层次分析法
层次分析法(The Analytic Hierarchy Process 即 AHP)是由美国运筹学家、匹兹堡大学
教授 T.L.Saaty 于 20 世纪 70 年代创立的一种系统分析与决策的综合评价方法,是在充分研
究了人类思维过程的基础上提出来的,它较合理地解决了定性问题定量化的处理过程。
AHP 的主要特点是通过建立递阶层次结构,把人类的判断转化到若干因素两两之间重
要度的比较上,从而把难于量化的定性判断转化为可操作的重要度的比较上面。在许多情况
下,决策者可以直接使用 AHP 进行决策,极大地提高了决策的有效性、可靠性和可行性,
但其本质是一种思维方式,它把复杂问题分解成多个组成因素,又将这些因素按支配关系分
别形成递阶层次结构,通过两两比较的方法确定决策方案相对重要度的总排序。整个过程体
现了人类决策思维的基本特征,即分解、判断、综合,克服了其他方法回避决策者主观判断
的缺点。
解决评价类问题,首先要想到以下三个问题:
① 我们评价的目标是什么?
② 我们为了达到这个目标有哪几种可选的方案?
③ 评价的准则或者说指标是什么?(我们根据什么东西来评价好坏)
一般而言,前两个问题的答案是显而易见的,第三个问题的答案需要我们根据题目中的背景
材料、常识以及网上搜集到的参考资料进行结合,从中筛选出最合适的指标。
直接问权重的弊端:
在确定影响某因素的诸因子在该因素中所占的比重时,遇到的主要困难是这些比重常常
不易定量化。此外,当影响某因素的因子较多时,直接考虑各因子对该因素有多大程度的影
响时,常常会因考虑不周全、顾此失彼而使决策者提出与他实际认为的重要性程度不相一致
的数据,甚至有可能提出一组隐含矛盾的数据。
——选自司守奎[kuí]老师的《数学建模算法与应用》
层次分析法的思想登场:两个两个指标进行比较,最终根据两两比较的结果来推算出权重。
标度 含义
1 表示两个因素相比,具有同样重要性
3 表示两个因素相比,一个因素比另一个因素稍微重要
5 表示两个因素相比,一个因素比另一个因素明显重要
7 表示两个因素相比,一个因素比另一个因素强烈重要
9 表示两个因素相比,一个因素比另一个因素极端重要
2, 4, 6, 8 上述两相邻判断的中值
倒数 A 和 B 相比如果标度为 3,那么 B 和 A 相比就是 1/3
判断矩阵:
(1)𝑎
表示的意义是,与j指标相比,i的重要程度。
(2)当i=j时,两个指标相同,因此同等重要记为 1,这就解释了主对角线元素为 1。
(3)𝑎
>0且满足𝑎
× 𝑎
=1(我们称满足这一条件的矩阵为正互反矩阵)
一致矩阵:各行(各列)之间成倍数关系,若正互反矩阵满足𝑎
× 𝑎
=𝑎
,则我们称其
为一致矩阵。在使用判断矩阵求权重之前,必须对其进行一致性检验。
𝑎
=
𝑖
的重要程度
𝑗
的重要程度
𝑎
=
𝑗
的重要程度
𝑘
的重要程度