十六章决策分析.ppt

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1、第十六章 决策分析 1. 不确定情况下的决策 2. 风险型情况下的决策 3. 效用理论在决策中的应用 4. 层次分析法 1 “决策” 一词来源于英语 Decision making,直译为“做出决定 ”。所谓决策,就是为了实现预定的 目标在若干可供选择的方案中,选出 一个最佳行动方案的过程,它是一门 帮助人们科学地决策的理论。 2 决策的分类: n按决策问题的重要性分类 n按决策问题出现的重复程度分类 n按决策问题的定量分析和定性分析分类 n按决策问题的自然状态发生分类 3 1.确定型决策问题 在进行决策之前已经知道即将发生的自然 状态,即在决策环境完全确定的条件下进行决 策。 2.(严格)不

2、确定型决策问题 在决策环境不确定的条件下进行决策,决 策者对即将发生的各自然状态的概率一无所知 . 4 3.风险型决策问题 在决策环境不确定的条件下进行决策,但决 策者对即将发生的各自然状态的概率可以预先估 计或计算出来。 5 构成决策问题的四个要素: 决策目标、行动方案、自然状态、效益值 行动方案集: A = s1, s2, , sm 自然状态集: N = n1, n2, , nk 效益(函数)值: v = ( si, nj ) 自然状态发生的概率 P = P (nj), j =1, 2, , k。 决策模型的基本结构:( A,N,P,V )。 基本结构 ( A,N,P,V ) 常用决策表、

3、决策树 等表示。 6 1 不确定情况下的决策 特征: 1、自然状态已知; 2、行动方案已知; 3、各方案在不同自然状态下的收益值已知; 4、自然状态的发生不确定 (概率分布也不知)。 7 例1. 某公司需要对某新产品生产批量作出决策,各 种批量在不同的自然状态下的收益情况如下表(收 益表或收益矩阵): 8 一、最大最小准则(悲观准则, Wald, 1951) 决策者从最不利的角度去考虑问题,先选出每个方 案在不同自然状态下的最小收益值(最保险),然后从这 些最小收益值中取最大的,从而确定行动方案。 用 ( Si,Nj ) 表示收益值 9 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在本例中 故它所对应

4、的方案 S3 为行动方案。 10 二、最大最大准则(乐观准则) 决策者从最有利的角度去考虑问题,先选出每个方 案在不同自然状态下的最大收益值(最乐观),然后从 这些最大收益值中取最大的,从而确定行动方案。 用 ( Si,Nj ) 表示收益值 11 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在本例中 故它所对应的方案 S1 为行动方案。 12 三、等可能性准则 ( Laplace 准则 ,1825) 决策者把各自然状态发生的机会看成是等可能的, 即,设每个自然状态发生的概率为 1/自然状态(事件)数 ,然后计算各行动方案的收益期望值,从而确定行动方 案。 用 E(Si ) 表示第 i 方案的收益期望值

5、 13 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在本例中 故它所对应的方案 S1 为行动方案。 14 四、乐观系数(折衷)准则( Hurwicz 胡魏兹准则,1951) 决策者取乐观准则和悲观准则的折衷。先确定一个 乐观系数 (01),然后计算: CVi = max (Si,Nj) +(1- )min (Si,Nj ) 最后从这些折衷标准收益值 CVi 中选取最大的,从而确定 行动方案。(取 = 0.7) 15 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在本例中 故它所对应的方案 S1 为行动方案。 16 五、后悔值准则(Savage 沙万奇准则,1951) 决策者从后悔的角度去考虑问题,把在不同自然状

6、 态下的最大收益值作为理想目标,把各方案的收益值与这 个最大收益值的差称为未达到理想目标的后悔值,然后从 各方案最大后悔值中取最小者,从而确定行动方案。 自然状态态 行动动方案 N1 (需求量大) N2 (需求量小) S1 (大批量生产产)30-6 S2 (中批量生产产)20-2 S3 (小批量生产产)105 自然状态态最大值值305 17 用aij 表示后悔值,构造后悔值矩阵: 18 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在本例中 故它所对应的方案 S2 为行动方案。 19 2 风险型情况下的决策 特征: 1、自然状态已知; 2、行动方案已知; 3、各方案在不同自然状态下的收益值已知; 4、自

