輕松帶你學(xué)習(xí)ANP法SD軟件

1、用SuperDecision進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）的應(yīng)用實(shí)例一、網(wǎng)絡(luò)層次分析法簡(jiǎn)介（一）ANP理論與方法20年代90年代，薩蒂教授（Saaty ）在AHP的基礎(chǔ)上于提出來(lái)的一種適應(yīng)非 獨(dú)立遞階層次結(jié)構(gòu)的決策方法網(wǎng)絡(luò)層次分析法（Analytic Network Process，ANP）9。網(wǎng)絡(luò)層次分析法將系統(tǒng)內(nèi)各元素的關(guān)系用類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示，而不再 是簡(jiǎn)單的遞階層次結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)層中的元素可能相互影響、相互支配，這樣ANP能更準(zhǔn)確地描述客觀事物之間的聯(lián)系，是一種更加有效的決策方法。網(wǎng)絡(luò)層次分析法在進(jìn)行決策分析時(shí)，需要決策者對(duì)每個(gè)因素（影響因子）進(jìn) 行兩兩相對(duì)重要程度的判定。在實(shí)際生活中，決策者

2、常常不是對(duì)所有的決策因素 （影響因子）進(jìn)行相對(duì)重要程度判斷，而是根據(jù)自己的情況（知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、喜好） 對(duì)某幾個(gè)因素（影響因子）進(jìn)行相對(duì)重要程度判斷，此時(shí)，兩兩判斷矩陣就會(huì)出 現(xiàn)一些空缺，我們稱這種情況為信息不完備1。為此，運(yùn)用ANP進(jìn)行分析，通過(guò)將問(wèn)題化為一種二次規(guī)劃問(wèn)題來(lái)計(jì)算出權(quán)重，最后運(yùn)用ANP的極限超矩陣得到總排序。ANP經(jīng)常被用來(lái)解決具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)與決策的實(shí)際問(wèn)題1。（二）ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ANP考慮到遞階層次結(jié)構(gòu)內(nèi)部循環(huán)及其存在的依賴性和反饋性，將系統(tǒng)元素 劃分為兩大部分，第一部分稱為控制因素層，包括問(wèn)題目標(biāo)和決策準(zhǔn)則，所有的 決策準(zhǔn)則均被認(rèn)為是彼此獨(dú)立的，且受目標(biāo)元素支配?？刂圃?/p>

3、素中可以沒(méi)有決策 準(zhǔn)則，但至少有一個(gè)目標(biāo)，控制層中的每個(gè)準(zhǔn)則的權(quán)重均可由傳統(tǒng)的AHP獲得。第二部分為網(wǎng)絡(luò)層，它是由所有受控制層支配的元素組成的，其內(nèi)部是互相影響 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，圖1就是一個(gè)典型的ANP結(jié)構(gòu)。圖1 典型的ANP結(jié)構(gòu)圖A 一 圖1 典型的ANP結(jié)構(gòu)圖A 一 B控制層表示A影響B(tài)或B受制于A表示C元素集內(nèi)元素是相互依存的二、ANP算法步驟（一）分析問(wèn)題。將決策問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析、組合形成元素和元素集。主要分析判斷元素層 次是否內(nèi)部獨(dú)立，是否存在依存和反饋。可用會(huì)議討論、專家填表等形式和方法 進(jìn)行。（二）構(gòu)造ANP的典型結(jié)構(gòu)。首先是構(gòu)造控制層次（Control Hierarchy）,先界

4、定決策目標(biāo)。再界定決策準(zhǔn) 則，這是問(wèn)題的基本。各個(gè)準(zhǔn)則相對(duì)決策目標(biāo)的權(quán)重用AHP法得到。（三）構(gòu)造ANP超矩陣計(jì)算權(quán)重。ANP賦權(quán)的核心工作：解超矩陣，這是一種非常復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，手工運(yùn)算難 度很大，應(yīng)用Super Decision軟件可以解決這個(gè)問(wèn)題。具體實(shí)施步驟如下：1、基于網(wǎng)絡(luò)模型中各要素間的相互作用，進(jìn)行兩兩比較；2、確定未加權(quán)超矩陣（基于兩兩判斷矩陣，使用特征向量法獲得歸一化特 征向量值，填入超矩陣列向量）；3、確定超矩陣中各元素組的權(quán)重（保證各列歸一）；4、計(jì)算加權(quán)超矩陣；5、計(jì)算極限超矩陣；（使用幕法，即求超矩陣的n次方，直到矩陣各列向量保持不變）。三、ANP計(jì)算工具SuperD

5、ecision由于ANP法的原理和過(guò)程比較復(fù)雜，考慮的元素較多時(shí)用手工計(jì)算幾乎不可 能完成，考慮的元素少則不符合實(shí)際情況，影響結(jié)果精確性。，其人工運(yùn)算極其 繁瑣，且難度很大，如果不借助計(jì)算軟件，很難將ANP應(yīng)用于解決實(shí)際決策問(wèn)題。 RozannW.Satty 和 William Adams 在美國(guó)推出了超級(jí)決策（Super Decision）軟件， 為ANP模型真正應(yīng)用提供條件。四、實(shí)例分析現(xiàn)應(yīng)用基于依存和反饋的網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）對(duì)應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行 評(píng)估。具體操作步驟如下：（一）分析問(wèn)題在此處需要對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行分析，理清思路，構(gòu)建起評(píng)價(jià)體系。第一，針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，并依此形成指

