假设我们遇到如下问题:
①对于M个方案,每个方案有N个属性,在已知各个方案每个属性值&&任意两个属性的重要程度的前提下,如何选择最优的方案?
②对于一个层级结构,在已知各底层指标相互之间的重要程度下,如何确定各底层指标对最高级指标的权值?
… …
此时,便可用层次分析法将我们的主观想法——“谁比谁重要”转换为客观度量——“权值”
层次分析法
层次分析法的基本思想是将复杂问题分为若干层次和若干因素,在同一层次的各要素之间简单地进行比较判断和计算,并评估每层评价指标对上一层评价指标的重要程度,确定因素权重,从而为选择最优方案提出依据。步骤如下:
(1)根据自己体系中的关联及隶属关系构建有层次的结构模型,一般分为三层,分别为最高层、中间层和最低层。
(2)构造判断矩阵
假设该层有n个评价指标u1, u2, …, un,设cij为ui相对于uj的重要程度,根据公式列出的1-9标度法,判断两两评价指标之间的重要性。
根据比较得出判断矩阵:
C=(cij)n*n其属性为cij>0, cji=1/cij,cii=1
(3)层次单排序:从下往上,对于每一层的每个判断矩阵,计算权向量和一致性检验。
计算矩阵C的最大特征根λmax及对应的特征向量(P1,P2,…, Pn)
一致性指标定义为:
CI(Consistency Ratio)称为一致性比例。CI=0时,具有完全一致性;CI接近于0,具有满意的一致性;CI越大,不一致性越严重。
一致性比率定义为:
其中RI称为随机性指标,参照表如下:
只有当CR<0.1,则认为该判断矩阵通过了一致性检验,即该矩阵自相矛盾产生的误差可忽略。将矩阵C最大特征根对应的特征向量元素作归一化处理,即可得到对应的权重集(C1,C2,…,Cn)。
(4)层次总排序
从上往下,依次计算每一层各指标对最上层指标的权值,以及每一层的综合一致性比率CR。
自调节层次分析法——赵中奇
由于层次分析法选用1-9标度构建判断矩阵,而大部分时候我们自己也不能很好度量重要性的程度,故赵中奇提出用-1,0,1三标度来构建判断矩阵。同时,自动调整判断矩阵,消除前后时刻
主观比较重要性时的矛盾现象,即让矩阵变为一致性矩阵(CR=0)。构建并调整判断矩阵以及算权值向量的步骤如下:
(1)初始化m=1
a、确定比较矩阵C=(cij)n*n的第m行元素
b、划分指标集合Dm={j|j=m+1,…,n}为
Hm={j|cmj=-1,j∈Dm}、Mm ={j|cmj=0,j∈Dm}与Lm={j|cmj=1,j∈Dm}