7、然状态的发生不确定,但发生的概率分 布已知。 20 一、最大可能准则 由概率论知识可知,概率越大的事件其发生的 可能性就越大。因此,(在一次或极少数几次的决策 中,) 可认为概率最大的自然状态将发生,按照确 定型问题进行讨论。 21 二、期望值准则 根据各自然状态发生的概率,求不同方案的期 望收益值,取其中最大者为选择的方案。 E(Si) = P(Nj) (Si,Nj) 例 2 22 即确定值 所对应的方案为行动方案。 在例 2 中 故它所对应的方案 S3 为行动方案。 23 三、决策树法 前面的决策问题大多是用决策表来表示和分析问 题的,它的优点是简单易行。但是,对于一些较为复 杂的决策问题

8、,如多级决策问题,只用表格是难以表 达和分析的。 决策树法是另一种表示和分析决策问题的方法, 它具有直观形象、思路清晰的优点,但其原理同样是 使用期望值准则进行决策。 24 用决策树法进行决策的具体步骤如下: (1) 从左向右绘制决策树; (2) 从右向左计算各方案的期望值,并将结果标在相应 方案节点的上方; (3) 选收益期望值最大 (损失期望值最小) 的方案为最 优方案,并在其它方案分支上打记号,称剪枝方案。 符号说明: 决策点 - 后跟方案分支; 方案节 点 - 后跟概率分支; 结果节点 - 后跟收益值。 25 例2 的决策树法。 根据上图可知 S3 是最优方案,收益期望值为6.5。 决

9、 策 S1 S2 S3 大批量生产 中批量生产 小批量生产 N1( 需求量大 );P(N1) = 0.3 N1( 需求量大 );P(N1) = 0.3 N1( 需求量大 );P(N1) = 0.3 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 30 -6 20 10 -2 5 4.8 4.6 6.5 6.5 26 四、灵敏度分析 就是分析决策所用的数据在什么范围内变化时, 原最优决策方案仍然有效。本节只对自然状态发生的 概率进行灵敏度分析,即考虑自然状态发生概率的变 化如何影响最优方案的决策。 例:取前

10、例 P(N1) = 0.6 , P(N2) = 0.4,则有 E(S1) = 0.630 + 0.4(-6) = 15.6, E(S2) = 0.620 + 0.4(-2) = 11.2, E(S3) = 0.610 + 0.45 = 8。 随着自然状态概率的变化,最优方案由 S3 变成了S1 。 27 一般地,设 P(N1) = p , P(N2) = 1- p ,则有 E(S1) = p30 + (1-p)(-6) = 36p6, E(S2) = p20 + (1-p)(-2) = 22p2, E(S3) = p10 + (1-p)5 = 5p + 5。 为说明问题,我们把以上三个直线方程

11、放在同一直 角坐标系中表示出来,如下图所示: 28 01 0.3548 p 取S3取S1 E(S1)= 36p6 E(S2)= 22p2 E(S3) = 5p + 5 由上图可见,直线 E(S1) 与 E(S3) 的焦点为: E(S1) = 36p6 = 5p + 5 = E(S3) , p = 0.3548 。 29 因为,当 p 0.3548 时, E(S1) 的取值为最大,这时行动方案 S1 为最优行动方案;故我 们称 p = 0.3548 为转折概率。 在实际工作中,如果状态概率、收益值在其可能发生变 化的范围内变化时,最优方案保持不变,则这个方案是 比较稳定的。反之如果参数稍有变化时