6、標(biāo)體系。在設(shè)計(jì)某一座應(yīng)急橋梁時(shí)，施工周期、橋梁長(zhǎng)度、通行的荷載、車(chē)行道寬度、 車(chē)道中間的中央分隔帶、橋下通航凈空是一定的。要比較的因素主要有：1、安全性S橋梁的安全性包括橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（S1）、剛度（S2）、穩(wěn)定性（S3）。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性存在相互依賴性。便橋高強(qiáng)度一定高剛度但未必高 穩(wěn)定性；高穩(wěn)定性一定有高強(qiáng)度和高剛度；高剛度一定保證便橋的高強(qiáng)度和高穩(wěn) 定性。2、經(jīng)濟(jì)性E橋梁的經(jīng)濟(jì)性包括所采用的橋梁材料費(fèi)用（E1）、制造費(fèi)用（E2）、安裝費(fèi)用（E3） 和使用維護(hù)費(fèi)用（E4）。經(jīng)濟(jì)性與安全性是一對(duì)矛盾。經(jīng)濟(jì)性越高，安全性就會(huì)降低；安全性越高， 經(jīng)濟(jì)性就越低。橋梁材料費(fèi)用和使用維護(hù)費(fèi)用具有一

7、定的依賴性。若采用性能很 好的橋梁材料（同時(shí)材料費(fèi)用也高），則能降低橋梁使用維護(hù)費(fèi)用。3、耐久性D橋梁的耐久性就是橋梁的使用壽命（D1）。一定要保證應(yīng)急橋梁具有與施工周 期相對(duì)應(yīng)的耐久性。耐久性與經(jīng)濟(jì)性、安全性存在相互依賴關(guān)系。若橋梁耐久性大大超過(guò)施工周 期，則橋梁的安全性是有保證的，而經(jīng)濟(jì)性就較差了；反之，若橋梁耐久性達(dá)不 到施工周期的時(shí)間，則橋梁的經(jīng)濟(jì)性是好了，而安全性得不到保證了。4、可制造性M所設(shè)計(jì)的應(yīng)急橋梁一定要具有良好的可制造性，因?yàn)閼?yīng)急橋梁制造周期很 短，如果制造周期長(zhǎng)了，則勢(shì)必影響主橋的施工進(jìn)度。可制造性包括良好的制造 工藝（M1）、方便的現(xiàn)場(chǎng)安裝（M2）。良好的制造工藝、方便

8、的現(xiàn)場(chǎng)安裝可降低工廠制造費(fèi)用和現(xiàn)場(chǎng)安裝費(fèi)用。為 了保證橋梁整體質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)連接應(yīng)采用銷(xiāo)接或螺栓連接，應(yīng)盡量避免焊接，若要 焊接，也應(yīng)減少現(xiàn)場(chǎng)焊接的數(shù)量，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量往往受外界因素的影響較大。安全性和經(jīng)濟(jì)性是一對(duì)矛盾。若要保證較高的安全性，如施工周期是3年，要保證6年的安全性，則材料費(fèi)用就會(huì)高，制造性要求也高，但經(jīng)濟(jì)性差；若要 保證較高的經(jīng)濟(jì)性，如施工周期是3年，僅保證3年的安全性，則材料費(fèi)用就會(huì) 低，制造性要求不高，但安全性差。耐久性與安全性是依存的，與經(jīng)濟(jì)性是矛盾的。耐久性好，則安全性好，但 經(jīng)濟(jì)性差；安全性好，則耐久性好。表1評(píng)估應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案指標(biāo)體系1安全性S強(qiáng)度S1剛度S2穩(wěn)定性S

9、32經(jīng)濟(jì)性E材料費(fèi)用E1制造費(fèi)用E2安裝費(fèi)用E3使用維護(hù)費(fèi)用E43耐久性D使用壽命D14可制造性M制造工藝M1方便的現(xiàn)場(chǎng)安裝M2注意：1.評(píng)價(jià)體系確認(rèn)原則1）體現(xiàn)公正性和客觀性。對(duì)教練員訓(xùn)練工作的評(píng)價(jià)會(huì)涉及到許多定性和定量的指標(biāo).這就需要在選取 評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)全面考證，盡量避免主觀人為因素的干擾和介入。2）指標(biāo)的選取要體現(xiàn)全面性和代表性，具有真實(shí)性。在選取指標(biāo)時(shí)，應(yīng)選取具有代表性的指標(biāo)，要考 慮運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)，處理好共性和個(gè)性的關(guān)系，確保定性分析與定量分析相結(jié)合。3）綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)要具有可行性和可操作性，也就是評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立應(yīng)具有操作簡(jiǎn)便、分析及時(shí)、易于 管理的特點(diǎn)。第二，構(gòu)建依存和反饋關(guān)系。在指標(biāo)體

10、系構(gòu)建過(guò)程中，只識(shí)別了評(píng)價(jià)指標(biāo)，而要建立ANP模型還必須對(duì) 評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的互相影響關(guān)系（反饋或依賴）進(jìn)行研究，即：指標(biāo)的關(guān)聯(lián)情況。 指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況是通過(guò)一個(gè)二維表形式的專家問(wèn)卷調(diào)查而得知的，通?？梢酝ㄟ^(guò)以 專家調(diào)查或是小組討論方式最終可得到評(píng)價(jià)指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)情況。如下圖所示：表2應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況調(diào)查表被影響因素影響因素f -一Alternatives (A)Durability(D)Economy(E)Manufacturability(M)Safety(S)B1B2B3D1E1E2E3E4M1M2S1S2S3Alternatives (A)B1寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸B2寸寸寸寸寸寸

