算各指标相对于准则指标的权重,并进行一致性检验。
1)确定比例标度
采用1—9之间的整数及其倒数作为判断矩阵元素取值,具体规则如下表6-1:
表6-1:因素两两间相对重要性评估准则及其赋值
标度(赋aij值)
1
3 5 7 9 2、4、6、8 倒数 2)构造两两判断矩阵
含义 、两因素同样重要 比稍微重要 比明显重要 比强烈重要 比极端重要
上述两相邻判断的中间值
两个要素相比,后者比前者的重要性标度
采用两两比较法确定矩阵的相对重要性。按上表中规则进行赋值,建立相应的判断矩阵:
,,……………………(6-1) 3)计算单一准则下元素的相对权重 , ……(6-2) 4)进行一致性检验 ①计算一致性指标C.I. ………………(6-3)
…………………………………………(6-4)
②查找相应的平均随机一致性指标R.I.。如下表6-2所示:
表6-2:平均随机一致性指标R.I.取值表
n
1
2 0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
R.I. 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58
(3)计算一致性比例C.R.
………………………………………………(6-5) 若C.R.<0.1,则表示一致性检验通过,否则不通过。 5)计算总体权重排序
以上分析得到的是层次单排序。要得到总体权重排序,需自上而下,将单准
33
则下的权重进行合成,并逐层进行总的判断一致性检验。具体方法如下:
假设计算出第k-1层上nk-1个元素相对于总目标的排序权重向量为: …………………(6-6)
第k层上nk个元素相对k-1层上第i个元素为准则的排序权重向量为: …………(6-7)
其中不受i元素所支配的元素的权重为0,则第k层上元素对k-1层上各元素的排序可表示为nk×nk-1的矩阵Pk。即:
??????????????(6-8)
因此,第k层上的nk个元素相对于总目标的排序为权重向量Wk。即: ……………………(6-9) 由此推断出: ………(6-10)
其中W2为第二层元素对总目标的排序向量。
以此类推,可由上到下逐层进行一致性检验。若求得第k-1层上的元素相对于i准则的一致性指标为和一致性比则k层的综合指标为C.I.k, R.I.k, C.R.k
………………(6-11) ………………(6-12)
…………………………………………………………(6-13)
当C.R.k<0.1时,结构模型在k层水平以上的所有判断具有整体满意的一致性。
6.1.3构造两两比较判断矩阵、计算权重和一致性检验
通过问卷分析和计算,东湖通道工程复杂性测度一级指标和二级指标的权重计算过程和一致性检验结果如下表6-3所示 。
表6-3:判断矩阵及重要度计算和一致性检验的过程和结果
X
X1
X2 X3
X4
X5 权重Wi
AWi
AWi/Wi CI=(λ-n)/(n-1) CR=CI/RI
0.026
<0.1,满足一致性检验
X1 1 1/3 1/2 1/3 2 0.107 0.543 5.089 0.029 X2 3 1 3 2 4 0.389 2.016 5.178 X3 2 1/3 1 1/2 3 0.166 0.844 5.099 X4 3 1/2 2 1 4 0.272 1.383 5.085 X5 1/2 1/4 1/3 1/4 1 0.066 0.340 5.122 注:n=5,λ=1/5(5.089+5.178+5.099+5.085+5.122)=5.114, RI=1.12 X1 X11
X11
X12
X13
X14
X15
Wi 0.095 AWi 0.486 34
AWi/Wi 5.138 CI=(λ-5)/4 0.032 CR=CI/RI 0.029 1 1/3 1/2 1/2 1/2 X12 X13 3 2 1 1/2 2 1 2 1/2 3 2 0.366 0.179 1.854 0.919 5.065 5.140 <0.1,满足一致性检验
X14 2 1/2 2 1 2 0.236 1.215 5.154 X15 2 1/3 1/2 1/2 1 0.125 0.643 5.152 注:n=5,λ=1/5(5.138+5.065+5.140+5.154+5.152)=5.130, RI=1.12 X2 X21 X22 X23 X24 X21
1
1/2 1/3 1/3
权重Wi 0.108
AWi 0.436
AWi/Wi 4.048
CI=(λ-n)/(n-1) CR=CI/RI
0.024
0.027 <0.1,满足一致性检验
X22 2 1 1/2 1/2 0.187 0.755 4.044 X23 3 2 1 1/2 0.292 1.196 4.092 X24 3 2 2 1 0.413 1.695 4.100
注:n=4,λ=1/4(4.048+4.044+4.092+4.100)=4.071, RI=0.89 X3 X31 X32 X33 X34 X31 1 X32 1/2 X33 2 X34 3 X4 X41 X42 X43 X5 X51 X52 X53
X41 1 4 5 X51 1 1/2 1/5
2 1 2 5
1/2 1/3 1/2 1/5 1 1/2 2 1 X43 1/5 1/2 1 X53 5 3 1
权重Wi 0.160 0.099 0.250 0.491 权重Wi 0.097 0.333 0.570 权重Wi 0.582 0.309 0.109
AWi 0.647 0.402 1.013 1.966 AWi 0.295 1.007 1.723 AWi 1.747 0.928 0.329
AWi/Wi 4.054 4.051 4.057 4. 001 AWi/Wi 3.025 3.025 3.025 AWi/Wi 3.004 3.004 3.004
CI=(λ-n)/(n-1) CR=CI/RI
0.014 CI=(λ-n)/(n-1)
0.012 CI=(λ-n)/(n-1)
0.002
0.015 <0.1,满足一致性检验
