数学模型-层次分析法的基本步骤-精选文档
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层次分析法实例与步骤结合一个具体例子,说明层次分析法的基本步骤和要点。
【案例分析】市政工程项目建设决策:层次分析法问题提出市政部门管理人员需要对修建一项市政工程项目进行决策,可选择的方案是修建通往旅游区的高速路(简称建高速路)或修建城区地铁(简称建地铁)。
除了考虑经济效益外,还要考虑社会效益、环境效益等因素,即是多准则决策问题,考虑运用层次分析法解决。
1. 建立递阶层次结构应用AHP解决实际问题,首先明确要分析决策的问题,并把它条理化、层次化,理出递阶层次结构。
AHP要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成:●目标层(最高层):指问题的预定目标;●准则层(中间层):指影响目标实现的准则;●措施层(最低层):指促使目标实现的措施;通过对复杂问题的分析,首先明确决策的目标,将该目标作为目标层(最高层)的元素,这个目标要求是唯一的,即目标层只有一个元素。
然后找出影响目标实现的准则,作为目标层下的准则层因素,在复杂问题中,影响目标实现的准则可能有很多,这时要详细分析各准则因素间的相互关系,即有些是主要的准则,有些是隶属于主要准则的次准则,然后根据这些关系将准则元素分成不同的层次和组,不同层次1元素间一般存在隶属关系,即上一层元素由下一层元素构成并对下一层元素起支配作用,同一层元素形成若干组,同组元素性质相近,一般隶属于同一个上一层元素(受上一层元素支配),不同组元素性质不同,一般隶属于不同的上一层元素。
在关系复杂的递阶层次结构中,有时组的关系不明显,即上一层的若干元素同时对下一层的若干元素起支配作用,形成相互交叉的层次关系,但无论怎样,上下层的隶属关系应该是明显的。
最后分析为了解决决策问题(实现决策目标)、在上述准则下,有哪些最终解决方案(措施),并将它们作为措施层因素,放在递阶层次结构的最下面(最低层)。
明确各个层次的因素及其位置,并将它们之间的关系用连线连接起来,就构成了递阶层次结构。
【案例分析】市政工程项目进行决策:建立递阶层次结构在市政工程项目决策问题中,市政管理人员希望通过选择不同的市政工程项目,使综合效益最高,即决策目标是“合理建设市政工程,使综合效益最高”。
层次分析法层次分析法是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。
该方法将定量分析与定性分析结合起来,用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序,比较有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。
缺点:(1)层次分析法的主观性太强,模型的搭建,判断矩阵的输入都是决策者的主观判断,往往会因为决策者的考虑不周、顾此失彼而造成失误。
(2)层次分析法模型的内部结构太过理想化,完全分离、彼此独立的层次结构在实践中很难做到。
(5)层次分析法只能从给定的决策方案中去选择,而不能给出新的、更优的策略。
1.模型的应用用于解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析。
(1)公司选拔人员,(2)旅游地点的选取,(3)产品的购买等,(4)船舶投资决策问题(下载文档),(5)煤矿安全研究,(6)城市灾害应急能力,(7)油库安全性评价,(8)交通安全评价等。
2.步骤①建立层次结构模型首先明确决策目标,再将各个因素按不同的属性从上至下搭建出一个有层次的结构模型,模型如下图所示。
目标层:表示解决问题的目的,即层次分析要达到的总目标。
通常只有一个总目标。
准则层:表示采取某种措施、政策、方案等实现预定总目标所涉及的中间环节。
方案层:表示将选用的解决问题的各种措施、政策、方案等。
通常有几个方案可选。
注意:(1)任一元素属于且仅属于一个层次;任一元素仅受相邻的上层元素的支配,并不是任一元素与下层元素都有联系;(2)虽然对准则层中每层元素数目没有明确限制,但通常情况下每层元素数最好不要超过 9 个。
这是因为,心理学研究表明,只有一组事物在 9 个以内,普通人对其属性进行判别时才较为清楚。
当同一层次元素数多于 9 个时,决策者对两两重要性判断可能会出现逻辑错误的概率加大,此时可以通过增加层数,来减少同一层的元素数。
②构造判断(成对比较)矩阵以任意一个上一层的元素为准则,对其支配的下层各因素之间进行两两比较。
【数学建模】1.层次分析法1.解决问题的类型⾸先,提出⼀个⽅法考虑的应该是他对应解决什么类型的问题,对于层次分析法来说,它是⽤来解决确定评价指标、形成评价体系的评价类问题.解决评价类问题需要考虑的三个问题1.评价⽬标是什么2.为了达到这种⽬标有⼏种可以选择的⽅案3.评价的准则是什么2.层次分析法的步骤第⼀步建⽴系统的递阶层次结构.注:如果⽤到了层次分析法,层次结构图要放在建模论⽂中.层次结构图可以⽤PPT的SmartArt⽣成层次结构图可以⽤专业软件:亿图图⽰⽣成第⼆步构造判断矩阵对于判断矩阵来说很重要的⼀点就是确定各个指标的权重,那么下⾯就来说⼀说怎么确定权重3.权重的确定(1)⾸先填写判断矩阵把评价准则(景⾊、花费、居住、饮⾷、交通)和可选择的⽅案(苏杭、北戴河、桂林)做成判断矩阵(制表)我们采⽤填写判断矩阵的⽅法确定权重,参考如图总的判断表格判断矩阵判断指标然后需要对总的判断表格中的评价准则和针对不同准则⽅案之间的差异重新制表写判断表格。
对⾓线均为1评价准则的判断矩阵针对不同准则⽅案之间的差异值得注意的⼀点,填写完判断矩阵后我们要判断矩阵是否为⼀致矩阵⼀致矩阵特点:各⾏(各列)成倍数关系注:判断矩阵中的元素只能是1-9和他们的倒数.(2)其次进⾏⼀致性检验⼀致性检验:检查我们构造的判断矩阵和⼀致矩阵是否有太⼤的差别。
检验的具体原理这⾥就不详细的叙述了,下⾯就直接讲⼀致性检验的步骤了注:matlab中可以进⾏特征值计算,如果特征值为虚数,那么就⽐较特征值的模长.如果得到的判断矩阵符合⼀致性检验,那么我们就可以计算⼀致矩阵的权重了。
(3)再次⼀致矩阵权重的计算有三种⽅法:算术平均法、⼏何平均法、特征值法。
通常采⽤特征值法计算权重如果⼀个矩阵是⼀致矩阵那么采⽤特征值法计算权重的⽅法为那么对于通过⼀致性检验的矩阵来说,也可以采⽤这种⽅法最后汇总权重,计算得分得到的表格(4)CR>0.1的修正上⾯说的都是判断矩阵经过⼀致性检验的步骤,那如果没有经过⼀致性检验呢,这就需要我们对判断矩阵进⾏修正调整的原则就是:往⼀致矩阵调整就OK了,⼀致矩阵隔⾏成倍数关系4.层次分析法的局限性5.模型拓展6.例⼦7.附录优先选择知⽹(万⽅、百度学术、⾕歌学术等平台)搜索⽂献。