11、寸寸寸寸B3寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸Durability(D)D1寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸Economy(E)E1寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸E2寸寸寸寸寸寸寸寸E3寸寸寸寸寸寸E4寸寸寸寸Manufacturability(M)M1寸寸寸寸寸寸M2寸寸寸寸Safety(S)S1寸寸寸寸寸寸S2寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸寸S3寸寸寸寸寸寸寸調(diào)查說(shuō)明：頂部元素為被影響的風(fēng)險(xiǎn)因素，左列為可能引起頂部風(fēng)險(xiǎn)因素的因 素。請(qǐng)?jiān)谧罅幸蛩赜绊戫敳恳蛩氐南鄳?yīng)空格中打“”。圖2應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估ANP結(jié)構(gòu)圖第三，形成兩兩比較矩陣。兩兩比較矩陣，即：判斷矩陣，主要用于元素間的優(yōu)勢(shì)度。判斷矩陣表示對(duì) 于上一層因素，本層與之有關(guān)因素之間

12、相對(duì)重要性的比較，凡是相互之間存在依存和反饋關(guān)系的，都應(yīng)進(jìn)行兩兩比較。判斷矩陣是層次分析法的基本信息，也是 進(jìn)行相對(duì)重要度計(jì)算的依據(jù)。注意：構(gòu)造判斷矩陣的方法：每一個(gè)具有向下隸屬關(guān)系的元素（被稱作準(zhǔn)則）作為判斷矩陣的第一個(gè)元素（位于左上角），隸屬于 它的各個(gè)元素依次排列在其后的第一行和第一列。獲取評(píng)估二級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)情況。依據(jù)應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況表（表2）對(duì)二級(jí)影響因素所影響的三級(jí)被影響因素進(jìn)行計(jì)數(shù)，即：將作為影響因素的所有二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的三級(jí)影 響因素中劃了”的三級(jí)被影響因素進(jìn)行計(jì)數(shù)，最終得到一個(gè)二維表，如表3所示。表3應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)卜方案評(píng)估二級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況-一一被影響因素 影響因素

13、Alternatives (A)Durability(D)Economy (E)Manufacturability(M)Safety(S)Alternatives(A)31269Durability(D)343Economy(E)1211023Manufacturability(M)63Safety(S)93615根據(jù)二級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況（表 3）的計(jì)數(shù)情況，構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)兩兩比較矩陣， 即：只要相應(yīng)計(jì)數(shù)大于0,就必須建立兩兩比較矩陣，按照“構(gòu)造判斷矩陣的方 法”，構(gòu)建本例的二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣，如表 4所示。應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估二級(jí)指標(biāo)兩兩比較矩陣DAESADAESAES根據(jù)應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估二級(jí)指

14、標(biāo)兩兩比較矩陣（表4），設(shè)計(jì)用于獲取 二級(jí)指標(biāo)重要度的調(diào)查表，以A為例，如表5所示。表5應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估A指標(biāo)重要度調(diào)查表影響因 子同等中間值稍大中間值明顯中間值強(qiáng)烈中間值極端123456789ADEMSEMSMS調(diào)查說(shuō)明：頂部為權(quán)重賦值，左列為相比較指標(biāo)。請(qǐng)?jiān)谧罅邢啾容^指標(biāo)的相應(yīng)空格 中打“+”或者“-”，其中：“ +”表示正關(guān)系，“-”表示負(fù)關(guān)系。2.獲取評(píng)估三級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)情況。依據(jù)表2 （應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估二級(jí)指標(biāo)重要度調(diào)查表）對(duì)三級(jí)被影響因素進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算，即：將作為影響因素的三級(jí)指標(biāo)中劃了“”的三級(jí)被影響因 素進(jìn)行計(jì)數(shù)，最終得到一個(gè)二維表，如表 6所示。表6應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估三

15、級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況被影響因素影響因素Alternatives (A)Durability(D)Economy(E)Manufacturability(M)Safety(S)Alternatives(A)B11423B21423B31423Durability(D)D1343Economy(E)E1343E23131E3321E431Manufacturability(M)M132M231Safety(S)S13111S231412S33112根據(jù)三級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況（表 6）的計(jì)數(shù)情況，構(gòu)建三級(jí)指標(biāo)兩兩比較矩陣， 即：只要相應(yīng)計(jì)數(shù)大于1，就必須建立兩兩比較矩陣，按照“構(gòu)造判斷矩陣的方 法”，構(gòu)建本例的

16、二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣，如表 7所示。表7應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估三級(jí)指標(biāo)兩兩比較矩陣BridgelElE2E3E4ElE2E3E4BridgelMlM2MlM2BridgelSlS2S3S1S2S3Bridge2ElE2E3E4ElE2E3E4Bridge2MlM2MlM2Bridge2SlS2S3SlS2S3Bridge3ElE2E3E4ElE2E3E4Bridge3MlM2MlM2DlElE2E3E4ElE2E3E4DlSlS2S3SlS2S3ElElE2E3E4ElE2E3E4ElSlS2S3SlS2S3E2ElE2E3E4ElE2E3E4E3ElE2E3E4ElE2E3E4MlElE2E3E4

17、ElE2E3E4S2ElE2E3E4ElE2DlBridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3ElBridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3E2BridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3E3BridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3E4BridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3MlBridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3M2BridgelBridg

