【數學建模】1.層次分析法


1.解決問題的類型

首先,提出一個方法考慮的應該是他對應解決什么類型的問題,對於層次分析法來說,它是用來解決確定評價指標、形成評價體系的評價類問題.

解決評價類問題需要考慮的三個問題

1.評價目標是什么
2.為了達到這種目標有幾種可以選擇的方案
3.評價的准則是什么

2.層次分析法的步驟

第一步 建立系統的遞階層次結構.

注:如果用到了層次分析法,層次結構圖要放在建模論文中.
                        層次結構圖可以用PPT的SmartArt生成

                        層次結構圖可以用專業軟件:億圖圖示生成

第二步 構造判斷矩陣

對於判斷矩陣來說很重要的一點就是確定各個指標的權重,那么下面就來說一說怎么確定權重

3.權重的確定

(1)首先填寫判斷矩陣

把評價准則(景色、花費、居住、飲食、交通)和可選擇的方案(蘇杭、北戴河、桂林)做成判斷矩陣(制表)
我們采用填寫判斷矩陣的方法確定權重,參考如圖

                                            總的判斷表格判斷矩陣

判斷矩陣

                                              判斷指標                            

然后需要對總的判斷表格中的評價准則針對不同准則方案之間的差異重新制表寫判斷表格。對角線均為1

                                           評價准則的判斷矩陣

                                           針對不同准則方案之間的差異

值得注意的一點,填寫完判斷矩陣后我們要判斷矩陣是否為一致矩陣

一致矩陣特點:各行(各列)成倍數關系

注:判斷矩陣中的元素只能是1-9和他們的倒數.

(2)其次進行一致性檢驗

一致性檢驗:檢查我們構造的判斷矩陣和一致矩陣是否有太大的差別。
檢驗的具體原理這里就不詳細的敘述了,下面就直接講一致性檢驗的步驟

注:matlab中可以進行特征值計算,如果特征值為虛數,那么就比較特征值的模長.
如果得到的判斷矩陣符合一致性檢驗,那么我們就可以計算一致矩陣的權重了。

(3)再次一致矩陣權重的計算

有三種方法:算術平均法、幾何平均法、特征值法。 通常采用特征值法計算權重

如果一個矩陣是一致矩陣那么采用特征值法計算權重的方法為

那么對於通過一致性檢驗的矩陣來說,也可以采用這種方法

最后匯總權重,計算得分得到的表格

(4)CR>0.1的修正

上面說的都是判斷矩陣經過一致性檢驗的步驟,那如果沒有經過一致性檢驗呢,這就需要我們對判斷矩陣進行修正
調整的原則就是:往一致矩陣調整就OK了,一致矩陣隔行成倍數關系

4.層次分析法的局限性

5.模型拓展

6.例子

7.附錄

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