层次分析法

数模学习笔记

Posted by 物联黄同学 on February 8, 2022

层次分析法

前言

比赛需要学了一手层次分析法,该方法适合用于评价分析。

虽然比直接主观判断要好一些,但仍属于偏主观的评价方法

吐槽一下,mooc上的数模关于这个的有个讲解视频感觉理解门槛有点高,反正我是听了一两遍都没懂,感觉跟听天书一样。

推荐的阅读的视频,也是我参考的层次分析法视频 层次分析法(AHP)步骤详解_哔哩哔哩_bilibili

步骤

1. 需要研究的问题

属于评价因素模型需要确定相关权重的问题,这种其实例子很多,视频中举了旅游景点选择的例子,本文就在此不加以举例。

2. 构建层次结构

一般来说可以将层次结构分成至少3层:目标层、指标层、方案层。

目标层以视频中的例子而言就是选取旅游景点城市,这个在这个步骤中没啥影响,可以不用管。

指标层:其实就是我们评价模型的不同权重对应的影响因素。

方案层:其实不同的研究对象,比如视频中提到的几个城市。

这部分中比较重要的是指标层和方案层。

3. 构建判断矩阵

指标之间需要量化规定,而如何有效量化,这是需要我们使用这些指标进行两两比较。量化的值一般是在1~9的范围内,当然指的是当前指标比选取指标影响大的情况下,如果当前指标比当前小,则会出现 1/9 ~ 1的范围,最终这个量化值就是在 1/9 ~ 9的范围内。

Lobzj2.png

4. 计算各层要素对应权重

这一部分就是层次分析的难点与重点了。

(1)指标层

首先是要根据选取的指标,两两比较进行量化打分,这里打分严格来说需要参考相关的论文或者专家进行打分。

然后我们就可以根据这个量化的分数,形成一个 n 阶方阵。

然后我们就要求取权重,权重w的求取有三种方法, 严格来讲应该是求取特征向量w,然后求出特征值,但是如果采用算术平均值或者几何平均值求出w,也可以计算出最大的特征值lamda。 image

然后计算CI image

再查表得到RI

计算CR image

CR 要小于 0.1 才满足一致性

(2)方案层

针对不同指标列举出不同的矩阵,矩阵的元素(这里也需要针对不同方案对应指标打分)其实就是方案量化后的值,然后计算方法和上面一致

5. 得出结论

将最终的权重聚合起来称为一个新的复合数表,也可以是矩阵,这时候根据前面方案层的CI和指标权重一起计算出当前CI,与CI相同的方法计算出RI,再计算RI看是否小于0.1,检测一致性

若小于则可以确定我们的权重较好。