层次分析法模型齐课件.pptx
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1、目标层目标层OO(选择旅游地选择旅游地)P2黄山黄山P1桂林桂林P3北戴河北戴河准则层准则层C方案层方案层PC3居住居住C1景色景色C2费用费用C4饮食饮食C5旅途旅途一、层次分析法的基本步骤一、层次分析法的基本步骤案例案例: :选择旅游地选择旅游地如何在如何在3 3个目的地中按照景色、个目的地中按照景色、费用、居住条件等因素选择费用、居住条件等因素选择. .“选择旅游地选择旅游地”思维过程的归思维过程的归纳纳 将决策问题分为将决策问题分为3个层次:目标层个层次:目标层O,准则层,准则层C,方案层方案层P;每层有若干元素,;每层有若干元素, 各层元素间的关各层元素间的关系用相连的直线表示。系用
2、相连的直线表示。 通过相互比较确定各准则对目标的权重,及各通过相互比较确定各准则对目标的权重,及各方案对每一准则的权重。方案对每一准则的权重。 将上述两组权重进行综合,确定各方案对目将上述两组权重进行综合,确定各方案对目标的权重。标的权重。层次分析法将定性分析与定量分析结合起来层次分析法将定性分析与定量分析结合起来完成以上步骤,给出决策问题的定量结果。完成以上步骤,给出决策问题的定量结果。1135/13/11125/13/13/12/117/14/1557123342/11A成对比较阵和权向量成对比较阵和权向量 作法:作法:1.不把所有因素放在一起,则是两两对比;不把所有因素放在一起,则是两两
3、对比; 2. 对比采用相对尺度,提高准确度。对比采用相对尺度,提高准确度。 假设要比较各准则假设要比较各准则C1,C2, , Cn对目标层对目标层O的重要性:的重要性:A是正互反阵,要由是正互反阵,要由A确定确定C1, , Cn对对O O的权向量。的权向量。.的影响之比的影响之比对对和和表示表示OCCajiij11, 0,)(iiijjiijnnijaaaaaA,成对比较矩阵:成对比较矩阵:某人对选择旅游某人对选择旅游地用成对比较法地用成对比较法得到的得到的AnnnnnnwwwwwwwwwwwwwwwwwwA21222121211171242/11A成对比较的不一致情况成对比较的不一致情况):
4、(2: 12112CCa ):(1 :43113CCa 允许不一致,但要确定不一致的允许范围。允许不一致,但要确定不一致的允许范围。考察成对比较完全一致的情况考察成对比较完全一致的情况jiijwwa/令令称权向量称权向量Tnwwww),(21不一致不一致):(1 :73223CCa一致比较一致比较):(83223CCa11niiw要求要求对于不一致对于不一致( (但在允许范围内但在允许范围内) )的成对比较阵的成对比较阵A,建议用对应于最大特征根,建议用对应于最大特征根 的特征向量的特征向量作为权向量作为权向量w ,即,即wAwnnnnnnwwwwwwwwwwwwwwwwwwA21222121
5、2111成对比较完全一致的情况成对比较完全一致的情况nkjiaaaikjkij, 2 , 1,满足满足的正互反阵的正互反阵A称称一致阵一致阵。如。如 A的秩为的秩为1 1,A的唯一非零特征根为的唯一非零特征根为n; A的任一列向量是对应于的任一列向量是对应于n 的特征向量;的特征向量; A的归一化特征向量可作为权向量。的归一化特征向量可作为权向量。一致阵性质:一致阵性质:成对比较完全不一致的情况成对比较完全不一致的情况2 4 6 8比较尺度比较尺度aij Saaty等人提出等人提出19尺度尺度,即即aij 取值取值1,2, , 9及其互反数及其互反数1,1/2, , 1/9。理由如下:理由如下
6、: 尺度尺度 1 3 5 7 9 ija相同相同 稍强稍强 强强 明显强明显强 绝对强绝对强的重要性的重要性jiCC :jiCC :表示表示aij = 1,1/2, ,1/9的重要性与上面相反。的重要性与上面相反。2. 心理学家认为成对比较的因素不宜超过心理学家认为成对比较的因素不宜超过9 9个个3.用用1-3,1-5,1-17,1p-9p (p=2,3,4,5), d+0.1-d+0.9 (d=1,2,3,4)等等2727种比较尺度对若干实例构造成对比较种比较尺度对若干实例构造成对比较阵,算出权向量,与实际对比发现阵,算出权向量,与实际对比发现,1-9,1-9尺度较尺度较优。优。1.便于定性
