konzipiert werden, die jeweils zwei Rangordnungen r, r ′ ∈ R m eine Zahld(r, r ′ ) zuordnet, die ihren Abstand angibt. Kemenys Vorschlag bestehtdarin, zunächst paarweise alle Komponenten der beiden Vektoren zu betrachten.Wenn also r = (r 1 , . . . , r m ) <strong>und</strong> r ′ = (r 1 ′ , . . . , r′ m ) zwei Rangordnungensind, werden zunächst alle Paare (r i , r j ) <strong>und</strong> (r i ′, r′ j ) verglichen.Zum Vergleich werden folgende Relationen verwendet:a) Zunächst kann Identität bestehen:(r i , r j ) = r (r ′ i , r′ j ) wenn r i < r j <strong>und</strong> r ′ i < r′ joder r i > r j <strong>und</strong> r ′ i > r′ joder r i = r j <strong>und</strong> r ′ i = r′ jIn diesem Fall liefern (r i , r j ) <strong>und</strong> (r i ′, r′ j ) die gleiche Rangordnung fürωi ∗ <strong>und</strong> ωj ∗.b) Weiterhin gibt es die Möglichkeit, dass in einem der beiden Paareeine Indifferenz auftritt:(r i , r j ) ≃ r (r ′ i , r′ j ) wenn r i < r j <strong>und</strong> r ′ i = r′ joder r i > r j <strong>und</strong> r ′ i = r′ joder r i = r j <strong>und</strong> r ′ i < r′ joder r i = r j <strong>und</strong> r ′ i > r′ jc) Schließlich können beide Paare auch eine entgegengesetzte Reihenfolgeausdrücken:(r i , r j ) ≠ r (r ′ i , r′ j ) wenn r i < r j <strong>und</strong> r ′ i > r′ joder r i > r j <strong>und</strong> r ′ i < r′ jDementsprechend gibt es drei Abstufungen:⎧0 wenn (r ⎪⎨i , r j ) = r (r i ′, r′ j )δ ij (r, r ′ ) := 1 wenn (r i , r j ) ≃ r (r i ′ ⎪⎩, r′ j )2 wenn (r i , r j ) ≠ r (r i ′, r′ j )δ ij (r, r ′ ) ist also Null, wenn r <strong>und</strong> r ′ für die Objekte ωi ∗ <strong>und</strong> ω∗ j die gleicheRangfolge ausdrücken, der Ausdruck ist 1, wenn bei einer der RangfolgenIndifferenz besteht, <strong>und</strong> er ist 2, wenn es eine unterschiedliche Rangfolgegibt. Kemenys Vorschlag besteht nun darin, die Gesamtheit der Übereinstimmungen<strong>und</strong> Abweichungen zu addieren. Wegen der Symmetrieδ ij (r, r ′ ) = δ ji (r, r ′ ) <strong>und</strong> weil δ ii (r, r ′ ) = 0 ist, genügt es allerdings, nurdie Indizes 1 ≤ j < i ≤ m zu betrachten. Somit gelangt man zu folgenderDefinition: 11d r (r, r ′ ) := ∑ j
andererseits liegen stets alle möglichen Rangordnungen zwischen r <strong>und</strong> r ′ ,wenn r ′ die zu r inverse Rangordnung ist.8. Aggregation von Rangordnungen. Wie kann man, wenn mehrere Rangordnungenfür die gleiche Menge von Objekten Ω ∗ gegeben sind, eine mittlereRangordnung finden, die die gegebenen Rangordnungen möglichst gutrepräsentiert? Diese Frage stellt sich z.B. bei Abstimmungen oder wenn ausmehreren Bewertungen eine gemeinsame Bewertung gebildet werden soll.Eine mögliche Antwort kann mithilfe der Kemeny-Metrik gegeben werden.Den Ausgangspunkt bilden n Rangordnungen für die Alternativen in einerMenge Ω ∗ = {ω1 ∗, . . . , ω∗ m }, die wir durch r i = (r i1 , . . . , r im ) ∈ R m (füri = 1, . . . , n) vergegenwärtigen. Gesucht ist eine neue Rangordnung, die dieRangordnungen r 1 , . . . , r n möglichst gut repräsentiert. Kemenys Vorschlagorientiert sich daran, wie in der Statistik Mittelwerte gebildet werden. Dieneue Rangordnung soll so gebildet werden, dass sie im Durchschnitt möglichstgeringe Abstände zu den gegebenen Rangordnungen r 1 , . . . , r n