18、e2Bridge3BridgelBridge2Bridge3SlBridgelBridge2Bridge3BridgelBridge2Bridge3S1S2S3S1S2S3E3E4S2S1S2S3S1S2S3S3S1S2S3S1S2S3Bridge3S2Bridge1Bridge2Bridge3Bridge1Bridge2Bridge3S3Bridge1Bridge2Bridge3Bridge1Bridge2Bridge3根據(jù)應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估三級(jí)指標(biāo)兩兩比較矩陣（表7）,設(shè)計(jì)用于獲取三級(jí)指標(biāo)重要度的調(diào)查表，方法類(lèi)似二級(jí)指標(biāo)重要度調(diào)查表，以Bridge1為例，如表8所示。表8應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方導(dǎo)

19、苔評(píng)估Bridgel指標(biāo)重要度調(diào)查表影響因同等中間值稍大中間值明顯中間值強(qiáng)烈中間值極端子123456789E2E1 E3E4Bridge1E3E2E4E3 E4Bridge1 M1 M2S2S1Bridge1S2 S3 頂部為權(quán)重賦值，左列為相比較指標(biāo)。請(qǐng)?jiān)谧罅邢啾容^指標(biāo)的相應(yīng)空倜查說(shuō)明：格中打“+”或者“-”，其中：“ +”表示正關(guān)系，“-”表示負(fù)關(guān)系。第四，數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是貫穿于整個(gè)研究過(guò)程的核心，諸如指標(biāo)的篩選、指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算 要處理的原始數(shù)據(jù)大部分來(lái)自于問(wèn)卷調(diào)查。問(wèn)卷處理主要采用Excel完成，而指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算則采用Super Decision完成。此處我們主要利用 Excel進(jìn)行調(diào)

20、查 問(wèn)卷的處理。調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì)ANP法主要涉及到的調(diào)查問(wèn)卷有兩部分，包括：第一，指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)情況， 也就是指標(biāo)間的反饋和依賴關(guān)系；第二，存在反饋或依賴關(guān)系指標(biāo)間的重要程度。 調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì)在上一步已經(jīng)進(jìn)行，具體過(guò)程可以參看。調(diào)查問(wèn)卷的填寫(xiě)指標(biāo)間關(guān)聯(lián)情況的調(diào)查問(wèn)卷在前面已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，填寫(xiě)方法也已注明。在此 要重點(diǎn)講述的是存在反饋或依賴關(guān)系指標(biāo)間的重要程度的調(diào)查問(wèn)卷，即：判斷矩 陣權(quán)重的填寫(xiě)。判斷矩陣的填寫(xiě)方法大多采取的是：向填寫(xiě)人（專家）反復(fù)詢問(wèn)， 針對(duì)判斷矩陣的準(zhǔn)則，其中兩個(gè)元素兩兩比較哪個(gè)重要，重要多少，對(duì)重要性程 度按1-9賦值。若在實(shí)際操作中構(gòu)造的判斷矩陣不具有一致性，擇需要進(jìn)行一致 性

21、檢驗(yàn)。表91-9標(biāo)度法序號(hào)重要性等級(jí)C賦值1i，j兩元素同等重要H12i元素比j元素稍重要33i元素比j元素明顯重要54i元素比j元素強(qiáng)烈重要75i元素比j元素極端重要96i元素比j元素稍不重要1/37i元素比j元素明顯不重要1/58i元素比j元素強(qiáng)烈不重要1/79i元素比j元素極端不重要1/9注：C =2, 4, 6, 8, 1/2, 1/4, 1/6, 1/8表示重要性等級(jí)介于 C =1, 3, 5, 7, 9, 1/3,1/5,1/7,1/9。這些數(shù)字是根據(jù)人們進(jìn)行定性分析的直覺(jué)和判斷力而確定 的。調(diào)查問(wèn)卷的處理調(diào)查問(wèn)卷的處理，要盡量安排適當(dāng)?shù)娜藛T進(jìn)行，而且要盡量借助Excel等工具來(lái)進(jìn)

22、行，在上面講述的德?tīng)柗品ㄊ俏覀冞M(jìn)行問(wèn)卷處理的主要步驟和方法，直接 參考。最終得到所有兩兩比較矩陣的權(quán)重，如表10所示。表101-9標(biāo)度法EADEMS權(quán)重SADEMS權(quán)重ADEMS權(quán)重A143920.41A136930.484D11/351/40.141D1/411/351/40.091D1/311/351/20.107E3151/30.2619E1/33151/30.157E1/63151/30.141M1/51/511/90.0447M1/91/51/511/90.031M1/91/51/511/90.029S43910.5521S1/243910.311S1/323910.239CR=0.

23、0658CR= 0.0525CR 0.098=3Bridge 1E1E2E3E4權(quán)重D1E1E2E3E4權(quán)重D1Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重E113960.608E111.367.5330.527Bridge 1123.10.548E21340.231E215.5240.386Bridge 211.60.277E3130.101E314.50.071Bridge 310.175E410.060E410.016CRCR=MAE權(quán)重A1MAE權(quán)重A150.833E1/510.167CR 0DAES權(quán)重A1320.52E1/311/30.14S1/2310.33CR= 0.0

24、52Bridge 1M1M2權(quán)重D1S1S2S3權(quán)重E1Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重M1180.889S11530.637Bridge 111/31/40.126M210.111S211/30.105Bridge 211.50.475S310.258Bridge 310.399CR=CR=CRCR=Bridge 1S1S2S3權(quán)重E1E1E2E3E4權(quán)重E2Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重S11320.548E112580.494Bridge 111/51/30.109S210.80.194E21860.376Bridge 2120.582S310.

