层次分析法模型分析解析教学内容.ppt

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1、层次分析法模型分析解析例3择业面临毕业，可能有高校、科研单位、企业等单位可以去选择，一般依据工作环境、工资待遇、发展前途、住房条件等因素择业。例4科研课题的选择由于经费等因素，有时不能同时开展几个课题，一般依据课题的可行性、应用价值、理论价值、被培养人才等因素进行选题。面临各种各样的方案进行比较、判断、评价、最后作出决策。此过程主观因素占有相当的比重给用数学方法解决问题带来不便。美国运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.Saaty等人在20世纪七十年代提出了一种能有效处理这类问题的实用方法—层次分析法。层次分析法（AnalyticHiera

2、rchyProcess,AHP)是一种定性和定量相结合的、系统化的、层次化的分析方法。由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性，很快在世界范围得到重视。它的应用已遍及经济计划和管理、能源政策和分配、行为科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗和环境等领域。层次分析法的基本思路：与人们对某一复杂决策问题的思维、判断过程大体一致。选择钢笔质量、颜色、价格、外形、实用钢笔1、钢笔2、钢笔3、钢笔4质量、颜色、价格、外形、实用进行排序将各个钢笔的质量、颜色、价格、外形、实用进行排序经综合分析决定买哪支钢笔二层次分析法的基本步骤1.建立

3、层次结构模型一般分为三层，最上面为目标层，最下面为方案层，中间是准则层或指标层。例1的层次结构模型准则层方案层目标层例2层次结构模型准则层A方案层B目标层Z若上层的每个因素都支配着下一层的所有因素，或被下一层所有因素影响，称为完全层次结构，否则称为不完全层次结构。设某层有　个因素，2.构造成对比较矩阵要比较它们对上一层某一准则（或目标）的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重。（即把　个因素对上层某一目标的影响程度排序）用　表示第　个因素相对于第　个因素的比较结果，则成对比较矩阵上述比较是两两因素之间进行的比较，比较时取1~9

4、尺度。１３５７９尺度第个因素与第个因素的影响相同第个因素比第个因素的影响稍强第个因素比第个因素的影响强第个因素比第个因素的影响明强第个因素比第个因素的影响绝对地强含义比较尺度：（1~9尺度的含义）2,4,6,8表示第　个因素相对于第　个因素的影响介于上述两个相邻等级之间。不难定义以上各尺度倒数的含义，根据由上述定义知，成对比较矩阵A也称为正互反阵。比如，例2的旅游问题中，第二层A的各因素对目标层Z的影响两两比较结果如下：满足以下性质：ZA1A2A3A4A5A1A2A3A4A511/2433217551/41/711/21/31/31/

5、52111/31/5311分别表示景色、费用、居住、饮食、旅途。由上表，可得成对比较矩阵旅游问题的成对比较矩阵共有6个（一个5阶，5个3阶）。问题：两两进行比较后，怎样才能知道，下层各因素对上层某因素的影响程度的排序结果呢？3.层次单排序及一致性检验层次单排序：确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程。用权值表示影响程度，先从一个简单的例子看如何确定权值。例:一块石头重量记为1，打碎分成个小块，各块的重量分别记为：两两比较得成对比较矩阵由右面矩阵可以看出，即，成对比较的不一致情况一致比较不一致允许不一致，但要确定不一致的允许范围考察完

6、全一致的情况成对比较阵和权向量在正互反矩阵中，若,则称为一致阵。一致阵的性质：5.的任一列(行)都是对应于特征根的特征向量。若成对比较矩阵是一致阵，则我们自然会取对应于最大特征根的归一化特征向量，即表示下层第个因素对上层某因素影响程度的权值。若成对比较矩阵不是一致阵，但不一致程度在容许范围内时，Saaty等人建议用其最大特征根对应的归一化特征向量作为权向量，即这样确定权向量的方法称为特征根法.由于连续的依赖于，则比大的越多，的不一致性越严重。用最大特征值对应的特征向量作为被比较因素对上层某因素影响程度的权向量，其不一致程度越大，引起的

7、判断误差越大。因而可以用数值的大小来衡量的不一致程度。定义：一致性指标其中为的对角线元素之和，也为的特征根之和。定理：n阶正互反阵A的最大特征根n,当且仅当=n时A为一致阵。则可得一致性指标定义随机一致性指标随机构造500个成对比较矩阵随机一致性指标RI的数值：n1234567891011RI000.580.901.121.241.321.411.451.491.51一致性检验：利用一致性指标和一致性比率<0.1及随机一致性指标的数值表，对进行检验的过程。一般地，当一致性比率的不一致程度在容许范围之内，可用其归一化特征向量作为权

8、向量，否则要重新构造成对比较矩阵，对加以调整。时，认为4.层次总排序及其一致性检验确定某层所有因素对于总目标相对重要性的权值排序过程，称为层次总排序从最高层到最低层逐层进行。设：对总目标Z的排序为：的层次单排序为：即层第