层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)是一种结构化的决策方法,通过构建多层次结构模型和成对比较矩阵来确定各元素的相对重要性。然而,由于主观判断的引入,成对比较矩阵可能不一致,因此需要进行一致性检验。
一致性检验的目的
一致性检验的目的是判断主观构建的成对比较矩阵在整体上是否有较好的一致性。如果比较矩阵中的比较结果在逻辑上是一致的,那么从这些比较中得出的权重应该是可靠的。
一致性检验的步骤
计算判断矩阵的最大特征值及其特征向量
设判断矩阵为 \(A\),通过特征值分解或矩阵求逆等方法计算其最大特征值 \(λ_{\max}\) 及其对应的特征向量 \(W\)。
计算一致性指标 (CI)
一致性指标 \(CI\) 用于量化判断矩阵的不一致性程度,计算公式为:
\[
CI = \frac{\lambda_{\max} - n}{n - 1}
\]
其中,\(n\) 是判断矩阵的阶数。
计算一致性比率 (CR)
一致性比率 \(CR\) 用于综合评价判断矩阵的一致性,计算公式为:
\[
CR = \frac{CI}{RI}
\]
其中,\(RI\) 是随机一致性指标,其值可以通过萨蒂教授提供的随机一致性指标表查得。
判断一致性
如果 \(CR < 0.1\),则认为判断矩阵的一致性程度在容许范围内,可以使用其特征向量进行权重计算。
如果 \(CR \geq 0.1\),则说明判断矩阵存在显著的不一致性,需要考虑对判断矩阵进行修正。
示例
假设有一个3阶判断矩阵 \(A\),其一致性检验步骤如下:
1. 计算 \(A\) 的最大特征值 \(λ_{\max}\) 及其特征向量 \(W\)。
2. 计算 \(CI = \frac{λ_{\max} - 3}{3 - 1} = \frac{λ_{\max} - 3}{2}\)。
3. 查找随机一致性指标 \(RI\) 表,假设 \(RI = 0.58\)。
4. 计算 \(CR = \frac{CI}{RI} = \frac{\frac{λ_{\max} - 3}{2}}{0.58}\)。
5. 如果 \(CR < 0.1\),则接受判断矩阵的一致性;否则,需要重新构造判断矩阵或进行修正。
通过以上步骤,可以有效地检验层次分析法中判断矩阵的一致性,确保决策结果的可靠性。