25、258E3120.079Bridge 310.309E410.052CR=CRCR=Bridge 2E1E2E3E4權(quán)重E1S1S2S3權(quán)重E3Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重E112.945.556.730.599S113.354.50.658Bridge 110.51.50.273E211.892.290.204S211.350.197Bridge 2130.545E311.210.108S310.146Bridge 310.182E410.089CR=CRCR=Bridge 2M1M2權(quán)重E2E1E2E3E4權(quán)重E4Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重

26、M1160.857E117.32.20.629Bridge 11530.659M210.143E210.000Bridge 211.50.179E310.10.086Bridge 310.162E410.285CR=CRCR=Bridge 2S1S2S3權(quán)重E3E1E2E3E4權(quán)重M1Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重S111.51.20.393E1150.167Bridge 111.255/30.417S210.50.224E210.833Bridge 214/30.333S310.383E30.000Bridge 310.250E40.000CR=CRCR=Bridge

27、3E1E2E3E4權(quán)重M1E1E2E3E4權(quán)重M2Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重S3S1S2S3權(quán)重S3Bridge 1Bridge 2Bridge 3權(quán)重S1120.667Bridge 110.830.421S20.510.333Bridge 211.50.388S30.000Bridge 310.191CRCR=CR注意：此處兩兩比較矩陣的構(gòu)建是為下一步指標(biāo)權(quán)重調(diào)查問(wèn)卷的的編制做好基礎(chǔ)，根據(jù)指標(biāo)權(quán)重調(diào)查問(wèn)卷， 建立判斷矩陣，從而確定各元素問(wèn)的優(yōu)勢(shì)度，即可計(jì)算超矩陣。指標(biāo)權(quán)重確定的方法很多，如：德?tīng)柗品?。德?tīng)柗品ǖ聽(tīng)柗品ㄓ址Q為專家法，其特點(diǎn)在于集中專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，確定

28、各指標(biāo)的權(quán)重，并在不斷的反饋和 修改中得到比較滿意的結(jié)果?；静襟E如下：（1）選擇專家。這是很重要的一步，選得好不好將直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般情況下，選本專 業(yè)領(lǐng)域中既有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)又有較深理論修養(yǎng)的專家1030人左右，并需征得專家本人的同意。（2）將待定權(quán)重的個(gè)指標(biāo)和有關(guān)資料以及統(tǒng)一的確定權(quán)重的規(guī)則發(fā)給選定的各位專家，請(qǐng)他們獨(dú)立 的給出各指標(biāo)的權(quán)數(shù)值。（3）回收結(jié)果并計(jì)算各指標(biāo)權(quán)數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。（4）將計(jì)算的結(jié)果及補(bǔ)充資料返還給各位專家，要求所有的專家在新的基礎(chǔ)上確定權(quán)數(shù)。（5）重復(fù)第（3）和第（4）步，直至各指標(biāo)權(quán)數(shù)與其均值的離差不超過(guò)預(yù)先給定的標(biāo)準(zhǔn)為止，也就 是各專家的意見(jiàn)基本趨于

29、一致，以此時(shí)各指標(biāo)權(quán)數(shù)的均值作為該指標(biāo)的權(quán)重。此外，為了使判斷更加準(zhǔn)確，令評(píng)價(jià)者了解已確定的權(quán)數(shù)把握性大小，還可以運(yùn)用“帶有信任度的德 爾菲法”，該方法需要在上述第（5）步每位專家最后給出權(quán)數(shù)值的同時(shí)，標(biāo)出各自所給權(quán)數(shù)值的信任度。 這樣，如果某一指標(biāo)權(quán)數(shù)的任任度較高時(shí)，就可以有較大的把握使用它，反之，只能暫時(shí)使用或設(shè)法改進(jìn)。兩兩比較法這一方法往往與德?tīng)柗品ńY(jié)合使用。當(dāng)需要確定權(quán)系數(shù)的指標(biāo)非常多時(shí)，專家們往往難以對(duì)所有各項(xiàng) 的重要程度有把握和準(zhǔn)確的判斷。但對(duì)兩兩各項(xiàng)之間的重要程度作出判斷是比較容易的。故而先讓專家和 決策者對(duì)指標(biāo)作成對(duì)比較，然后再確定權(quán)值。目前，人們廣泛采用19尺度作為確定判斷定

30、量值的依據(jù)。 Super Decision中對(duì)于構(gòu)建判斷矩陣采用的就是1-9分制的賦分法，其分別代表的含義為：l表示兩個(gè)元 素相比，具有同樣重要性：3表示兩個(gè)元素相比，一個(gè)元素比另一個(gè)元索稍微重要；5表示兩個(gè)元素相比， 一個(gè)元素比另一個(gè)元素明顯重要；7表示兩個(gè)元素相比，一個(gè)元素比另一個(gè)元素強(qiáng)烈重要；9表示兩個(gè)元 素相比，一個(gè)元素比另一個(gè)元素極端重要；2, 4, 6, 8表示上述相鄰判斷的中值。（二）構(gòu)造指標(biāo)體系指標(biāo)體系的構(gòu)建主要指在 Super Decision中完成整個(gè)模型的構(gòu)建，包括： 創(chuàng)建元素集、節(jié)點(diǎn)、鏈接等。第一，創(chuàng)建元素集ClusterCluster，即兀素集，對(duì)應(yīng)的是網(wǎng)絡(luò)層指標(biāo)，也

