层次分析法应用实例

问题描述:通讯交流在当今社会显得尤其重要,手机便是一个例子,现在每个人 手里都有至少一部手机。但如今生产手机的厂家越来越多,品种五花八门,如何 选购一款适合自己的手机这个问题困扰了许多人。

目标:选购一款合适的手机

准则:选择手机的标准大体可以分成四个:实用性,功能性,外观,价格。

方案:由于手机厂家有几十家,我们不妨可以将其归类:①欧美(iphone); 0 亚洲(索爱);③国产(华为).

解决步骤:

人们定性区分事物的能力习惯用5个属性来表示,即同样重要、稍微重要、较强 重要、强烈重要、绝对重要,当需要较高精度时,可以取两个相邻属性之间的值, 这样就得到9个数值,即9个标度。

为了便于将比较判断定量化,引入19比率标度方法,规定用13579 分别表示根据经验判断,要素i与要素j相比:同样重要、稍微重要、较强重要、 强烈重要、绝对重要,而2468表示上述两判断级之间的折衷值。

标度

定义(比较因素ij

1

因素ij同样重要

3

因素ij稍微重要

5

因素ij较强重要

7

因素ij强烈重要

9

因素ij绝对重要

2468

两个相邻判断因素的中间值

倒数

因素ij比较得判断矩阵a ij,则因素ji相比的判断为aji=1∕aij

注:aij表示要素i与要素j相对重要度之比,且有下述关系:

aij=1∕aji aii=1ij=12, ...,n

显然,比值越大,则要素i的重要度就越高。

A

Bl

B2

B3

B4

Bl

1

3

5

1

B2

1/3

1

3

1/3

B3

1/5

1/3

1

1/5

B4

l

3

5

1

1判断矩阵A-B

B1

C1

C2

C3

C1

1

1/3

1/5

C2

3

1

1/3

C3

5

3

1

2判断矩阵B1—C

B2

C1

C2

C3

Cl

C2

1

3

1

3

1

1/3

C3

1/3

1

1

3判断矩阵B2—C

B3

C1

C2

C3

C1

1

3

6

C2

1/3

1

4

C3

1/6

1/4

1

4判断矩阵B3—C

B4

C1

C2

C3

C1

1

1/4

1/6

C2

4

1

1/3

C3

6

3

1

5判断矩阵B4—C

用求和发计算特征值:

。将 Ci 归一化:得到特征向量 W= (w1, w2, ...wn ) T, Wi=Ci /Σci ,

W即为A的特征向量的近似值;

④求特征向量W对应的最大特征值:

13 5 1

15/38 9/22 5/14 15/39

1). A =

1/3    1    3 1/3

,按列归一化后为

5/38 3/22 3/14   5/38

1/5 1/3 1 1/5

3/38   1/22 1/14   3/38

13 5 1

15/38 9/22 5/14 15/38

2).按行求和并归一化后得 W = (0.389 0.153 0.069 0.389)T

13 5

3).计算特征根AW =


1/3    1    3

(0.389 0.153 0.069 0.389)


1/5 1/3   1

13 5

AW1 = 1*0.389 + 3*0.153 + 5*0.069 +1*0.389 = 1.582,同理有

AW2 = 0.619AW3 = 0.275AW4 = 1.582

4).计算最大特征根:

« (AW),     1.582      0.619      0.275      1.582    yl ^λλ

λ = ∑-------=--1---1---1--=4.044

maxnW1   4*0.389  4*0.153  4*0.069  4*0.389

5).进行一致性检验:

CJ. = ^mXZn = 4.044 - 4 = 0.015 n -1       4 -1

查同阶平均随机一致性指针(表6所示)知R.I=0.89,(一般认为CI<0.1CR<0.1 时,判断矩阵的一致性可以接受,否则重新两两进行比较)。

阶数

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

RI

0.58

0.89

1.12

1.26

1.36

1.41

1.46

1.49

1.52

1.54

1.56

1.58

6平均随机一致性指针

C.R. = Cɪ = 0015 = 0.016<0.1,满足一致性要求。

R.I. 0.89

同理可得剩余判断矩阵的特征根,特征向量,一致性检验。

判断矩阵 B1—C W = (0..106 0.260 0.633)Tλmax = 3.039C.R. = 0.033 0.1

判断矩阵 B2---C W =(0.6 0.2 0.2)Tλmax = 3C.R. = 0

判断矩阵 B3---C  W = (0.639  0.274  0.087)tΛmx = 3.054C.R. = 0.047 0.1

判断矩阵 B4---C  W = (0.087  0.274  0.639)t^x = 3.054C.R. = 0.047 0.10

获得同一层次各要素之间的相对重要度后,就可以自上而下地计算各级要素 对总体的综合重要度。设二级共有m个要素c1, c2,...,cm,它们对总值的重要度 为w1, w2,..., wm;她的下一层次三级有p1, p2,.,pnn个要素,令要素Pi

Cj的重要度(权重)为Vij,则三级要素Pi的综合重要度为:

W=WV

J

Bl

B2

B3

B4

总排序权重

层次

0.389

0.153

0.069

0.389

Cl

0.106

0.6

0.639

0.087

0.211

C2

0.26

0.2

0.274

0.274

0.257

C3

0.633

0.2

0.087

0.639

0.531

7层次总排序表

6.结论

由表7可以看出,三个方案的优劣排序是C3>C2>C1,因此,对于大部分人来 说,选购使用且价格便宜的国产华为手机是比较实惠的。