12、,最优方案就有 变化,则这个方案就是不稳定的,需要我们作进一步的 分析。就 N1 发生的概率而言,当其概率值越远离转折概 率时,其相应的最优方案就越稳定;反之,就越不稳定. 30 五、全情报的价值(EVPI) n全情报:关于自然状态的确切的信息。 n全情报的价值,记为EVPI,即全情报所带来的额外 收益。 通常为了获得全情报,需要一定的投资(经费) 。为此,我们有必要事先计算出全情报的价值,以便 我们作出是否投资的决策,即如果获得全情报的成本 小于全情报的价值,决策者就应该投资获得全情报, 反之,决策者就不应该投资获得全情报。 31 在例 2 中,当我们不掌握全情报时,我们得到 S3 是最优行

13、动方案,其数学期望最大值为 0.310 + 0.75 = 6.5 (万)。 我们称它为没有全情报的期望收益,记为 EVW0PI 。 假定全情报告诉决策者自然状态是 N1,决策者必采 取方案 S1,可获得收益30万;当全情报告诉决策者自 然状态为 N2 时,决策者必采取方案 S3,可获得收益 5 万。遗憾的是,这时我们并不知道全情报,但我们 可以计算出全情报的期望收益。因为N1 发生的概率为 32 0.3;N2 发生的概率为 0.7,于是我们有全情报的期 望收益为 EVWPI = 0.330 + 0.75 = 12.5 (万) 于是全情报的价值为 EVPI = EVWPI - EVW0PI =

14、12.5 - 6.5 = 6 (万) 即这个例子的全情报价值为 6 万。 当获得这个全情报需要的成本小于 6 万时, 33 决策者应该对取得全情报投资,否则不应投资。 由上述分析可以得到 全情报的价值 =全情报的期望收益没有全情报的最大期望收益 即 EVPI = EVWPIEVW0PI 34 六、具有样本情报的决策分析(贝叶斯决策) 在例 2 中,我们提到根据以往的经验,估计N1 发生的概率为 0.3,N2 发生的概率为 0.7。我们把 这种由过去的经验或专家估计所获得的将要发生事 件的概率称为先验概率。为了做出可能的最好决策 ,除了先验概率外,决策者要追求关于自然状态的 其他信息,用于修正先

15、验概率以得到对自然状态更 好的概率估计。 35 这种另外的信息一般是通过调查或实验提供的 关于自然状态的样本信息或称样本情报。当然这种 样本情报不是“全”情报,只是“部分”情报。以 下仍以例 2 为例,说明如何用样本情报来修正先验 概率,这种修正了的概率我们称之为后验概率。 先验概率:由过去的经验或专家估计的将要发生事 件的概率; 后验概率:通过最新调查或实验得到的样本信息, 对先验概率进行修正后得到的概率。 36 在例 2 中 0.3 和 0.7 是自然状态 N1 和 N2 发生的概率,也是先 验概率。通常我们是得不到全情报的,但是我们可以 得到“部分”情报,或称样本信息或样本情报。 例,该

16、公司为了得到关于新产品需求量自然状态 37 的更多的信息,委托一家咨询公司进行市场调查。咨 询公司进行市场调查的结果也有两种: 1) 市场需求量大; 2) 市场需求量小。 我们用 I1 表示咨询公司调查的结果为市场需求量大 ; 用 I2 表示咨询公司调查的结果为市场需求量小。 根据该咨询公司积累的资料统计得知,该咨询 公司进行市场调查的准确程度如下面的 (条件) 概率: 38 P(I1 | N1)0.8; P(I2 | N1)0.2; P(I1 | N2)0.1; P(I2 | N2)0.9。 我们应该 1) 如何用样本情报进行决策呢? 2) 用样本情报决策其期望收益应该是多少呢? 3) 样本