31、就是二級(jí)指標(biāo)。在桌面上單擊 Super Decisions ”圖標(biāo)或者選擇“開(kāi)始”一 “程序”一“Super Decisions 一 Super Decisions.exe ，啟動(dòng) Super Decisions ， Super Decisions主界面，如圖3所示。圖3 Super Decisions 主界面注意：Super Decisions啟動(dòng)后，默認(rèn)已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)“model”，即模式，也可以通過(guò)執(zhí)行【File】|【New】” 菜單命令來(lái)創(chuàng)建，如圖4所示。然后會(huì)彈出“ Template Selection ”對(duì)話框，如圖5所示，來(lái)選擇模板。 在選擇好模板后，單擊 Continue ”按

32、鈕完成模式創(chuàng)建。圖4創(chuàng)建模式菜單示意圖圖5 Template Selection 對(duì)話框2.進(jìn)入Super Decisions的主界面，執(zhí)行【Design】| Cluster】|【New】” 菜單命令，調(diào)用New Cluster Dialog 對(duì)話框，如圖6所示。圖6 創(chuàng)建Cluster菜單示意圖3.在彈出的“New Cluster Dialog 對(duì)話中，“Name 框內(nèi)輸入二級(jí)指標(biāo) “Alternatives(A) ， Description 框內(nèi)輸入二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的描述，“Main Font 選項(xiàng)更改字體大小，“Icon 選項(xiàng)更改Cluster圖標(biāo)，“Color 選項(xiàng)更 改Cluster顏色

33、(利用顏色可以使層次結(jié)構(gòu)更加清晰)，點(diǎn)“ Create Another ” 按紐，完成Cluster的創(chuàng)建，如圖7所示。圖7 New Cluster Dialog 對(duì)話框4.反復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程直到把所有的二級(jí)指標(biāo)創(chuàng)建完畢，可在Super Decision軟件中看到指標(biāo)的元素集的示意圖，如圖8所示。is海I的giKiE Ekm切叫曰 1口1瀏J. I D三 | 口 閔_bmMihifitfiinidJlyM. |d.|AJtaMtaw；JLl | 口| H |圖8應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)對(duì)應(yīng)元素集的示意圖注意：在每一個(gè)Cluster （二級(jí)指標(biāo)的元素集）框上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“ Edit

34、 Cluster ”命令 可以編輯 Cluster，選擇“Create node in Cluster n ”建立 Node，選擇“Remove cluster ”可以刪除所 選屬性。鼠標(biāo)雙擊圖中的各元素集.便展開(kāi)顯示元素集內(nèi)包含的所有元素。箭頭相互影響，環(huán)形箭頭代表內(nèi)部 元素之間有影響。第二，創(chuàng)建元素NodeNode，即元素，對(duì)應(yīng)的是網(wǎng)絡(luò)層指標(biāo)中的指標(biāo)分項(xiàng)，也就是三級(jí)指標(biāo)。創(chuàng)建 元素也就是編輯網(wǎng)絡(luò)層指標(biāo)，是指向各二級(jí)指標(biāo)添加下一級(jí)指標(biāo)。1.進(jìn)入Super Decisions的主界面，執(zhí)行【Design】| Node |【New】 菜單命令，調(diào)用Cluster Selector 對(duì)話框，如圖9

35、所示。圖9 創(chuàng)建Node菜單示意圖在彈出的“Cluster Selector 對(duì)話中，選擇要為之創(chuàng)建元素（Node ） 的元素集（Cluster ），點(diǎn)Okay 按紐，完成Cluster的選取，如圖10所示。Cluster Select orCIlCoeh thti elusttiK tc 、d.d. pour nodw iiLJCLternziti vesiDur abili ty (D)Economy CE)Maituf actur ab ili t_y 佃)Safeiy CS)Oka圖10 Cluster Selector 對(duì)話框在彈出的“ New Node Dialog ”對(duì)話中，“N

36、ame ”框內(nèi)輸入三級(jí)指標(biāo)“ B1” “Description 框內(nèi)輸入三級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的描述，“ Main Font 選項(xiàng)更改字體大 小,“Icon ”選項(xiàng)更改Node圖標(biāo)，“Color”選項(xiàng)更改Node顏色，點(diǎn)“Create Another 按紐，完成Node的創(chuàng)建，如圖11所示。0Ne ffodc; DiiaJLag圖11 New Node Dialog 對(duì)話框Ne ffodc; DiiaJLag圖11 New Node Dialog 對(duì)話框此，所有指標(biāo)就以元素集和元素的形式輸入到Super Decision中，如圖12所示。圖12應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)對(duì)應(yīng)元素集和元素的示意圖第三，建立元

37、素集及元素之間的關(guān)聯(lián)1.進(jìn)入 Super Decisions 的主界面，執(zhí)行【Design |【Node connexions from】菜單命令，調(diào)用“Node Selector ”對(duì)話框，如圖13所示。Eencve Rati resUnio Last 11-Idlxl圖13 Eencve Rati resUnio Last 11-Idlxl圖13 創(chuàng)建Connexions菜單示意圖Male let Ifornal Ad 1/E -ii t F ornul a St md：ir i F ornuLas2.在彈出的“Node Selector 對(duì)話框中，選擇要為之創(chuàng)建鏈接(Connexions

