层次分析法和网络层次分析法的比较?

admin 63 2024-02-22 00:21:07

  先有层次分析法,再有网络层次分析法

  你说的是AHP跟ANP吧,AHP是ANP的一个子集。

  层次分析法的英语术语为 Analytic Hierarchy Process,可以简称 AHP,是一种运用广泛的定性和定量结合在一起的分析决策研究方法。该方法是Saaty 于 20世纪 70 年代初,在为美国国防部研究一个课题时,提出的一种研究方法。该方法把要素组织成一个树形的层次结构,通过构建不同的层次的成对比较决策矩阵,计算得到各个要素的权值。AHP 的原理是把研究的对象的要素层次化,它首先 确定研究对象的总目标,根据总目标把研究对象分解为不同由若干要素组成的子系统,这些子系统是按照层次的组织方式形成一个层次结构,最终通过子系统里要素之间的成对比较矩阵得出所有要素的权重。

  网络分析法的英文术语为 Analytic Network Process,简称 ANP,是美国 Saaty教授在 1996 年提出的一种决策方法,该方法的提出是基于层次分析法,是一种适应非独立递阶层次结构的方法。ANP相对于AHP而言,用网络结构代替了层次结构,同时会将要素间的相关性考虑进去,用非线性结构代替线性层次结构,还加入了反馈机制,并考虑到低层要素对于高层要素的支配作用。此后ANP作为一种多准则决策方法,逐渐成为学术界研究的焦点问题,并被广泛用于各领域,解决了诸多复杂决策问题。

  ANP 和 AHP 有相似之处,因为两者的理论基础都是基于成对比较决策矩阵而来。两者应用的领域与解决的问题大多是无法精确计算,需要加入一定的主观判断的复杂的问题中。两种方法在实际操作中也是相近的。ANP 是 AHP 的延伸,而 AHP 是 ANP 的特例,ANP 与 AHP 是包含关系,AHP 其本质就是 ANP 里的最简单的一种情况。但 AHP 中没有考虑同级要素之间的相互影响、相互依赖、 相互支配的关系,而 ANP 是在充分考虑 AHP 的准则的基础上,进一步考虑准则层里各要素间的相互关系

  为了解决ANP中复杂与繁琐的建模与计算问题,Saaty所在的美国国家科学基金会,基于 ANP 的计算原理开发了 Super Decisions(简称 SD)软件,随着该软件的不断完善,使得对复杂系统的评价决策更加方便快捷。SD 软件的出现,同 ISM系列相关计算软件的出现一样,大大的降低了研究中计算的工作量,使得研究者能够把主要精力放在建模本身,而不是在计算的细节上。荐--基于FISM-ANP-灰色聚类的软件项目开发风险评价研究

  推荐上面一篇联用的,其中ANP计算部分就用到了SD软件。

  其使用过程还是非常简单。流程如下:

  SD软件也可以进行AHP的运算。

  决策矩阵是决策活动中用来分析和求解决策问题的依据,是各决策要素间定性或定量等相互关系的集中表现矩阵。在风险型决策中,决策矩阵又称为“损益表”、“风险型矩阵”或“决策表”,其基本构成元素主要包括决策变量、状态变量、概率和损益值。在多属性或多目标决策中,针对不同的决策问题,决策矩阵通常称为“决策矩阵”、“属性矩阵”、“属性表”和“判断矩阵”。对于判断矩阵,根据其元素的特性,可 进一步细分为“正互反型判断矩阵”、“互补型判断矩阵”、“模糊判断矩阵”和“语义判断矩阵”等。

  AHP/ANP用的是正互反判断矩阵。

  hurstone提出的两两成对比较判断矩阵(通常称为正互反判断矩阵)被广泛用来处理多准则决策(多目标决策和多属性决策)中的主客观判断信息。两两比较决策矩阵是层次分析法 AHP 和网络分析法 ANP 的核心。也是AHP与ANP的基础假设。脱离了正互反判断矩阵,就无从谈起AHP后面的一致性校验。

  两两成对比较判断矩阵(正互反判断矩阵)定义描述如下:  

  决策矩阵 A的元素具有非负性,即 矩阵内任意值不为负数。 a_{ij} >0

  互反性指的是  a_{ij}=\frac {1}{a_{ji}}

  上面是一个前提假设。

  设:系统分为三大类,每类分别有三个要素。

  AHP的结构如下:

  ANP 的矩阵形式如下:

  注:ANP中的原始矩阵,后来取消了决策单元内必须两两比较的部分,即如上找那个A1与A2可以存在不能比较的部分。

  从流程图来看,其中的综合影响矩阵TT等同于ANP中的未加权超矩阵。

  D-ANP方法与ANP方法最大的不同在于,充分的考虑到了影响的传递性。

  目前很多发表的关于D-ANP方法的论文,相当一部分是错的,它们是基于直接影响矩阵OO来进行计算的。

  加权超矩阵的计算及特殊情况处理

  D-ANP方法中极限超矩阵是通过综合影响矩阵TT每一列单独归一化(求百分比)得到。

  当TT的任意一列值全部为0的时候,对应加权矩阵的列全部为0

  加权矩阵等同于AHP方法中单个决策矩阵求权重的第一步,即列归一化。具体见上面AHP中的算例。

  通过极限超矩阵求权重的方法,也可以运用到AHP当中。

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