层次分析法(AHP)建模

层次分析法建模层次分析法(AHP)是一种用于多准则决策的定量分析方法，最早由美国学者托马斯·S·萨亚基提出，常用于解决复杂的决策问题。

AHP方法通过构建层次结构模型，并运用专家主观判断与数学计算相结合的方法，评估多个准则的重要性，并最终选择最佳方案。

AHP方法的优势在于，能够将主观因素与客观因素相结合，充分考虑决策者的主观意见，并且能够提供较为可靠的决策结果。

下面将介绍AHP 方法的建模过程。

首先，我们需要明确决策的目标是什么。

然后，将目标拆分成若干个层次，形成一个层次结构。

层次结构通常包括目标层、准则层和方案层。

目标层表示最终的决策目标，准则层表示实现目标所必须满足的准则，而方案层则表示可以选择的方案。

例如，假设我们要购买一辆新车，目标层为“购买一辆适合自己的车”，准则层可以包括“价格”、“品牌口碑”、“性能”等，方案层可以包括“A品牌的小型车”、“B品牌的中型车”等。

接下来，我们需要对每个层次的准则和方案进行两两比较，以确定其重要性。

比较的方法是两两比较矩阵。

对于准则层，我们可以将每个准则之间的重要性按照9点标度进行比较，其中1表示两个准则具有相同的重要性，9表示一个准则比另一个准则重要性高很多。

对于方案层，我们可以将每个方案与每个准则之间的重要性进行比较。

比较的结果可以用一个判断矩阵表示。

然后，我们需要计算每个层次的权重。

对于准则层，我们可以通过计算准则之间的重要性判断矩阵的特征向量来得到各准则的权重。

对于方案层，我们可以通过计算方案与准则之间的重要性判断矩阵的特征向量来得到各方案的权重。

最后，我们可以通过计算方案的综合得分来确定最佳方案。

综合得分可以通过将每个方案的权重与各准则的权重相乘并求和得到。

AHP方法的建模过程相对简单，但是需要决策者对各准则和方案之间的重要性进行准确评估。

因此，选择合适的专家和确保专家对决策问题有足够的了解是非常重要的。

总之，层次分析法是一种用于多准则决策的定量分析方法。

浅谈对层次分析法（AHP的认识层次分析法的简介及学习体会层次分析法（AHP ）就是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。

短学期里，在有限的几节课上，老师给我们介绍了层次分析法的背景、基本步骤、应用与解法等。

现在，我将在本文中浅谈一下自己上完课后对层次分析法的认识理解，阐述层次分析法的基本步骤，并举出一个使用层次分析法的案例，最后对层次分析法的优缺点进行评估。

层次分析模型是数学建模中常用的模型。

在现实世界中，无论是日常工作还是生活，涉及经济社会等因素，往往会遇到决策的问题，比如如何选择旅游景点的问题、选择升学志愿的问题、对企业进行评估的实例等等。

在决策者作出最后的决定以前，他必须考虑很多方面的因素或者判断准则，最终通过这些准则作出选择。

层次分析法是解决这类问题的行之有效的方法。

层次分析法将复杂的决策系统层次化，通过逐层比较各种关联因素的重要性来为分析、决策提供定量的依据。

层次分析法的基本步骤1. 建立层次分析结构模型深入分析实际问题，将有关因素自上而下分层（目标一准则或指标一方案或对象），上层受下层影响，而层内各因素基本上相对独立。

如在老师教案中的例子一一选择旅游地中，将决策问题分为3个层次：目标层0,准则层C,方案层P;每层有若干元素，各层元素间的关系用相连的直线表示。

通过相互比较确定各准则对目标的权重，及各方案对每一准则的权重。

将上述两组权重进行综合，确定各方案对目标的权重。

2. 构造成对比较阵用成对比较法和1-9尺度，构造各层对上一层每一因素的成对比较阵。

3. 计算权向量并作一致性检验对每一成对比较阵计算最大特征根和特征向量，作一致性检验，若通过，则特征向量为权向量。

4. 计算组合权向量（作组合一致性检验*）组合权向量可作为决策的定量依据。

层次分析法的案例分析AHP建模实例1995年全国人学生数学模型竟赛的“人Wj冶炼炉的作业调度⑷”问题是•道从实际工业课题提炼、简化出来的数学问越.而且这种多车多炉的优化调度问题是每存在的牛•产问题本文利用层次分析法对使用1〜5台大牟选择最优方案天车与冶炼炉作业闊度的耍求为：1）成品钢产杲高:2）各台天车的作业率（天车作业时间所占比例）尽量均衡（考虑到设备及人员安全等因索,一燉犬车作业率不超过70%）:3）绝不允许出现大车ft!撞等事故:4）调度规则尽最简明•以利于现场人员使用在不超过5台天车的条件下进行方案杼优为使问题简化.从大车作业率不超过70%的要求•根据赛题所作假设⑴不难判断出至少有3台犬车才能完成基本匸序因此只需对采用3台犬车方案、4台犬车方案和5台犬车方案这3冲方案进行选优建模根据各类冈素之间的隶属关系把它们分为3个层次•并建立递阶层次结构模型冃标层,4 :合理选择天车台数匍!|层C:总产量6天车利用率6调度筲便性6天乍作业均衡性C入乍作业安全性6方案层P： 3台天车Pi. 4台天车肥,5台天车P*IU据冬丙素的亜耍性关系构造判断矩阵，并利用AHP软件⑴进行计算.所彳非J断葩阵及相应计算结果如下：（1）判断矩阵.4 • C（2）判断矩阵PA c C2C J C4Cs W Ci Pl Pl P3WCl11443Q34726Pl125Q58155Cl1133斗Q332091/2 1 3Q30900 Ci1/41/3131/2 0117631/51/3 1C41/41/31/3110（291Q10945Cs1/31/47411012011注--Vax*3004.CZi= 0002.注b“ 5304, CR -Q 06&< Q IQ CR= Q003v Q IQ •个钢铁厂都普遍■ ■ ■次纠构图(4)刿斷矩阵〔J P层次总排序及一致性检脸•共结杲如下:层次总排序-致性指标:CI= 甲C 』尸3 982 855x 10 25层次总排序随机一致性指标:R1= 沏 ir ft 58层次总排序随机•致性比率:CR = ^= 0 006 8< Q 1Q知层次总排序的计算结果具有活意的一致性层次尸总排序向fcw= (0 436 41, 0 262 494 301 10)T ,权重最大的一项即为最优项溝后結果(由优到次):3台大车r §台夭车-M 台大车故应选择3台天车的柞业调度方案层次分析法的优缺点 优点:(1)AHP 把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断和综合的思维方式进行决策 ,是 系统分析的重要工具。