《Matlab建模教程》第八章讲解了层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP),这是一种在面对复杂、模糊决策问题时的有效方法,尤其适用于难以完全定量分析的情况。AHP是由美国运筹学家T. L. Saaty教授在1970年代初提出的,它是一种多准则决策分析工具。
在使用AHP建模时,主要分为四个步骤:
1. **建立递阶层次结构模型**:首先将问题分解为不同层次的元素,包括最高层(目标层)、中间层(准则层)和最底层(措施层或方案层)。最高层代表目标,中间层包含实现目标的相关准则,最底层是可供选择的决策方案。层次结构的深度取决于问题的复杂性和分析需求,通常不限制层次数,但每层元素的数量应控制在9个以内,以避免比较判断的难度。
2. **构造判断矩阵**:在准则层中,各个准则对目标的重要性权重并不相同,通过两两比较构建成对比较矩阵(判断矩阵)。例如,比较多个准则对目标的影响程度,用1-9标度表示其相对重要性,其中1表示两者同等重要,9表示一个因素极其重要。1-9标度及其倒数可以避免因考虑不周导致的矛盾数据。
3. **层次单排序及一致性检验**:计算每个层次内元素相对于上一层元素的相对权重,通过一致性比率(Consistency Ratio, CR)检验判断矩阵的一致性。如果CR小于0.1,说明判断矩阵的一致性较好,可以接受;否则需要调整判断矩阵。
4. **层次总排序及一致性检验**:综合各层次的权重,得到总排序,同样进行一致性检验,确保整个层次结构模型的合理性。
AHP方法的优势在于它允许决策者在定量和定性信息的基础上做出决策,同时考虑了人的主观判断。在Matlab中,可以利用其强大的数值计算和矩阵操作功能实现AHP的建模和计算,简化复杂的决策问题,并提高决策的准确性和可靠性。
例如,在旅行目的地选择的案例中,可以建立层次结构模型,目标层是选择最佳旅游地,准则层包括景色、费用、居住、饮食和旅途条件等,措施层则是具体的旅游景点1P、2P、3P。通过构造判断矩阵,比较各准则的重要性,然后计算每个景点在各个准则下的相对权重,最终得出最优选择。
通过AHP,决策者可以根据个人偏好和实际情况,系统地分析和比较多种因素,从而做出更为科学和合理的决策。在Matlab中实现AHP,不仅可以自动化计算,还可以可视化呈现结果,帮助用户理解和解释决策过程。