Karşıtsal risk analizi ve melez bayes-kanaat ağları: Doğu Akdeniz problemi örneği
Adversarial risk analysis and bayes-belief networks: Eastern mediterranean problem example
Yazar: GÜLŞAH BOZCU
Danışman: DOÇ. DR. ESMA NUR ÇİNİCİOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Sayısal Yöntemler Ana Bilim Dalı / Sayısal Yöntemler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Matematik = Mathematics ; İşletme = Business Administration

Özet:
Karşıtsal risk analizi, rakibi barındıran karar problemlerinde rakibin karar sürecinin ve düşünce sistematiğinin karar verici tarafından analiz edilerek, rakibin atması muhtemel adımların ve bu adımların içerdiği belirsizliklerin öngörülmesi ve bu doğrultuda karar vericinin beklenen faydasını maksimize edecek karar seçeneğinin tercih edilmesi esasına dayanmaktadır. Hem rakibin düşünce sistematiğini barındırması hem de muhtemel karar seçeneklerinin sonuçlarının içerdiği olasılıksal belirsizlikleri hesaba katması bakımından, karşıtsal risk analizi (KRA) etki diyagramları ile oyun teorisinin avantajlarını harmanlayan karma bir karar modeli olarak nitelendirilebilir. Son yıllarda, Doğu Akdeniz bölgesinde siyasi üstünlük kurmak ve zengin yer altı kaynaklarına sahip olmak için bölgeye kıyıdaş olan ülkeler arasında ortaya çıkan çekişmeler hem ülkemizin hem de bölgenin aktif ve son derece önemli bir problemidir. İşbu tezde Türkiye'nin Doğu Akdeniz problemi ele alınacak ve problemin değerlendirilmesi için KRA uygulanacaktır. KRA akıllı rakipleri barındıran problemlerde karar vericiye sağladığı, rakibin karar verme sürecini ve düşünme sistematiğini analiz etme, rakibin atması muhtemel adımları öngörme ve bu doğrultuda beklenen faydasını maksimize edecek karar seçeneğini belirleme özellikleri ile ülkelerin Doğu Akdeniz bölgesindeki ekonomik ve siyasi üstünlük kurma doğrultusundaki çekişmeleri değerlendirmek için uygun bir yöntemdir. Ülkeler rakip olarak varsayıldığında, rakiplerin birbirleri için oluşturduğu riskler, stratejik planlar, kendi aralarında yaptıkları anlaşmalar ve bu rakiplerin akıllı oluşu, Doğu Akdeniz bölgesinde meydana gelen çekişmelerin KRA ile incelenebileceğini ortaya koymaktadır. Bu çalışmada öncelikle, Doğu Akdeniz problemi çerçevesinde karşıtsal risk analizi model ve senaryolarının geliştirilmesi ve böylelikle milli güvenlik ve çıkara yönelik problemlerde sistematik bir bakış açısı ve değerlendirme imkânı sağlayan modellerin oluşturulması amaçlanmaktadır. Doğu Akdeniz problemi Doğu Akdeniz bölgesinde meydana gelen çekişmeleri içeren gerçekçi bir problemdir ve güvenlik açısından uluslararası düzeyde öneme sahiptir. Bu ise problem parametrelerinin belirlenmesini zorlaştırmakta ve hatta imkânsız hale getirmektedir.  Bu sebeple KRA çerçevesinde Bayes ağları ve etki diyagramlarıyla oluşturulan modeller Doğu Akdeniz probleminin gerçekçi yapısı da göz önüne alınarak uzman görüşleriyle desteklenmekte ve model bir adım ileriye götürülmektedir. Uzmanlar bir olay hakkında görüş bildirdiklerinde bazı hususlarda belirsizlik/kayıtsızlık yaşayabilmektedir. Uzmanların yaşadığı bu belirsizliklerin/kaytsızlıkların hesaba katılması ve problemin gerçekçiliğinin arttırılması amacıyla kanaat fonksiyonlarına başvurulmaktadır. Kanaat fonksiyonları bir karar verme teorisine sahip değildir. Bu sebeple uzman görüşlerinin Doğu Akdeniz modeline entegre edilmesi aşamasında olasılık teorisi kullanılmaktadır. Kanaat fonksiyonları yardımıyla belirlenen uzman görüşleri, pignistik ve olabilirlik ismiyle bilinen iki farklı olasılık dağılımına dönüştürme yöntemi ile olasılık dağılımlarına dönüştürülmekte ve Doğu Akdeniz problemi modeline entegre edilmektedir. Uygulanan bu yöntem ile Doğu Akdeniz problemi için Bayes ağları ve kanaat fonksiyonlarının bir arada kullanıldığı yeni melez Bayes-Kanaat modeli elde edilmektedir. Dahası birden çok uzman görüşüne başvurulan bu yeni melez modelde Dempster-Shafer kanaat fonksiyonlarını birleştirme yöntemi de uygulanarak melez modelin farklı açılardan incelenmesi sağlanmaktadır. Tezin sonraki aşamalarında görüşlerine başvurulan uzmanların kanaat fonksiyonları üzerinde çeşitli deneysel çalışmalar uygulanarak hem bu çalışmaların sonuçları hipotez testleriyle analiz edilmekte hem de melez Bayes-Kanaat modeli sonuçları üzerindeki etkisi incelenmektedir. Sonuç olarak bütün yapılan çalışmalar ışığında yeni melez Bayes-Kanaat modeli derinlemesine ele alınmakta, pignistik ve olabilirlik olasılık dağılımına dönüştürme ve D-S kanaat fonksiyonlarını birleştirme yöntemlerinin melez model çıktıları üzerindeki etkisi araştırılarak böylesine önemli bir problem için sonuçların analiz edilmesi amaçlanmaktadır.

