一、TOPSIS方法
TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) 可翻譯為逼近理想解排序法,國內常簡稱為優劣解距離法 TOPSIS 法是一種常用的綜合評價方法,其能充分利用原始數據的信息, 其結果能精確地反映各評價方案之間的差距。
基本過程為先將原始數據矩陣統一指標類型(一般正向化處理) 得到正向化的矩陣,再對正向化的矩陣進行標准化處理以消除各指標量綱的影響,並找到有限方案中的最優方案和最劣方案,然后分別計算各評價對象與最優方案和最劣方案間的距離,獲得各評價對象與最優方案的相對接近程度,以此作為評價優劣的依據。該方法對數據分布及樣本含量沒有嚴格限制,數據計算簡單易行。
例題1:請你為以下四名同學進行評分,該評分能合理的描述其高數成績的高低。
分析:此評價指標只有一項即“成績”,評價對象為4個。topsis分析方法如下:
解:
1.取指標成績中,最高成績max : 99 最低成績min:60
構造計算評分的公式:
2.根據評分公式為每一評價對象進行打分,構建如下評分表格、並歸一化
3.打分完成,接下來可以由評分確定誰的成績最好,誰的最差。可見,清風的成績最好,小王的最差
例題2:請你為以下四名同學進行評分,該評分能合理的描述其綜合評價。
分析:例題1考慮的評價指標只有一個,例題2轉化為兩個評價指標,且評價時指標一(成績)應該越大越好,指標二(與他人爭吵次數)應該越小越好。這就引發矛盾,怎么確定評分使得兼顧兩種不同取向的指標?
注:成績是越高(大)越好,這樣的指標稱為極大型指標(效益型指標)。
與他人爭吵的次數越少(越小)越好,這樣的指標稱為極小型指標(成本型指標)。
解:
1.將所有的指標轉化為極大型指標,即指標正向化。
極小型指標轉換為極大型指標的公式:max-x
正向化后得到的表格如下:
2. 為了消去不同指標量綱的影響, 需要對已經正向化的矩陣進行標准化處理。
標准化處理的計算公式
即每個元素除以其所在列各元素平方和的開方
3. 計算評分
首先看一下,兩個指標的評分公式怎么推導的
類比只有一個指標計算得分
即:取各列元素的最大值,組成一個列向量Z+,取各列元素的最小值,組成一個列向量Z-,計算每列元素與最大值組成的列向量Z+的距離D+,與最小值組成的列向量Z-的距離D-,在根據評分公式:D-/(D+ + D-)為每個對象進行打分。
根據上面的評分公式,為各評價對象進行打分
4.打分完成,進行數據分析
由綜合評分可以看出,小王的評分最高,其成績和與他人爭吵次數的綜合評價指標中是最好的;清風最差,即使其成績是最好的,但是在與他人爭吵的評分這項指標中,其與他人差別過大,此項導致其綜合評分最低,由此可見指標二的評分在整個評分中作用更關鍵。
二、 其他指標正向化方法
前面介紹了評價指標只有一種、以及評價指標有兩種,且一種是極小型指標的例子。在例題二中,極小型指標要轉化為極大型指標才能參與運算,常見的還有其他兩種非極大型指標:中間型和區間型指標。下面介紹其如何轉為極大型,即指標正向化。
1)、中間型指標 ——>極大型指標
例如: 水質量評估 PH 值指標正向化,PH值取7時水質最好
2)、區間型指標——>極大型指標
例如: 例如人的體溫在36攝氏度~37攝氏度這個區間內最好
可以看出,在區間內的36.6度評分最高為1,距離其越遠的評分越低
三、TOPSIS方法總結
1、如果有多個指標且不全是極大型指標,則進行指標正向化。
2、之后對正向化矩陣進行標准化,目的是消除不同指標量綱的影響。
正向化方法:
3. 計算得分
4.歸一化評分
即每個分數除以所有分數和
綜合例題4:評價下表中A-T共20條河流的水質情況
已知:含氧量越高越好;PH值越接近7越好;細菌總數越少越好;植物性營養物量介於10-20之間最佳,超過20或低於10均不好。
解:1、將各項指標正向化
PH值(中間型轉極大型)、細菌總數(極小型轉極大型)、植物性營養物量(區間型轉極大型)
2、正向化后的矩陣進行標准化
3、進行打分(20個評價對象,4個評價指標)
4、分數歸一化
5、分析評分,最高得分的河流水質最好
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