层次分析法判断矩阵
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层次分析法判断矩阵求权值以及一致性检验程序层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是一种用于多准则决策的数学模型和方法。
它是由美国管理学家托马斯·L·赛蒙在20世纪70年代提出的。
AHP方法能够帮助决策者在多个准则和多个选择之间进行有效的决策,通过定量和定性的方式来对选择进行评估和比较。
在AHP方法中,决策问题被分解成一个层次结构,其中包含目标层、准则层和选择层。
每个层次都有不同的准则和可能的选择。
决策者需要对每个层次中的准则和选择进行配对比较,从而确定它们之间的重要性和权重。
通过对一系列两两比较的判断矩阵求权值,最终得到每个准则和选择的权重,进而做出最终决策。
下面是一种求解AHP中矩阵权值和进行一致性检验的程序:1. 建立判断矩阵:根据决策问题的结构,建立一个判断矩阵。
判断矩阵的大小是n×n,其中n是比较对象的数量。
矩阵的每个元素(a_ij)表示第i个对象相对于第j个对象的重要性或影响程度。
2. 进行两两比较:对矩阵的每个元素(a_ij),决策者需要进行两两比较,确定它们之间的相对重要性。
比较的结果可以使用系数1-9进行量化,其中1表示相等重要性,9表示绝对重要性的差异。
3.归一化判断矩阵:将比较得到的判断矩阵归一化,使得每一列的元素之和等于1、这可以通过将每个元素除以其所在列的元素之和来实现。
4.求解权值:通过归一化后的判断矩阵,可以计算每个对象的权重。
权重可以通过计算每一行的元素之和来得到。
5.计算一致性指标:在AHP方法中,一致性是指判断矩阵中的数值是否在合理范围内。
为了检验一致性,需要计算一致性指标。
一致性指标的计算方法是通过求解最大特征值和一致性比率来得到。
6.进行一致性检验:计算一致性指标后,需要将其与预先给定的随机一致性指标进行比较。
如果计算得到的一致性指标小于预先给定的一致性指标,则认为判断矩阵中的数值具有一致性。
function [w,CR]=mycom(A,m,RI)[x,lumda]=eig(A);r=abs(sum(lumda));n=find(r==max(r));max_lumda_A=lumda(n,n);max_x_A=x(:,n);w=A/sum(A);CR=(max_lumda_A-m)/(m-1)/RI;end本matlab程序用于层次分析法中计算判断矩阵给出的权值已经进行一致性检验。
其中A为判断矩阵,不同的标度和评定A将不同。
m为A的维数RI为判断矩阵的平均随机一致性指标:根据m的不同值不同。
当CR<时符合一致性检验,判断矩阵构造合理。
下面是层次分析法的简介,以及判断矩阵构造方法。
一.层次分析法的含义层次分析法(The analytic hierarchy process)简称AHP,在20世纪70年代中期由美国运筹学家托马斯·塞蒂()正式提出。
它是一种定性和定量相结合的、系统化、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。
二.层次分析法的基本思路与人对一个复杂的决策问题的思维、判断过程大体上是一样的。
(1)层次分析法的原理层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构,然后得用求解判断矩阵特征向量的办法,求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重,最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重,此最终权重最大者即为最优方案。
这里所谓“优先权重”是一种相对的量度,它表明各备择方案在某一特点的评价准则或子目标,标下优越程度的相对量度,以及各子目标对上一层目标而言重要程度的相对量度。
层次分析法比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统,而且目标值又难于定量描述的决策问题。
层次分析法的计算步骤层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)是一种用于多准则决策的定量分析方法,由美国学者Thomas L. Saaty于1970年代提出。
它通过将一个复杂的多准则问题分解为一系列的层次结构,然后利用专家判断来确定每个层次的权重以及相对优先级,最终得出最佳决策。