17、情报的价值是多少呢? 4) 如果样本情报要价 3 万元,决策者是否要使用 样本情报呢? 39 为了解决这些问题或在决策是否使用样本情报 之前,我们要认真分析一下我们的问题。这里我们 使用决策树方法进行分析,它适合解决多阶段的决 策问题。由于在决策过程中使用了概率论中的贝叶 斯公式,故这一方法又称为贝叶斯决策。 我们首先画出该问题的决策树 40 图 15-5 1 S4:不搞市场调查 2 S5:搞市场调查 3 6.5 7.53 41 图 15-1 2 4 5 6 S1 :大批量生产 S2:中批量生产 S3:小批量生产 N1( 需求量大 );P(N1) = 0.3 N1( 需求量大 );P(N1)

18、= 0.3 N1( 需求量大 );P(N1) = 0.3 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 N2( 需求量小 );P(N2) = 0.7 30 -6 20 10 -2 5 4.8 4.6 6.5 6.5 42 30 -6 20 10 -2 30 -6 -2 10 9 7 S1 N1;P(N1 / I1 ) = 0.7742 5 21.871 20 5 N2;P(N2 / I1 ) = 0.2258 N1;P(N1 / I1 ) = 0.7742 N1;P(N1 / I1 ) = 0.7742 N2;P(N2 / I1 ) = 0.225

19、8 N2;P(N2 / I1 ) = 0.2258 N2;P(N2 / I2 ) = 0.9130 N2;P(N2 / I2 ) = 0.9130 N2;P(N2 / I2 ) = 0.9130 N1;P(N1 / I2 ) = 0.0870 N1;P(N1 / I2 ) = 0.0870 N1;P(N1 / I2 ) = 0.0870 10 11 12 13 14 3 8 S1 S2 S2 S3 S3 15.032 8.871 -2.868 -0.086 5.435 21.871 5.435 10.533=7.53 P(I1)=0.31 I1:结论需求大 I2:结论需求小 P(I2)=0.6

20、9 图15-4 43 决策树中的条件概率计算公式:在自然状态为 Nj 的 条件下咨询结果为 Ii 的条件概率,可用全概率公式 计算 再用贝叶斯公式计算 条件概率的定义: 乘法公式: 44 决策树中的条件概率计算如下:(1)用全概率公式得到 P(I1) P(N1) P(I1 | N1) P(N2) P(I1 | N2)0.31; P(I2) P(N1) P(I2 | N1) P(N2) P(I2 | N2)0.69。 (2) 用贝叶斯公式求得后验概率 P(N1 | I1)P(N1) P(I1 | N1) / P(I1)0.7742; P(N2 | I1)P(N2) P(I1 | N2) / P(

21、I1)0.2258; P(N1 | I2)P(N1) P(I2 | N1) / P(I2)0.0870; P(N2 | I2)P(N2) P(I2 | N2) / P(I2)0.9130。 45 从上面的讨论可知,当委托咨询公司进行市场 调查,即具有样本情报时,公司的期望收益可达到 10.53 万元,比不进行市场调查的公司期望收益 6.5 万元要高,其差额为 10.536.5 = 4.03 (万元)。 因此,当咨询公司进行市场调查的要价低于 4.03 万元时,公司可以考虑委托其进行市场调查,否则 就不宜委托其进行市场调查。现因咨询公司要价 3 万元,所以应该委托其进行市场调查。 46 只包括一

22、级决策的问题叫做单级决策问题;包括 两级或两级以上的决策问题叫做多级决策问题。 本例是一个多级(两级)决策问题,决策树中显示 的两级决策是: 1. 要搞市场调查。 2. 根据市场调查的结果组织生产: 当调查结论为市场需求量大时进行大批量生产; 当调查结论为市场需求量小时进行小批量生产。 这时的最大期望收益为 7.53 (万元)。 47 n样本情报的价值( EVSI )(用样本情报进行决策的期望收 益)(不用样本情报进行决策的期望收益) 本例中 EVSI10.536.54.03 (万元)。 n样本情报的效率(EVSI / EVPI) 100 本例中 (EVSI / EVPI) 100 4.03

