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基于当今世界复杂的区域社会系统，粮食系统不稳定，建立稳定的粮食安全体系是一个亟待优化的问题。优化粮食系统的公平性和可持续性是核心问题, 本文选取了三类国家的粮食系统，分别综合考虑了6-7个因素，采用主成分分析法（PCA）结合层次分析法（AHP）进行主观评分，同时采用熵权法（EWM）进行客观分析。对不同的因素进行修正之后，提高了模型的公平性和可持续性。为了优化粮食系统模型，建立了PII指数模型，并对三类国家的收益与成本关系进行了评价与优化。