38、 ) 的元素(Node )，點(diǎn)“ Okay 按紐，在彈出的“ Node Selector 對(duì)話框中可以 選擇被將要?jiǎng)?chuàng)建鏈接的元素影響的所有元素，如圖14所示。ffu de c 口匚頃日i onz fr uiti ffu de c 口匚頃日i onz fr uiti ，vS 1圖14“Node Selector ”對(duì)話框注意：X“Do Connections ”圖標(biāo)/ K可建立屬性之間的相關(guān)關(guān)系，箭頭的元素影響著尾部的影響，雙向箭頭表示元素之間有相互影響。在 同一群中的元素之間有相互影響時(shí)用一個(gè)封閉環(huán)狀雙向箭頭表示?！?Show Node Connexions 圖標(biāo)?？娠@示元素之間的相關(guān)關(guān)系，當(dāng)

39、鼠標(biāo)懸停在元素上方時(shí)，被其影響的元素會(huì)顯示一個(gè)紅色的邊框，并 且與之相關(guān)的鏈接也顯示出來(lái)。Issafelvts) -!Issafelvts) -!0 I EEc蛔頑旦-|口|幻|l I Z，：.葉-|口閔_J | ;.： ：q：a-tF. x |_J | ;.： ：q：a-tF. x |圖15 元素（Node ） S1鏈接示意圖4.根據(jù)應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)關(guān)聯(lián)情況表（表2）提供的關(guān)聯(lián)情況，反復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程直到把所有元素（Node ）的鏈接創(chuàng)建完畢。至此，完整的網(wǎng)絡(luò)層 次結(jié)構(gòu)模型輸入到Super Decision中，如圖16所示。圖16應(yīng)急橋梁設(shè)計(jì)方案評(píng)估ANP模型圖（三）構(gòu)造ANP超矩陣計(jì)

40、算權(quán)重第一，建立判斷矩陣并賦值構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣進(jìn)入 Super Decisions 的主界面，執(zhí)行【Assess/Compare 】| Cluster Comparisons】”菜單命令或者單擊主界面中“AB ”按鈕，調(diào)用“ClusterComparisons 對(duì)話框，如圖17所示?？梢赃x擇判斷矩陣的準(zhǔn)則和構(gòu)建判斷矩陣 的元素集，所有元素集中的所有元素的關(guān)聯(lián)，都將以這種判斷矩陣的方式定量反 映。圖17 Cluster Comparisons 對(duì)話框單擊【Do Comparison】按鈕，打開(kāi)【判斷矩陣提問(wèn)式】對(duì)話框，如圖 18所 示，根據(jù)專家所填問(wèn)卷來(lái)選擇各指標(biāo)之間的重要程度系數(shù)。在提問(wèn)形

41、式中 ，根據(jù) 問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果選擇重要程度的系數(shù)，重復(fù)圖 17的過(guò)程。圖18所示為問(wèn)卷形式的輸入，前4種輸入方式是相關(guān)聯(lián)的，即采取其中任 意一種方法輸入后，其余3種方法也就自動(dòng)得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)專家所填問(wèn)卷 來(lái)選擇各指標(biāo)之間的重要程度系數(shù)。圖18 圖18 Cluster Comparisons for“Alternatives(A)對(duì)話框SuperDecision按照特征根法自動(dòng)得出矩陣的權(quán)重，除了自動(dòng)計(jì)算權(quán)重外， 還給出一致性檢驗(yàn)的結(jié)果，如圖19所示，單擊【Computations】|【Show newpriorities】菜單命令，打開(kāi)【Priorities】對(duì)話框，如圖20所示，顯示該判

42、斷矩陣各具體表現(xiàn)指標(biāo)生成的權(quán)重和一致性檢驗(yàn)的結(jié)果。圖19 圖19 Computations 】|【Show new priorities 】菜單命令如圖 20 所示，對(duì)于 “Alternatives(A)” CR=0.06580.1如圖 20 所示，對(duì)于 “Alternatives(A)” CR=0.06580.1，表明權(quán)重可以接受。判斷矩陣的一致性系數(shù)PEiuritiesTb.ft inccatcis.tducy 盅 is 0 0B5B. It i dvEir-rilla io bws* -kof1aE tk-ui 0 1E EcDnDfTiyCE.)0 H13-3Q.2618KM Hanu

43、.tactur afc-i 1: ty W)E EcDnDfTiyCE.)0 H13-3Q.2618KM Hanu.tactur afc-i 1: ty W)0.044701Q.552096Okay l|圖20“Alternatives(A) ”判斷矩陣的【Priorities圖20單擊“ okay ”返回到圖17所示界面。點(diǎn)選圖中的“ Yes ”表示判斷矩陣構(gòu)筑 完成，再重新選擇判斷準(zhǔn)則和要判斷的元素集合，重復(fù)構(gòu)筑判斷矩陣并確定權(quán)重。 接著構(gòu)筑完所有判斷矩陣。2.構(gòu)建三級(jí)指標(biāo)判斷矩陣進(jìn)入 Super Decisions 的主界面，執(zhí)行【Assess/Compare 】|【Node Compa