23、/ 6 67.17 。 n显然,样本情报的效率越高这个样本情报就越好。当样本 情报的效率为100 时,这个样本情报就成了全情报。如果 某个样本情报的效率太低,那么这个样本情报就没有考虑的 价值,应去寻找高效的样本情报。 48 在“管理运筹学”软件包里有关于决策分析的程 序,我们可以用它来做不确定型的决策问题,也可 以用它来做风险型的决策问题,还可以用它来求出 全情报的价值 (EVPI) ,样本情报的价值 (EVSI) 以 及样本情报的效率。 49 3 效用理论在决策中的应用 效用是衡量一个决策方案的总体指标,它可 以反映决策者对决策问题中诸如利润、损失、风 险、心理承受能力等各种因素的总体看法

24、。 使用效用值进行决策,首先把要考虑的因素 折合成效用值,然后用决策准则选出效用值最大 的方案作为最优方案。 50 例3. 某公司是一个小型的进出口公司,目前它面 临着两笔进口生意可做,项目 A、B,这两笔生意 都需要现金支付。鉴于公司财务状况,公司至多做 其中一笔生意。根据以往经验,各自然状态商品需 求量大、中、小的发生概率以及在各自然状况下做 项目 A 或 B 以及不做任何项目的收益都如下表所 示。求这个问题的最优行动方案。 51 (单位:万元) 解:计算收益期望值得: E(S1) = 0.360 + 0.540 + 0.2(-100 ) = 18 万 E(S2) = 0.3100 + 0

25、.5(- 40)+ 0.2(-60) = -2 万 E(S3) = 0.30 + 0.50 + 0.20 = 0 万 52 由收益期望值准则知 S1 是最优方案,最高期望收益 为 18 万。 一种考虑: 由于公司财务情况不佳,无法承受 S1 方案中亏损 100 万的风险,也无法承受 S2 方案中亏损 50 万以上 的风险,结果公司选择 S3 方案,即不作任何项目。 这样的决策似乎有一定的道理,它的理论基础就 是效用理论。下面我们用效用理论对上述决策加以解 释。 53 把上表中的最大收益值 100 万元的效用定为 10,即U(100) = 10;最小收益值 100 万元的效用定为 0,即U(-1

26、00) = 0。然后,对收益 60 万元确定其效用值,其方法是:请公 司经理选择 p 值,使下面两个问题在经理看来是等价的 (1) 稳得收益60万; (2) 以 p 的概率得到 100万,以 1- p 的概率损失 100 万。 如果经理认为 p = 0.95 时上面两个问题等价,则我们 得到 60 万元的效用值为: U(60) = pU(100)+(1-p)U(-100) = 0.9510 + 0.050 = 9.5 54 用上述提问方式,类似地可得到,收益值 为 40、0、- 40、- 60 对应的等价概率分别为 0.90、0.75、0.55、0.40,以及各效用值: U(40) = 9.0

27、; U(0) = 7.5; U(-40) = 5.5; U(-60) = 4.0。然后,我们用效用值计算各方 案的期望值,如下表: 55 一般地说,如果收益期望值能合理地反映决策者 的看法和偏好,那么我们可以直接用收益期望值进行 决策。否则,我们应该进行效用分析。 收益期望值决策是效用期望值决策的一种特殊情况。 证明:如果用收益值与效用值作为直角坐标系的 x 轴 与 y 轴,并用 A、B 两点做一直线,其中:A 的坐 标为 xA = 最大收益值,yA = 10;B 的坐标为 xB= 56 最小收益值, yB = 0;如果将问题的所有收益值与其 对应的效用值组成的点都在此直线上,则用这样的效 用

28、值进行期望值决策和用收益值进行期望值决策的结 果是完全一样的。 这是因为一个有序的数组中的每一个数同乘一个 正数再同加一个数,则这组数中的各数之间的大小关 系是不会改变的。 57 4 层次分析法 层次分析法是由美国运筹学家 T. L. 沙旦于 20 世纪 70 年代提出的,是一种解决多目标的复杂问题的定 性与定量相结合的决策分析方法。层次分析法用决 策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的 相对重要程度,并合理的给出了每个决策方案的每 个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序。 58 一、问题的提出 下面我们用例子来说明如何用层次分析法来解 决多目标复杂问题。 一位顾客决定要购买一套新住

