数学建模层次分析法
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危害性分级模型的建立与求解1.基于层次分析模型对恐怖袭击事件危害性指标建立层次结构模型考虑到恐怖袭击事件的危害性、人员伤亡、经济损失、发生的时机、地域、针对的对象等等诸多因素有关,在构建指标体系时,无法全部考虑到所有指标,因此本文采用层次分析模型,以定性和定量相结合的方法处理指标。
根据上述分析可知, 影响恐怖事件危险性级别的因素有很多,但是,在构建综合评价指标体系时,很难一次性考虑全部细节,此时可以将问题分解成多个层次,而每个层次又包含多个要素,依据大系统理论的分解协调原理,由粗到细,从全局到局部地逐步深入分析,把危险性级别评价的诸多影响因素条理化、层次化,从而建立一个递阶层次分析模型具体的层次分析模型如图1所示。
通过附件1对所有数据指标分析,建立系统的递阶层次结构,第一层为目标层分为5大类,第二层为准则层,第三层为子准则层,第四层为方案层。
其结果目标层准则层子准则层方案层恐怖袭击危害性指标响应级别人员伤亡死亡人数级别1级别2级别3级别4级别5受伤人数被绑人数经济损失损失程度1损失程度2损失程度3损失程度4攻击类型攻击设施攻击个人攻击群体武器类型无杀伤力中小型杀伤力攻击设施1.2 构造成对比较矩阵上一层因素的同一层诸因素,用成对比较法和1~9比较尺度构建成对比较矩阵[1],直到最底层。
表2 标度------比较尺度解释标度 定义1 因素i 与因素j 相同重要 3 因素i 比因素j 稍重要 5 因素i 比因素j 较重要 7 因素i 比因素j 非常重要 9 因素i 比因素j 绝对重要2,4,6,8因素i 与因素j 的重要性的比值介于上述两个相邻等级之间倒数1,1/2,1/3,1/4,1/5,1/6,1/7,1/8,1/9因素j 与因素i 比较得到判断值为ij a 的互反数,ijji a a 1=1=ii a设要素为i F ,j F ;当i F 与j F 相比同等重要,有ij R =1 ;当i F 与j F 相比略为重要,有ij R =3/1 ;当i F 与j F 相比相当重要,有ij R =5/1 ;当i F 与j F 相比明显重要,有ij R =7/1 ;当i F 与j F 相比绝对重要,有ij R =9/1。
数学建模——层次分析法层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是一种用于复杂决策和评估问题的定量方法,旨在帮助决策者在多个准则和选项之间进行权衡和选择。
该方法由美国学者Thomas L. Saaty于1970年代初提出,已经广泛应用于管理、工程、经济学、环境科学等领域。
方法步骤:1.建立层次结构:将复杂的决策问题分解为不同层次的因素和准则,形成层次结构。
层次结构包括目标层、准则层和选择层。
2.创建比较矩阵:对每个层次内的准则和选择进行两两比较,确定它们之间的相对重要性。
使用尺度来表示两者之间的相对优先级,通常是1到9之间的数值。
3.计算权重:通过计算比较矩阵的特征向量,得出每个准则和选择的权重。
特征向量反映了每个准则和选择对目标的贡献程度。
4.一致性检验:检查比较矩阵的一致性,确保所做的两两比较是合理的。
如果比较矩阵不够一致,需要进行调整。
5.计算综合得分:将每个选择的权重与其所属准则的权重相乘,得出每个选择的综合得分。
综合得分反映了每个选择在整体目标中的重要性。
6.做出决策:根据综合得分,确定最佳选择。
较高的综合得分通常意味着更优选。
示例:选择旅游目的地假设你想选择一个旅游目的地,考虑了三个因素:景色美丽度、文化体验和交通便利性。
你将这三个因素作为准则,然后列出了三个潜在的旅游目的地:A、B 和C。
步骤:1.建立层次结构:2.目标层:选择最佳旅游目的地3.准则层:景色美丽度、文化体验、交通便利性4.选择层:A、B、C5.创建比较矩阵:比较准则之间的相对重要性,如景色美丽度相对于文化体验的比较,以及文化体验相对于交通便利性的比较。
使用1到9的尺度,表明一个因素比另一个因素重要多少。
6.计算权重:计算每个准则和每个选择的权重,使用特征向量法。
7.一致性检验:检查比较矩阵的一致性。
如果一致性不够,可能需要重新考虑比较。
8.计算综合得分:将每个选择的权重与其所属准则的权重相乘,得出每个选择的综合得分。
浅谈层次分析法摘要本文主要阐述层次分析法的定义、特点、基本步骤以及它的优缺点。
层次分析法是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上,利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化,从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。
由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性,很快在世界范围内得到重视。
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。
关键词:层次分析多目标多准则成对比较一致性检验前言数学是一切科学和技术的基础,是研究现实世界数量关系、空间形式的科学。
随着社会的发展,电子计算机的出现和不断完善,数学不但运用于自然科学各学科、各领域,而且渗透到经济、管理以至于社会科学和社会活动的各领域。
众所周知,利用数学解决实际问题,首先要建立数学模型,然后才能在该模型的基础上对实际问题进行分析、计算和研究。
数学建模(Mathematical Modeling)活动是讨论建立数学模型和解决实际问题的全过程,是一种数学思维方式。
从学术的角度来讲,数学建模就是利用数学技术去解决实际问题;从价值的角度来讲,数学建模是一个思维过程,它是一个解决问题的过程(创新),更是一个升华理论方法的过程(总结);从哲学的角度来讲,数学建模是认识世界和改造世界的过程。
1 数学建模过程和技巧数学建模的过程是通过对现实问题的简化、假设、抽象,提炼出数学模型;然后运用数学方法和计算机工具等,得到数学上的解答;再把它反馈到现实问题,给出解释、分析,并进行检验。
若检验结果符合实际或基本符合,就可以用来指导实践;否则就再假设、再抽象、再修改、再求解、再应用。
构造数学模型不是一件容易的事,其建模过程和技巧具体主要包括以下步骤:⑴模型准备在建模前要了解实际问题的背景,明确建模的目的和要求;深入调研,去粗取精,去伪存真,找出主要矛盾;并按要求收集必要的数据。