44、risons】菜單命令或者單擊主界面中“ab按鈕，調(diào)用“Node Comparisons ” 對(duì)話框，如圖21所示?？梢赃x擇判斷矩陣的準(zhǔn)則和構(gòu)建判斷矩陣的元素集，所 有元素集中的所有元素的關(guān)聯(lián)，都將以這種判斷矩陣的方式定量反映。圖21圖21Node Comparisons 對(duì)話框圖22 圖22 Comparisons wrt Bridge 1” node in E Economy(E) ” clister單擊【Do Comparison】按鈕，打開(kāi)【判斷矩陣提問(wèn)式】對(duì)話框，如圖 22所 示，根據(jù)專家所填問(wèn)卷來(lái)選擇各指標(biāo)之間的重要程度系數(shù)。在提問(wèn)形式中，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果選擇重要程度的系數(shù)，重復(fù)圖

45、 21的過(guò)程。Super Decision按照特征根法自動(dòng)得出矩陣的權(quán)重，除了自動(dòng)計(jì)算權(quán)重外， 還給出一致性檢驗(yàn)的結(jié)果，如圖23所示，單擊【Computations】|【Show newpriorities】菜單命令，打開(kāi)【Priorities】對(duì)話框，如圖24所示，顯示該判 斷矩陣各具體表現(xiàn)指標(biāo)生成的權(quán)重和一致性檢驗(yàn)的結(jié)果。圖23 圖23 Computations 】| Show new priorities 】菜單命令如圖24所示，對(duì)于“ Bridge 1”判斷矩陣的一致性系數(shù)CR=0.0824i ght ftd.Sup ar MfitrizGr-hiccl C +il_VWeighted

46、 Sujer MatrixTestLimit Natriz*Limit Nalrix DpticnsCluEter NutriaEriorilieECLrlrEwpe-r inieiit &1 PrioritiesCtrlEFull H?ppr tSfintliesiieC trl_Yis VhoLe Model zg ilC orhin olIs豪Serini ti V： tyCtrlUOptinizalL djlVSanity check圖25 Unweighted Super Matrix表11 Unweighted Super Matrix應(yīng)急彳橋梁設(shè)計(jì)方案耐久性經(jīng)濟(jì)性可制造性安全性B

47、ridgelBridge2Bridge3D1E1E2E3E4M1M2S1S2S3方案Bridget0.0000.0000.0000.5480.1260.1090.2730.6590.4170.2500.3960.4440.421Bridge20.0000.0000.0000.2770.4750.5820.5450.1790.3330.5000.3640.4220.388Bridge30.0000.0000.0000.1750.3990.3090.1820.1620.2500.2500.2390.1340.191耐D11.0001.0001.0000.0000.0001.0000.0000.00

48、00.0000.0001.0001.0001.000經(jīng)濟(jì)E10.6080.5990.5360.5270.4940.6290.1671.0000.6330.0001.0000.3171.000E20.2310.2040.2890.3860.3760.0000.8330.0000.2890.0000.0000.5070.000E30.1010.1080.1130.0710.0790.0860.0000.0000.0781.0000.0000.1030.000E40.0600.0890.0620.0160.0520.2850.0000.0000.0000.0000.0000.0730.000Zkr|

49、 VhMl0.8890.8570.8460.0000.0001.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000制造M20.1110.1430.1540.0000.0000.0001.0000.0000.0000.0000.0001.0000.000安全S10.5480.3930.3110.6370.6580.0000.0000.0000.0000.0000.0000.5000.667S20.1940.2240.1960.1050.1970.0000.0000.0000.0000.0001.0000.0000.333S30.2580.3830.4930.2580.1

50、460.0000.0000.0000.0000.0000.0000.5000.000第三，計(jì)算加權(quán)超級(jí)矩陣建立好未加權(quán)超級(jí)矩陣，即可對(duì)超級(jí)矩陣作加權(quán)計(jì)算。加權(quán)超級(jí)矩陣的計(jì)算在未加權(quán)超級(jí)矩陣構(gòu)建完成后，直接由Super Decisions計(jì)算，不需要人工參與。進(jìn)入 Super Decisions 的主界面，執(zhí)行【Computafions 】| WeightedSuper Matrix】| Text菜單命令，如圖26所示。打開(kāi)Weighted Super Matrix 對(duì)話框，顯示本例的加權(quán)超矩陣，如表11所示。圖26 Weighted Super Matrix表12 Weighted Super

51、 Matrix應(yīng)急彳橋梁設(shè)計(jì)方案耐久性經(jīng)濟(jì)性可制造性安全性BridgelBridge2Bridge3D1ElE2E3E4MlM2SlS2S3方案Bridgel0.0000.0000.0000.2890.0590.0650.1870.4760.3390.2030.1970.2150.210Bridge20.0000.0000.0000.1460.2220.3460.3740.1290.2710.4070.1820.2040.193Bridge30.0000.0000.0000.0920.1860.1840.1250.1170.2030.2030.1190.0650.095耐D10.1410.14

52、10.1410.0000.0000.1320.0000.0000.0000.0000.1100.1070.110經(jīng)濟(jì)El0.1590.1570.1400.0740.0880.1440.0440.2780.1180.0000.1450.0450.145E20.0610.0530.0760.0540.0670.0000.2200.0000.0540.0000.0000.0720.000E30.0260.0280.0300.0100.0140.0200.0000.0000.0140.1860.0000.0150.000E40.0160.0230.0160.0020.0090.0650.0000.0000.0000.0000.0000.0100.000Ml0.0400.0380.0380.0000.0000.0440.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000制造M20.0050.0060.0070.0000.0000.0000.0510.0000.0000.0000.0000.0290.000安全S10.3030.2170.1720.2120.2330.0000.0000.0000.0000.0000.0000.1200.164S20.1070.1240.1080