29、宅,经过初步调 查研究确定了三套候选的房子 A、B、C,问题是如 何在这三套房子里选择一套较为满意的房子呢?顾 客从房地产公司得到了有关这三套房子的资料,各 套房子都给出了下面有关的数据和资料: 59 1)住房的地理位置; 2)住房的交通情况; 3)住房附近的商业、卫生、教育情况; 4)住房小区的绿化、清洁、安静等自然环境; 5)住房的建筑结构; 6)住房的建筑材料; 7)房子布局; 8)房子设备; 9)房子面积; 10)房子每平方米建筑面积的单价。 60 实际上这 10 个方面也就给出了评判房子满意程 度的 10 个标准。为简化问题,我们把这 10 个标 准归纳成 4 个标准: 1)房子的地

30、理位置与交通; 2)房子的居住环境; 3)房子的结构、布局、与设施; 4)房子每平方米建筑面积的单价 我们用这四个标准来评判房子的满意度。 61 二、层次结构图 层次结构图分为三个层次:目标层、标准层、 决策方案层,如下图 满意的房子 地理位置及交通 居 住 环 境 结构、布局、设施 每 平 方 米 单 价 目标层 标准层 决策方案层 购买房子A买B买C 62 由图可知,一个满意房子要用四个标准来综合 衡量。这就需要我们求出每个标准的相对权重,也 就是把每个标准相对于总目标满意的房子的重要程 度予以量化。另外,我们还需要分别用这四个标准 中的单一标准对三个方案进行评估,求得每一个标 准下每个方

31、案的相对的权重。 三、标度及两两比较矩阵 为使各个标准或在某一标准下各方案两两比较 以求得其相对权重,我们引入了相对重要性的标度 ,如图所示: 63 表中的两个因素 i 和 j 分别表示两个进行比较的标准 或在某一标准下比较的两个方案。由标度 aij 为元素 构成的矩阵称之为两两比较矩阵。 标标度 aij定 义义 1 i 因素与 j 因素相同重要 3 i 因素比 j 因素重要 5 i 因素比 j 因素较较重要 7 i 因素比 j 因素非常重要 9 i 因素比 j 因素绝对绝对 重要 2, 4, 6, 8为为以上两判断之间间的中间间状态对应态对应 的标标度值值 倒 数若 j 因素与 i 因素比较

32、较,得到的判断值为值为 aji=1/aij 64 下面我们用单一标准 “房子的地理位置及交通 情况” 来评估三个方案,从两两比较的方法得出两两 比较矩阵,如表所示: 地理位置及交通情况 房子 A房子 B房子 C 房子 A128 房子 B1/216 房子 C1/81/61 65 四、求各因素权重的过程 下面我们用两两比较矩阵来求出房子 A,房子 B,房子 C 在地理位置及交通方面的得分(权重)。 第一步,先求出两两比较矩阵每一列的总和。 地理位置及交通情况 房子 A房子 B房子 C 房子 A128 房子 B1/216 房子 C1/81/61 列总总和13/819/615 66 第二步,把两两比较

33、矩阵的每一元素除以其相应列的总 和,所得商所组成的新的矩阵称之为标准两两比较矩阵 。 第三步,计算标准两两比较矩阵的每一行的平均值,这 些平均值就是各方案在地理位置及交通方面的权重。 地理位置及交通情况 房子 A房子 B房子 C 房子 A8/1312/198/15 房子 B4/136/196/15 房子 C1/131/191/15 67 这种求各因素的权重的方法叫做规范列平均法, 是一种求权重的近似计算法(还有其他方法)。 我们称行平均值 0.593,0.341,0.066 T 为 房子选择问题中地理位置及交通方面的特征向量。 地理位置及交通情况 房子 A房子 B房子 C行平均值值 房子 A0