Abstract:
Adversarial risk analysis (ARA) is based on the principle of analyzing the opponent's decision process and thought system by the decision maker in decision problems involving an opponent, predicting the possible steps that the opponent will take and the uncertainties involved in these steps, and accordingly choosing the decision option that will maximize the expected benefit of the decision maker. It can be described as a mixed decision model that blends the advantages of influence diagrams and game theory, in that it both accommodates the opponent's thought systematics and takes into account the probabilistic uncertainties contained in the results of possible decision options. In recent years, the conflicts that have emerged between the coastal countries in the Eastern Mediterranean region in order to establish political superiority and possess rich underground resources are an active and extremely important problem of both our country and the region. In this dissertation, Türkiye's Eastern Mediterranean problem will be discussed and ARA will be applied to evaluate the problem. ARA is suitable method for evaluating the conflicts between countries in establishing economic and political superiority in the Eastern Mediterranean region, with the features it provides to the decision maker in problems involving smart opponents, analyzing the opponent's decision-making process and thinking systematics, predicting the possible steps that the opponent will take and determining the decision option that will maximize the expected benefit in this direction. When countries are assumed to be opponents, the risks posed by opponents to each other, their strategic plans, the agreements they make among themselves, and the smartness of these opponnets reveal that the conflicts occurring in the Eastern Mediterranean region can be examined with ARA. In this study, it is primarily aimed to develop adverse risk analysis models and scenarios within the framework of the Eastern Mediterranean problem and thus to create models that provide a systematic perspective and evaluation opportunity in problems of national security and interest. The Eastern Mediterranean problem is a realistic problem involving the conflicts occurring in the Eastern Mediterranean region and is of international importance in terms of security. This makes it difficult or even impossible to determine the problem parameters. For this reason, the models created with Bayesian networks and influence diagrams within the framework of ARA are supported by expert opinions, taking into account the realistic structure of the Eastern Mediterranean problem, and the model is taken one step further. When experts express their opinion about an event, they may experience uncertainty/indifference on some issues. Belief functions are used to take into account these uncertainties/indifference experienced by experts and to increase the realism of the problem. Belief functions do not have a theory of decision making. For this reason, probability theory is used when integrating expert beliefs into the Eastern Mediterranean model. Expert beliefs determined with the help of belief functions are converted into probability distributions by two different conversion methods to probability distribution known as pignistic and plausiblity and integrated into the Eastern Mediterranean problem model. With this method applied, a new hybrid Bayes-Belief model is obtained for the Eastern Mediterranean problem, in which Bayesian networks and belief functions are used together. Moreover, in this new hybrid model, in which multiple expert beliefs are consulted, the method of combining belief functions known as Dempster-Shafer (D-S) is applied, allowing the hybrid model to be examined from different perspectives. In the later stages of the dissertation, various experimental studies are carried out on the belief functions of the experts whose beliefs are consulted, and the results of these studies are analyzed with hypothesis tests and their effect on the results of the hybrid Bayes-Belief model is examined. As a result, in the light of all the studies carried out, the new hybrid Bayes-Belief model is discussed in depth, and it is aimed to analyze the results for such an important problem by investigating the effects of the pignistic and plausibility probability distribution conversion and D-S belief functions combining methods on the hybrid model outputs.