注:n=4,λ=1/4(4.054+4.051+4.057+4. 001)=4.041, RI=0.89 X42 1/4 1 2 X52 2 1 1/3
CR=CI/RI 0.024
<0.1,满足一致性检验 CR=CI/RI 0.004
<0.1,满足一致性检验
注:n=3,λ=1/3(3.025+3.025+3.025)=3.025, RI=0.52
注:n=3,λ=1/3(3.004+3.004+3.004)=3.004, RI=0.52
根据计算结果,所有判断矩阵均符合一致性检验关系。求出的指标权重关系如下:
(1)一级指标
X2>X4>X3>X1>X5,即影响东湖通道工程复杂性最重要的因素为技术复杂性,其次是管理决策复杂性,信息动态性所占比重最小;
(2)二级指标
X12>X14>X13>X15>X11,即工程自身使用功能的复杂性影响最大; X24>X23>X22>X21,即技术运用难度大对技术复杂性的影响最大;
X34>X33>X31>X32,即管理决策过程中协调难度大对管理决策的复杂性影响最大;
35
X43>X42>X41,即安全环境复杂性对环境多变性因素影响最大; X51>X52>X53,即信息来源的复杂与多样性对信息动态性因素影响最大。
6.1.4 层次总排序和一致性检验
(1)Xij层总排序
根据6.1.3计算结果,求出各个二级指标相对于总体目标层的权重值并进行重要性排序,Xij层总排序结果如表6-4所示:
表6-4:Xij层总排序结果
Xi Xij X11 X12 X13 X14 X15 X21 X22 X23 X24 X31 X32 X33 X34 X41 X42 X43 X51 X52 X53
X1 (0.107) 0.095 0.366 0.179 0.236 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
X2 (0.389) 0 0 0 0 0 0.108 0.187 0.292 0.413 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
X3 (0.166) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.160 0.099 0.250 0.491 0 0 0 0 0 0
X4 (0.272) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.097 0.333 0.570 0 0 0
X5 (0.066) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.582 0.309 0.109
Wij 0.010 0.039 0.019 0.025 0.013 0.042 0.073 0.114 0.161 0.026 0.016 0.041 0.081 0.026 0.091 0.155 0.039 0.021 0.007
(2)总体一致性检验 总体一致性检验为如下:
C.I.=(0.032,0.024,0.014,0.012,0.002)×(0.107,0.389,0.166,0.272,0.066)T=0.01848;
R.I.=(1.12,0.89,0.89,0.52,0.52)×(0.107,0.389,0.166,0.272,0.066)
T
=0.78955
C.R.=C.I./R.I.=0.01848/0.78955=0.023<0.1,总体权重满足一致性检验。 根据上述计算结果分析,各个二级指标直接的权重按从大到小的排序如表
6-5所示:
表6-5:二级指标综合权重排序
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排序 指标 权重值 排序 指标 权重值
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X24 X43 X23 X42 X34 X22 X21 X33 X12 X51 0.161 0.155 0.114 0.091 0.081 0.073 0.042 0.041 0.039 0.039 11
12
13
14
15
16
17
18
19
X41 X31 X14 X52 X13 X32 X15 X11 X53 0.026 0.026 0.025 0.021 0.019 0.016 0.013 0.010 0.007
由此可知,相对于总目标东湖通道工程整体复杂性而言,技术运用难度大、安全环境复杂性等因素相对而言更重要,更需要加以重视。
6.2 基于模糊综合评价法的指标复杂性隶属度的确定
基于东湖通道工程复杂性测度指标体系,本项目组针对该工程中各个影响指标本身的复杂性设计了相关问卷,并主要发给东湖通道工程不同参与方的管理人员和现场技术人员及本行业对该工程比较了解到相关专家学者进行了填写。本小组成员共发出问卷100份,回收50份问卷,经分析筛选出可靠程度高的问卷33份。运用统计学相关知识对问卷结果进行了分析,以确定各个指标的复杂性隶属度。
以“工程使用功能的复杂性”的隶属度计算为例:
其调查问题为:工程使用功能的复杂性程度判断(数字1-5分别表示复杂性程度为“低”、“较低”、“一般”、“较高”、“高”),经分析, 54.55%的人认为复杂性较高,27.27%的人认为复杂性很高,15.15%的人认为一般。剔除偏差较大的选项,最终通过加权平均值法取该项复杂性隶属度为4.125。
图6-2 工程使用功能复杂性隶属度判断条形图
同理可根据问卷分析结果计算出所有指标的复杂性隶属度,为便于分析,此处将计算得出的复杂性隶属度进行归一化处理。根据计算结果可知,复杂性隶属度取值处于区间[3.73,4.175],取复杂性隶属度最大值4.18与最小值3.72,对复杂性隶属度运用公式进行归一化处理,计算得出灰类隶属度。指标复杂性隶属度计算值及归一化结果如表6-6所示。
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