下面将详细介绍层次分析法的计算步骤。
1.确定决策的目标和准则:首先明确决策的目标,以及实现这一目标所需的准则。
例如,如果我们要决定购买一台新的汽车,目标可能是选择性价比最高的汽车,准则可能包括价格、燃油经济性、安全性、舒适性等。
3.构建判断矩阵:为了确定每个层次之间的重要性比较,需要构建判断矩阵。
判断矩阵是一种由专家根据经验、知识或直觉所得到的关于准则之间相对重要性的矩阵。
对于每个层次,需要构建一个判断矩阵。
例如,在准则层次,专家需要判断每个准则与其他准则之间的相对重要性。
4.对判断矩阵进行标准化:将判断矩阵进行标准化是为了消除专家主观性的影响。
标准化的方法可以有多种,最常用的方法是将每列元素除以该列元素之和,使每列元素之和等于15.计算权重向量:通过对标准化的判断矩阵进行特征值分解,可以得到特征值和对应的特征向量。
特征向量的元素表示各个准则相对于目标的权重。
为了保证权重之和等于1,需要将特征向量进行归一化。
归一化的方法是将每个元素除以所有元素之和。
6.一致性检验:进行一致性检验是为了评估专家的判断是否一致和合理。
一致性指标(Consistency Index, CI)是用来度量判断矩阵的一致性程度的指标,其计算方法为CI=(λmax-n)/(n-1),其中λmax为最大特征值,n为准则数目。
为了验证判断矩阵的一致性,还需要计算一个随机一致性指标(Random Index, RI)作为对照。
如果CI<0.1,则认为判断矩阵是一致的。
7.一致性修正:如果判断矩阵不一致,可以通过进行一致性修正来提高一致性。
层次分析法判断矩阵层次分析法判断矩阵程序先确定判断矩阵;然后用以下程序就好了:%层次分析法的matlab程序%%%%diertimoxingyiclc,cleardisp(输入判断矩阵);% 在屏幕显示这句话A=input(A=);% 从屏幕接收判断矩阵[n,n]=size(A);% 计算A的维度,这里是方阵,这么写不太好x=ones(n,100);% x为n行100列全1的矩阵y=ones(n,100);% y同xm=zeros(1,100);% m为1行100列全0的向量m(1)=max(x(:,1));% x第一列中最大的值赋给m的第一个分量y(:,1)=x(:,1);% x的第一列赋予y 的第一列x(:,2)=A*y(:,1);% x的第二列为矩阵A*y(:,1)m(2)=max(x(:,2));% x 第二列中最大的值赋给m的第二个分量y(:,2)=x(:,2)/m(2);% x的第二列除以m(2)后赋给y的第二列p=0.0001;i=2;k=abs(m(2)-m(1));% 初始化p,i,k为m(2)-m(1)的绝对值while k>p% 当k>p是执行循环体i=i+1;% i 自加1x(:,i)=A*y(:,i-1);% x的第i列等于A*y的第i-1列m(i)=max(x(:,i));% m的第i个分量等于x第i列中最大的值y(:,i)=x(:,i)/m(i);% y的第i列等于x的第i列除以m的第i个分量k=abs(m(i)-m(i-1));% k等于m(i)-m(i-1)的绝对值enda=sum(y(:,i));% y的第i列的和赋予aw=y(:,i)/a;% y的第i 列除以at=m(i);% m的第i个分量赋给tdisp(权向量:);disp(w);% 显示权向量wdisp(最大特征值:);disp(t);% 显示最大特征值t %以下是一致性检验CI=(t-n)/(n-1);% t-维度再除以维度-1的值赋给CIRI=[0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58 1.59];% 计算的标准CR=CI/RI(n);% 计算一致性if CR摘要在定性问题的决策中,AHP是一种优秀的方法,其基础是对评价对象的两两比较,并用比较结果构造判断矩阵,而这些都依赖于决策者选用的偏好关系。
层次分析法判断矩阵求权值以及一致性检验程序以下是一种基于层次分析法的判断矩阵求权值以及一致性检验的程序:第一步:确定目标和准则层首先,明确分析的目标以及需要进行比较和排序的准则。
例如,在选择旅游目的地的决策中,目标可以是选择最适合个人喜好的目的地,而准则可以包括交通便利性、旅游景点的丰富程度、美食水平等。
第二步:构建判断矩阵根据目标和准则,构建判断矩阵,矩阵的大小为n*n,其中n是准则的个数。
判断矩阵中的元素对应于两两准则之间的比较结果。
例如,对于两个准则i和j,可以使用1-9的尺度来表示它们之间的重要程度,其中1表示相同重要,9表示极端重要。
