve seçenek sayısı arttıkça olası sıralama sayısı patlar (Hemaspaandra, Spakowski ve Vogel, 2005). İkincisi, birden çok tam sıralama aynı en düşük toplam uyuşmazlığa sahip olabilir; bu durumda yöntem tek bir sonuç değil, eşit derecede iyi birkaç sonuç verir ve aralarında seçim için ek bir ölçüt gerekir. Üçüncüsü, toplam uyuşmazlık sayısı kaynaklar arasındaki anlaşmanın gücünü gösterir ama kaynak sayısı arttıkça bu sayı da büyür; farklı büyüklükteki analizler arasında doğrudan karşılaştırılamaz.
Sık Yapılan Hatalar
En yaygın hata, seçenek sayısı büyükken KEMENY-YOUNG'ı tam kesinlikle çalıştırmaya çalışmaktır; bu ölçekte sezgisel yaklaşık yöntemlere geçmek gerekir. İkinci hata, toplam uyuşmazlık sayısını bir yüzde ya da hata oranı gibi okumaktır; bu sayı yalnızca kaç ikili tercihin ihlal edildiğini sayar. Üçüncü hata, birden çok eşit-optimum sıralama varken bunlardan birini gerekçesiz seçip "tek doğru sonuç" diye sunmaktır. Dördüncü hata, kaynakların bir kısmının seçenekleri eksik sıralamasına izin vermektir; her kaynağın bütün seçenekleri sıralaması gerekir.
Temel ilke şudur:
KEMENY-YOUNG'ın verdiği sıra, bütün sıralama kaynaklarını birlikte en az kızdıran düzenlemedir; toplam uyuşmazlık sayısı ne kadar büyükse kaynaklar arasındaki görüş ayrılığı o kadar ciddidir ve raporun bunu göstermesi gerekir.
Vakalar
Her vaka birden çok sıralama kaynağının tablosuyla başlar, yöntemin bu tabloya ne yaptığını kelimeyle anlatır ve sonucun nasıl okunacağını gösterir. Birinci vaka yöntemin kurucu kaynağının aksiyomatik biçimlendirmesinden alınmıştır. Üçüncü vaka, döngü durumunda KEMENY-YOUNG'ın CONDORCET ve COPELAND'dan farklı olarak nasıl tam bir sıra ürettiğini somut sayılarla gösterir.
1. E-ticaret: Üç sıralama sinyalinin ürün önceliklendirmesi (Young ve Levenglick, 1978)
Bir e-ticaret platformunda üç ayrı sıralama sinyali (satış hacmi, müşteri puanı, stok devir hızı olarak S1, S2, S3) üç ürünü (A1, A2, A3) sıralamıştır; eşit ağırlıklı üç sinyal vardır.
| Ürün | S1 | S2 | S3 |
|---|---|---|---|
| A1 | 1 | 2 | 1 |
| A2 | 2 | 1 | 3 |
| A3 | 3 | 3 | 2 |
Yöntem olası altı tam sıralamanın (A1-A2-A3'ten A3-A2-A1'e kadar) her birinin, üç sinyalin ikili tercihleriyle toplam kaç noktada çeliştiğini sayar. Sıralama A1, A2, A3 için: A1-A2 ikilisinde iki sinyal A1'i öne koyar, bir sinyal A2'yi öne koyar; bu sıralama çoğunlukla anlaştığı için düşük bir çelişki payı alır. A1-A3 ikilisinde üç sinyal de A1'i öne koyar, hiç çelişki yoktur. A2-A3 ikilisinde iki sinyal A2'yi öne koyar, bir sinyal A3'ü öne koyar, yine düşük bir çelişki payı vardır. Toplam uyuşmazlık ikidir; diğer beş olası sıralamanın hiçbiri bu kadar düşük bir toplam vermez.
| Ürün | Sıra |
|---|---|
| A1 | 1 |
| A2 | 2 |
| A3 | 3 |
Bu sıralama aynı zamanda üç ikili karşılaştırmanın hepsinde çoğunluğun tercih ettiği yönle örtüşür; yani burada bir Condorcet kazananı da vardır ve KEMENY-YOUNG onu birinci sıraya koymuştur.
Platform burada tereddüt eder: A1 ile A2 arasındaki fark yalnızca bir sinyalin (S2) görüşüne dayanır. S2 farklı bir sinyal seçilseydi (örneğin iade oranı), toplam uyuşmazlık hesaplaması değişebilir ve A1 ile A2'nin yerleri yer değiştirebilirdi.
Raporda: "Üç sinyalin sıralamasında toplam uyuşmazlığı en aza indiren düzenleme A1, A2, A3'tür; toplam uyuşmazlık sayısı ikidir ve A1 ile A2 arasındaki fark tek bir sinyalin görüşüne dayanmaktadır."
Kaynak: Young ve Levenglick (1978), Kemeny (1959) fikrinin aksiyomatik temellendirmesi. Bu örnek DecisionMind'ın KEMENY-YOUNG motorunun doğrulama örneğidir; öğretici amaçla kurulmuştur, makalenin kendi sayfa numarasına bağlı bir vaka değildir.
