層次分析法整個計算過程包括以下五個部分。
(1) 建立遞階層次結構
應用ahp解決實際問題,首先明確目標;接下來分析影響目標決策的各個因素,並將它們之間的關係條理化、層次化;最後,用線將各個層次、各個因素間的關係連線起來就構成了遞階層次結構。[25]
通常,遞階層次結構包括以下三個基本層次:
1. 目標層:通過分析,明確目標是什麼,將其作為最高層的元素,必須是唯一的,如:選擇最合適的**商
2. 準則層:即中間層,元素包含所有可能影響目標實現的準則,且會隨著問題的複雜程度增多。
這時,需要詳細分析各準則元素間的相互關係(是同級關係還是隸屬關係)。如果是隸屬關係,則需要構建子準則層甚至更下一層準則。
3. 措施層:即方案層。分析解決問題的方案有哪些,並將其作為最底層因素。
(2) 構造判斷矩陣並賦值
1. 構造判斷矩陣:將每乙個具有向下隸屬關係的元素作為判斷矩陣的第乙個元素(位於左上角),隸屬於它的各個元素依次排列在其後的第一行和第一列。
2. 填寫判斷矩陣:最常用的方法是諮詢專家,將兩個元素兩兩比較,按照重要性程度表賦值(見下表)。
表3 重要性標度含義表
設填寫後的判斷矩陣為a=(aij)n×n,判斷矩陣具有如下三個性質:
1. aii=1
2. aji=1/aij
3. aij>0
(3) 層次單排序與檢驗
1. 層次單排序
利用數學方法將專家填寫後的判斷矩陣進行層次排序。層次單排序是將每乙個因素對於其準則的重要性進行排序,實際就是計算權向量。計算權向量有特徵根法、和法等,以下詳細介紹特徵根法的計算方法。
a. 計算判斷矩陣每一行元素的乘積
(3.2)
式中:mi 第i行各元素的乘積
aij 第i個元素與第j個元素的關係比值
b. 計算mi的n次方根
3.3)
式中:wi 第i行各元素的乘積的n次方根
mi 第i行各元素的乘積
c. 對向量正規化(歸一化處理)
(3.4)
式中:特徵向量
wi 第i行各元素的乘積的n次方根
d. 計算判斷矩陣的特徵根
3.5)
式中:λi 第i個特徵根
aij 第i個元素與第j個元素的關係比值
wj 第j個特徵向量
e. 計算判斷矩陣的最大特徵根
(3.6)
式中:λmax 最大特徵根
λi 特徵根
n 判斷矩陣的階數
w 特徵向量
2. 層次單排序一致性檢驗
需要特別注意:在層層排序中,要對判斷矩陣進行一致性檢驗。判斷矩陣唯有通過檢驗,才能說明其邏輯上是合理的,才能繼續對結果進行分析,否則沒有意義。
一致性檢驗分為下面三個步驟:
a. 計算一致性指標 index)
3.7)
b. 確定平均隨機一致性指標 index)
按照各個判斷矩陣的不同階數(即n)查下表,確定相應的平均隨機一致性指標例如,當判斷矩陣為3階時,
表4 平均隨機一致性指標表
c. 計算一致性比例 ratio)並進行判斷
3.8)
當<0.1時,判斷矩陣的一致性是可以接受的,即各元素間關係是符合邏輯的;時,判斷矩陣不符合一致性要求,即各元素間關係存在某些不符合邏輯的現象,需要重新修正該判斷矩陣。
(4) 層次總排序與檢驗
1. 層次總排序
總排序是計算最底層各因素針對目標層的相對權重,採用從上至下的方法,逐層計算得出的。
假設已算出第n-1層h個元素相對於目標層的權重w(n-1)=( w1(n-1), w2(n-1),…, wh(n-1))t,第n層k個元素對於上一層(第n-1層)第j個元素的單排序權重是pj(n)=(p1j(n),p2j(n),…,pkj(n))t,其中與j無關的元素的權重為零。令p(n)=(p1(n),p2(n),…,pk(n)),表示第n層元素對第n-1層個元素的排序,則第n層元素對於總目標的總排序為:
w(n) = (w1(n),w2(n),…,wk(n))t= p(n) w(n-13.9)
2. 層次總排序一致性檢驗
同層次單排序一樣,總排序也需要進行一致性檢驗。步驟如下:
a. 計算總一致性指標
假定已算出針對第n-1層第j個元素為準則的和 j=1,2,…,m,則第n層的綜合檢驗指標
=( , ,…,
b. 確定平均隨機一致性指標
=( , ,…,
c. 計算總一致性比例
(n) =
當<0.1時,認為判斷矩陣的整體一致性是可以接受的。
(5) 結果分析
分析排序結果,得出最佳的決策方案。
層次分析法的優缺點
1 優點 1 系統化的分析方法 層次分析法通過把研究物件視作乙個系統,依照目標分解 相互比較 加權綜合的思維模式進行決策,成為了繼統計分析 機理分析之後第三個發展起來的進行系統分析的重要工具。系統化的思想在於各個因素對最終結果的影響是連續的,而在層次分析法中,最終的結果是由每乙個層次的相對權重加權綜...
層次分析法的工作選擇
摘要本模型討論的是確定可供選擇的工作的優先順序問題,我們利用層次分析法來解決此問題,首先根據該學生需要考慮的準則,構造出了層次結構,求出各準則所佔權重值,利用matlab軟體程式設計對資料進行處理,得出了不同學生的不同最優工作選擇。問題重述 某同學大學畢業,現在有三個就業方向 公務員 國有企業 私有...
數學建模方法之層次分析法
在此問題中,你會根據諸如景色 費用 居住 飲食和旅途條件等一些準則去反覆比較3個侯選地點。可以建立如下的層次結構模型。目標層選擇旅遊地 準則層景色費用居住飲食旅途 措施層1.2 構造判斷矩陣 層次結構反映了因素之間的關係,但準則層中的各準則在目標衡量中所佔的比重並不一定相同,在決策者的心目中,它們各...