7、到定量的转化:便于定性到定量的转化:一致性检验一致性检验对对A确定不一致的允许范围确定不一致的允许范围已知:已知:n 阶一致阵的唯一非零特征根为阶一致阵的唯一非零特征根为n.可证:可证:n 阶正互反阵最大特征根阶正互反阵最大特征根 n, , 且且 =n时为一致阵时为一致阵. .CI 越大,越大,A不一致程度越严重。不一致程度越严重。 为衡量为衡量CI 的大小,引入的大小,引入随机一致性指标随机一致性指标 RI随机模拟随机模拟得到得到aij , ,形成形成A,计算,计算CI 即得即得RI。 一致性比率一致性比率: :CR = CI/RI,当当CR0.1时认为时认为A不一致程度在不一致程度在容许范
8、围内,可用特征向量作为权向量,容许范围内,可用特征向量作为权向量,A通过一致性检验。通过一致性检验。RI0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 n1 234567891110Saaty的结果如下的结果如下1nnCI一致性指标一致性指标: :“选择旅游地选择旅游地”中准则层对目标的权向量及一致性检验中准则层对目标的权向量及一致性检验)2(1135/13/11125/13/13/12/117/14/1557123342/11A准则层对目标的准则层对目标的成对比较阵成对比较阵最大特征根最大特征根 =5.073权向量权向量( (特征向量特征向量
9、) )w =(0.263,0.475,0.055,0.090,0.110)T018. 0155073. 5CI一致性指标一致性指标随机一致性指标随机一致性指标 RI=1.12 (查表查表)一致性比率一致性比率CR=0.018/1.12=0.0160.1则则A通过一致性检验。通过一致性检验。组合权向量组合权向量记第记第2 2层层( (准则准则) )对第对第1 1层层( (目标目标) )的权向量为的权向量为Tnwww),()2()2(1)2(同样求第同样求第3 3层层( (方案方案) )对第对第2 2层每一元素层每一元素( (准则准则) )的权向量的权向量12/ 15/ 1212/ 15211B方
10、案层对方案层对C1( (景色景色) )的成对比较阵的成对比较阵1383/1138/13/112B方案层对方案层对C2( (费用费用) )的成对比较阵的成对比较阵CnBn最大特征根最大特征根 1 2 n 权向量权向量 w1(3) w2(3) wn(3) 第第3 3层对第层对第2 2层的计算结果层的计算结果k)3(kwkkCI10.5950.2770.1293.0050.0030.00100.00503.0020.6820.2360.082230.1420.4290.42933.0090.1750.1930.633430.6680.1660.1665组合权向量组合权向量RI= =0.58 (n=3
11、), CIk 均可通过一致性检验均可通过一致性检验. . w(2) 0.2630.4750.0550.0900.110方案方案P1对目标的组合权重为它们相应项的两两乘积对目标的组合权重为它们相应项的两两乘积之和:之和:0.595 0.263+ 0.0820.475=0.300 同理求出同理求出P2,P3,则各方案层对目标的则各方案层对目标的组合权向量组合权向量为为 w(3)=(0.300, 0.246, 0.456)T,结果表明结果表明P P3 3占的权重近于占的权重近于1/2,1/2,远大于远大于P P1 1,P,P2 2,应为第一选择地。,应为第一选择地。P1在5个准则中的权重5个准则对于