34、.6150.6310.5330.593 房子 B0.3080.3160.4000.341 房子 C0.0770.0530.0670.066 68 同样我们也可以求得房子在其他三个方面两两 比较矩阵(见 P369),以及这三方面的特征向量。 另外,我们还必须取得每个标准在总目标满意 的房子里相对重要的程度,即要取得每个标准相对的 权重,即标准的特征向量(见 P370) 。 标标 准 地理位置交通居住环环境结结构布局设设 施 每平米单单价 地理位置交通1232 居住环环境1/2141/2 结结构布局设设 施 1/31/411/4 每平米单单价1/2241 69 通过两两比较矩阵,我们同样可求出标准

35、的特 征向量如下所示: 即地理位置及交通相对权重为 0.398,居住环境相对 权重为 0.218,结构布局设施相对权重为 0.085,每 平米单价相对权重为 0.299。 70 五、两两比较矩阵一致性检验 两两比较矩阵的元素是通过两个因素两两比较 得到的,而在很多这样的比较中,往往可能得到一 些不一致的结论。例如当因素 i,j,k 的重要性很 接近时,我们在两两比较时,可能得出 i 比 j 重要, j 比 k 重要,而 k 又比 i 重要等矛盾的结论,这在 因素的数目多的时候更容易发生。要完全达到判断 一致性是非常困难的,我们允许在一致性上有一定 的偏离,在这里我们将引入检验一致性的指标和介

36、绍检验一致性的方法。 71 以下我们仍以购买房子为例,检验由地理位置 及交通这一标准来评估三所房子的两两比较矩阵。 检验一致性的步骤: 第一步:由被检验的两两比较矩阵乘以其特征 向量矩阵,所得的向量称之为赋权和向量。 72 第二步:每个赋权和向量的分量分别除以对应的 特征向量的分量,即第 i 个赋权和向量的分量除以第 i 个特征向量的分量。 1.803/0.593 =3.040;1.304/0.341 =3.032; 0.197/0.066 =2.985。 第三步:计算出第二步结果中的平均值,记为max。 73 第四步:计算一致性指标 CI 其中 n 为比较因素的数目,本例为 3,故 CI=0

37、.010。 第五步:计算出一致性率 CR。 CR=CI/RI 这里 RI 是自由度指标,上面我们已经指出当比较的因 素越多也就是两两比较矩阵维越大时,判断的一 74 致性就越差,故应放宽对高维两两比较矩阵一致性 的要求,于是就引进修正值 RI。 所以本例中 CR = 0.01/0.58 = 0.017。 一般规定当 CR0.1 时,认为两两比较矩阵的 一致性可以接受,否则就认为一致性太差,必须重 新进行两两比较判断。本例中, 0.017 0.1,所以 满足要求。同理,可以对其他几个矩阵进行检验。 维维数 n123456789 RI000.580.961.121.241.321.411.45 7

38、5 六、利用权数或特征向量求出各方案的优劣次序 在上面我们已求出了四个标准的特征向量,以 及四个在单一标准下的三个购房方案的特征向量。 我们可以利用这些权数或向量来计算出每个方案的 总的得分(权数)。下面用加权求和法计算总的得分。 房子 A 方案在总目标中的总得分为: 0.398 0.593 + 0.218 0.123 + 0.085 0.087 + 0.299 0.265 = 0.349; 76 房子 B 方案在总目标中的总得分为: 0.398 0.341 + 0.218 0.320 + 0.085 0.274 + 0.299 0.655 = 0.425; 房子 C 方案在总目标中的总得分为 0.398 0.066 + 0.218 0.557 + 0.085 0.639 + 0.299 0.080 = 0.226。 通过比较可知房子 B 的得分最高,房子 A 的得 分次之,而房子 C 的得分最少。故应该购买房子 B。 77

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