aufweist.Dafür kann Kemenys Metrik für Rangordnungen verwendet werden;<strong>und</strong> man kann analog <strong>zur</strong> Unterscheidung zwischen Mittelwert <strong>und</strong> Medianzwei <strong>Definitionen</strong> in Betracht ziehen. Im ersten Fall betrachtet manRangordnungen, die die Funktionn∑¯f(r) := d r (r i , r) 2 (8.2)i=1minimieren. Die Menge der Lösungen bezeichnen wir mit ¯L. Jedes Elementvon ¯L liefert eine mittlere Rangordnung für r 1 , . . . , r n . Im zweiten Fallbetrachtet man Rangordnungen, die die Funktionn∑˜f(r) := d r (r i , r) (8.3)i=1minimal machen. Es werden also die absoluten, nicht die quadrierten Abständeminimiert, <strong>und</strong> die Lösungen werden dementsprechend Median-Rangordnungen für r 1 , . . . , r n genannt. Die Menge der Lösungen bezeichnenwir analog mit ˜L.Man beachte: Sowohl mittlere als auch Median-Rangordnungen sindnicht unbedingt eindeutig, d.h. sowohl ¯L als auch ˜L können mehrere Elementeenthalten, die die Zielfunktionen ¯f bzw. ˜f gleichermaßen minimieren.Als Beispiel betrachten wir die vier Rangordnungenr 1 = (3, 2, 3, 3, 3) r 3 = (3, 3, 2, 2, 1)r 2 = (1, 2, 2, 3, 3) r 4 = (3, 1, 1, 2, 2)Man findet als Lösungen jeweils zwei mittlere <strong>und</strong> Median-Rangordnungen,die in diesem Fall identisch sind: ¯r 1 = ˜r 1 = (2, 1, 1, 2, 2) <strong>und</strong> ¯r 2 =˜r 2 = (3, 1, 1, 2, 2). Meistens unterscheiden sich jedoch mittlere <strong>und</strong> Median-Rangordnungen.56<strong>Aufgaben</strong>1. Erklären Sie anhand eines Beispiels den Begriff einer Rangordnungsvariablen.2. Erklären Sie anhand eines Beispiels den Unterschied zwischen einerRangordnung <strong>und</strong> einer Rangordnungsvariablen.3. Wieviele Rangordnungen, bei denen auch Indifferenzen zugelassen sind,kann man bei 3 Alternativen bilden? Geben Sie alle Rangordnungenexplizit an.4. Wieviele Rangordnungen, bei denen Indifferenzen nicht zugelassensind, kann man bei 5 Alternativen bilden?5. Geben Sie für die Rangordnung (1, 3, 3, 2) drei verschiedene, jedochstrikt äquivalente Darstellungen an.6. Ordnen Sie den folgenden Rangordnungspärchen zeilenweise jeweilseins der Symbole = r , ≠ r , ≃ r zu:(1,2) (7,7)(1,1) (73,73)( 1 5 , 1 4 ) ( 1 3 , 2 7 )7. Berechnen Sie mithilfe der Kemeny-Metrik den Abstand der Rangordnungen(1, 3, 3, 1) <strong>und</strong> (1, 2, 3, 5).8. Berechnen Sie mithilfe der Kemeny-Metrik den Abstand der Rangordnungen(1, 3, 3, 1) <strong>und</strong> (2, 5, 5, 3).9. Finden Sie eine Rangordnung (r 1 , r 2 , r 3 ), die einen maximalen Abstand<strong>zur</strong> Rangordnung (1, 2, 3) hat. Geben Sie eine Begründung an!10. Finden Sie eine Rangordnung (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ), die streng zwischen denRangordnungen (1, 2, 3, 4) <strong>und</strong> (1, 3, 2, 4) liegt.11. Gibt es eine Rangordnung, die streng zwischen den Rangordnungen(2, 2, 3, 4) <strong>und</strong> (2, 2, 2, 4) liegt?12. Zeigen Sie anhand eines Beispiels mit drei Rangordnungen r, r ′ <strong>und</strong>r ′′ : Wenn r streng zwischen r ′ <strong>und</strong> r ′′ liegt, ist der Abstand zwischenr ′ <strong>und</strong> r ′′ gleich der Summe des Abstands zwischen r ′ <strong>und</strong> r <strong>und</strong> desAbstands zwischen r <strong>und</strong> r ′′ .57