12、目标的权重Tnwww),()2()2(1)2()2()3()3(wWw第第1层层O第第2层层C1,Cn第第3层层P1, PmnkwwwTkmkk, 2 , 1,),()3()3(1)3(第第2 2层对第层对第1 1层的权向量层的权向量第第3 3层对第层对第2 2层各元素的权向量层各元素的权向量,)3()3(1)3(nwwW构造矩阵构造矩阵则第则第3 3层对第层对第1 1层的组合权向量层的组合权向量)2()3() 1()()(wWWWwsss即即第第s层对第层对第1 1层的组合权向量层的组合权向量其中其中W(k)是由第是由第k层对第层对第k-1层权向量组成的矩阵层权向量组成的矩阵. .组合权向量
13、组合权向量)1()()(kkkwWw组合一致性检验组合一致性检验组合一致性检验可逐层进行组合一致性检验可逐层进行第第p层的一致性指标为层的一致性指标为 , ,随机一致性指标为随机一致性指标为 )()(1,pnpCICI)()(1,pnpRIRI,) 1()()()(ppnppwCICICI) 1()()()(,ppnppwRIRIRI第第p层的组合层的组合一致性比率一致性比率:spRICICRppp, 4 , 3,)()()(第第p层通过组合层通过组合一致性检验的条件:一致性检验的条件:1 . 0)(pCRsppCRCR3)(第第s层对第一层层对第一层一致性比率一致性比率: 对于重大项目,对于
14、重大项目,CR*适当的小时,才认为整个层次的比较适当的小时,才认为整个层次的比较判断通过一致性检验。判断通过一致性检验。 在旅游决策中在旅游决策中CI(3)=0.00176, RI(3)=0.58, CR(3)=0.003, CR(2)=0.016,于是于是CR*=0.0190.1, ,组合一致性检验通过。组合一致性检验通过。层次分析法的基本步骤层次分析法的基本步骤1.建立层次分析结构模型建立层次分析结构模型深入分析实际问题,将有关因素自上而下分层(目标深入分析实际问题,将有关因素自上而下分层(目标准则或指标准则或指标方案或对象),上层受下层影响,而层内方案或对象),上层受下层影响,而层内各因
15、素基本上相对独立。各因素基本上相对独立。2.构造成对比较阵构造成对比较阵用成对比较法和用成对比较法和19尺度,构造各层对上一层每一因素的尺度,构造各层对上一层每一因素的成对比较阵。成对比较阵。3.计算权向量并作一致性检验和组合一致性检验计算权向量并作一致性检验和组合一致性检验对每一成对比较阵计算最大特征根和特征向量,作一致性对每一成对比较阵计算最大特征根和特征向量,作一致性检验,若通过,则特征向量为权向量。检验,若通过,则特征向量为权向量。4.计算组合权向量(作组合一致性检验计算组合权向量(作组合一致性检验*)组合权向量可作为决策的定量依据。组合权向量可作为决策的定量依据。国家综合实力国家综合
16、实力国民国民收入收入军事军事力量力量科技科技水平水平社会社会稳定稳定对外对外贸易贸易美、俄、中、日、德等大国美、俄、中、日、德等大国工作选择工作选择贡贡献献收收入入发发展展声声誉誉关关系系位位置置供选择的岗位供选择的岗位例例1 国家实力分析国家实力分析例例2 工作选择工作选择二、层次分析法的广泛应用二、层次分析法的广泛应用过河的效益过河的效益 A经济效益经济效益B1社会效益社会效益B2环境效益环境效益B3节节省省时时间间C1收收入入C2岸岸间间商商业业C3当当地地商商业业C4建建筑筑就就业业C5安安全全可可靠靠C6交交往往沟沟通通C7自自豪豪感感C8舒舒适适C9进进出出方方便便C10美美化化C
17、11桥梁桥梁D1隧道隧道D2渡船渡船D3(1)过河效益层次结构)过河效益层次结构例例3 横渡江河、海峡方案的抉择横渡江河、海峡方案的抉择过河的代价过河的代价 A经济代价经济代价 B1环境代价环境代价B3社会代价社会代价B2投投入入资资金金C1操操作作维维护护C2冲冲击击渡渡船船业业C3冲冲击击生生活活方方式式C4交交通通拥拥挤挤C5居居民民搬搬迁迁C6汽汽车车排排放放物物C7对对水水的的污污染染C8对对生生态态的的破破坏坏C9桥梁桥梁D1隧道隧道D2渡船渡船D2(2)过河代价层次结构)过河代价层次结构例例3 横渡江河、海峡方案的抉择横渡江河、海峡方案的抉择待评价的科技成果待评价的科技成果直接直
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