如果准则i相对于准则j更重要,则在判断矩阵的(i,j)位置上填写9、判断矩阵的对角线元素全为1,因为每个准则相对于自身的重要性是相同的。
第三步:求判断矩阵的权值利用判断矩阵求解初始权值的过程主要分为两个步骤:特征根法和一致性检验。
1.特征根法求解判断矩阵的特征值和对应的特征向量,通过特征向量的归一化,得到各个准则的权重。
2.一致性检验判断矩阵是否具有一致性,即各个准则的权重是否合理。
这里使用一致性指标CI(Consistency Index)和一致性比例CR(Consistency Ratio)来进行检验。
CR的计算公式为CR = CI/RI,其中RI是一个随着准则个数n而变化的随机一致性指数,可以在AHP的标准表格中查找。
第四步:一致性检验与调整如果CR小于一些事先设定的阈值(通常为0.1),则认为判断矩阵通过一致性检验,各个准则的权重是合理的;否则,需要对判断矩阵进行调整。
判断矩阵的调整可以通过以下步骤进行:1.计算判断矩阵的平均列向量2.计算平均列向量的加权平均向量3.计算调整后的判断矩阵4.重复进行一致性检验和调整,直至通过一致性检验为止第五步:权值的应用经过一致性检验和调整后,各个准则的权重即为最终结果。
可以将权重应用于具体的决策问题中,进行多个准则的比较和排序。
准则层对于目标层的判断矩阵及但排序单排序和一致性检验树种选择经济效益社会效益生态效益技术要求按行相乘开n次方经济效益123424 2.2133638社会效益0.51233 1.316074生态效益0.33333330.5120.3333333330.7598357技术要求0.250.33333330.510.0416666670.4518014.7410745方案层对于经济效益的判断矩阵及但排序和一致性检验经济效益松树杉树桉树按行相乘开n次方权重Wi松树120.14285710.285714290.6586337560.1569961杉树0.510.250.1250.50.1191832桉树741283.0365889720.72382074.195222728及单排序和一致性检验方案层对于社会效益准则的判断矩阵及社会效益松树杉树桉树按行相乘开n次方权重Wi松树10.50.20.10.4641588830.1220202杉树210.33333330.666666670.8735804650.2296508桉树531152.4662120740.6483293.803951422生态效益松树杉树桉树按行相乘开n次方权重Wi松树12361.8171205930.5278361杉树0.513 1.51.1447142430.3325159桉树0.33333330.333333310.111111110.4807498570.13964793.442584692层次总排序计算四准则ai经济效益社会效益生态效益技术要求三方案bi0.482050.117020.217790.18314aibi松树0.1570.122020.527840.38065杉树0.119180.229650.332520.52785桉树0.723820.648330.139650.0915层次总排序一致性检验CIiRii0.51490.51490.51490.5149CR i权重Wi Awi Awi/Wi CI=(MAX-n)/(n-1)CR=CI/RI0.4668486 1.8840081 4.03558730.0103260.011562 0.2775898 1.1174324 4.02548050.16026660.6452678 4.02621610.09529510.3846704 4.03662484.0309772Awi Awi/Wi CI=(MAX-n)/(n-1)CR=CI/RI0.4987655 3.17692820.08846410.171808 0.3786364 3.17692822.29952643.17692823.1769282Awi Awi/Wi CI=(MAX-n)/(n-1)CR=CI/RI0.3665114 3.00369460.00184730.0035880.6898008 3.00369461.9473824 3.00369463.0036946Awi Awi/Wi CI=(MAX-n)/(n-1)CR=CI/RI1.6118118 3.05362160.02681080.05207 1.0153778 3.05362160.426432 3.0536216总排序∑aibi。