2. Gıda Güvenliği: Üç denetim biriminin tedarikçi sıralaması
Bir gıda güvenliği kurumunda üç denetim birimi (D1, D2, D3) dört tedarikçiyi (T1, T2, T3, T4) sıralayacaktır. Dört seçenekte olası tam sıralama sayısı yirmi dörttür; KEMENY-YOUNG bunların hepsini değerlendirip toplam uyuşmazlığı en düşük olanı seçer. Diyelim ki üç birim de T1'i ilk üçe koymuş ama T2, T3, T4'ün sırası hakkında görüş ayrılığı içindedir; sonuç T1'i birinci sıraya koyar, geri kalan üçünün sırası birimler arası uzlaşının en az bozulduğu düzenlemeyle belirlenir.
Kurum burada bir sınırla karşılaşır: seçenek sayısı dörde çıktığında bile olası sıralama sayısı hızla artmıştır; sekiz tedarikçi olsaydı bu sayı kırk bini geçerdi ve tam kesin hesap pratik sınırların dışına çıkardı. Bu, KEMENY-YOUNG'ın küçük ölçekte güçlü, büyük ölçekte pahalı bir yöntem olduğunu gösterir.
Raporda: "Üç denetim biriminin sıralamasında T1 birinci sıraya yerleşmiştir; geri kalan üç tedarikçinin sırası birimler arasındaki toplam görüş ayrılığını en aza indiren düzenlemeye göre belirlenmiştir."
3. Telekom: Yedi bölge müdürünün altyapı tedarikçisi tercihi (döngü örneği)
Bir telekom operatörünün yedi bölge müdürü üç altyapı tedarikçisi (T1, T2, T3) arasında seçim yapacaktır. Üç müdür T1'i T2'ye, T2'yi T3'e tercih eder. İki müdür T2'yi T3'e, T3'ü T1'e tercih eder. İki müdür de T3'ü T1'e, T1'i T2'ye tercih eder.
T1, T2'yi 5-2 yener. T2, T3'ü 5-2 yener. T3 ise T1'i 4-3 yener. CONDORCET kartındaki benzer örnekte bu döngü "kazanan yok" sonucunu verir, COPELAND kartındaki örnekte üç tedarikçi de eşit net skor alır. KEMENY-YOUNG olası altı tam sıralamanın toplam uyuşmazlığını tek tek hesaplar: sıralama T1, T2, T3'ün toplam uyuşmazlığı sekizdir; bu, diğer beş olası sıralamanın hiçbirinden düşük değildir, tam tersine en düşüktür ve tek başına en düşüktür.
| Sıralama | Toplam uyuşmazlık |
|---|---|
| T1, T2, T3 | 8 |
| T2, T3, T1 | 10 |
| T3, T1, T2 | 10 |
| T1, T3, T2 | 11 |
| T2, T1, T3 | 11 |
| T3, T2, T1 | 13 |
KEMENY-YOUNG burada CONDORCET'in "kazanan yok" dediği, COPELAND'ın "üçü de eşit" dediği tabloda tek ve tutarlı bir sıra bulur: T1, T2, T3. Bunun nedeni, T1'in T2'ye ve T2'nin T3'e üstünlüğünün geniş bir çoğunlukla (beşe iki) gelmesi, T3'ün T1'e üstünlüğünün ise dar bir çoğunlukla (dörde üç) gelmesidir; KEMENY-YOUNG bu marj farkını hesaba katarak döngüyü kırar.
Bölge müdürleri burada tereddüt eder: T1, T2, T3 sıralaması ile ikinci en iyi sıralama (T2, T3, T1) arasındaki fark yalnızca iki birimlik bir toplam uyuşmazlıktır. Bu küçük fark, birkaç müdürün görüşünü değiştirmesi hâlinde sıranın değişebileceğini gösterir.
Raporda: "Yedi bölge müdürünün tercihleri döngüseldir; ancak toplam uyuşmazlığı en aza indiren tek düzenleme T1, T2, T3'tür ve bu düzenleme ikinci en iyi düzenlemeden yalnızca iki birim daha az uyuşmazlık taşımaktadır."
Kaynak: Bu vaka, Kemeny (1959) ve Young-Levenglick (1978) fikrinin döngü karşısındaki davranışını yedi kaynaklı bir örnekle göstermek üzere kurulmuştur; sayılar bu kart için hesaplanmıştır.
4. Yapılmaması Gereken
Birinci vakadaki toplam uyuşmazlık sayısını (iki) bir hata yüzdesi gibi sunmak yanlıştır; bu sayı yalnızca kaç ikili tercihin ihlal edildiğini sayar. İkinci yanlış, üçüncü vakadaki döngüyü görmeyip "KEMENY-YOUNG'a göre T1 kesin birinci, tartışmasız" demektir; T1, T2, T3 sıralaması ile ikinci en iyi sıralama arasındaki fark yalnızca iki birimdir ve bu raporda belirtilmelidir. Üçüncü yanlış, sekiz üzeri seçenek sayısında KEMENY-YOUNG'ı tam kesinlikle çalıştırıp sonucu hızlı bir hesap gibi sunmaktır; bu ölçekte olası sıralama sayısı pratik hesaplamanın çok üzerine çıkar.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/kemeny-young
Kemeny, J. G. (1959). Mathematics without numbers. Daedalus, 88, 577-591. (DOI yok)
Young, H. P., & Levenglick, A. (1978). A consistent extension of Condorcet's election principle. SIAM Journal on Applied Mathematics, 35(2), 285-300. DOI: 10.1137/0135023
Hemaspaandra, E., Spakowski, H., & Vogel, J. (2005). The complexity of Kemeny elections. Theoretical Computer Science, 349(3), 382-391. DOI: 10.1016/j.tcs.2005.08.031