[發(fā)明專利]一種層次分析法判斷矩陣的優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2022-09-22
• 公開（公告）號: CN115577871A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡勇;邢琰;魏春嶺;王東;馮李航
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F18/23213
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種層次分析法判斷矩陣的優(yōu)化方法，首先對待優(yōu)化判斷矩陣計(jì)算一致性指標(biāo)和提取評價(jià)因素，邀請專家對各評價(jià)因素進(jìn)行評分，即進(jìn)行多次評分，并為各個(gè)評分賦初始權(quán)重和歸一化處理；然后使用聚類算法，分析評分是否存在奇異樣本，如存在，則計(jì)算奇異樣本距離正常樣本聚類中心的歐式距離和正常樣本距離該聚類中心的歐式距離，并利用這兩個(gè)距離計(jì)算權(quán)重系數(shù)矩陣，利用權(quán)重系數(shù)矩陣對初始權(quán)重進(jìn)行調(diào)整；其次利用調(diào)整后的權(quán)重，集結(jié)各專家評分，并根據(jù)集結(jié)結(jié)果計(jì)算出自然滿足一致性指標(biāo)的調(diào)整矩陣；最后利用一致性指標(biāo)計(jì)算出待優(yōu)化矩陣系數(shù)，并根據(jù)調(diào)整矩陣和待優(yōu)化矩陣系數(shù)，對待優(yōu)化矩陣進(jìn)行更新和優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種層次分析法判斷矩陣的優(yōu)化方法，屬于智能無人系統(tǒng)的評測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

智能體等無人系統(tǒng)在國內(nèi)外均屬于前沿研究，目前主要的定量評價(jià)體系和評估方法是基于層次分析法。層次分析法(AHP)是一種經(jīng)典的評價(jià)方法，由專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，給出本層各因素相對于上層因素的相對重要性，按照Santy1-9的標(biāo)度方法，通過兩個(gè)因素之間重要性的相互比較直接給出判斷矩陣。但是這樣的方法存在一些問題。

首先，判斷矩陣存在評價(jià)一致性的的問題，需要對原評價(jià)系統(tǒng)的判斷矩陣進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和更新時(shí)，專家提供的判斷矩陣一旦出現(xiàn)一致性問題時(shí)，需要專家重新根據(jù)因素之間的重要性給出相應(yīng)的判斷矩陣，直至滿足一致性為止。

另外，層次分析法是一種主觀賦權(quán)法，針對同一評價(jià)對象，不同的專家經(jīng)驗(yàn)，背景，偏好等會導(dǎo)致對同一評價(jià)對象的不同方面的認(rèn)知程度不同，進(jìn)而給出的判斷矩陣也會存在一定的差異，目前主流的融合方法是對不同專家給出的判斷矩陣進(jìn)行加權(quán)平均。但是這樣的方法存在一些問題，沒有考慮評估結(jié)果偏差較大(奇異樣本)的情況，奇異樣本會對最終加權(quán)平均結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，甚至嚴(yán)重偏離實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對目前現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)判斷矩陣加權(quán)平均產(chǎn)生的奇異樣本會對最終結(jié)果產(chǎn)生較大影響的問題，提出了一種層次分析法判斷矩陣的優(yōu)化方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種層次分析法判斷矩陣的優(yōu)化方法，包括：

對待更新或優(yōu)化的專家判斷矩陣A∈R^m×m進(jìn)行分析，提取評價(jià)因素，并計(jì)算矩陣A的一致性指標(biāo)CR；

設(shè)置評價(jià)因素的評分等級1～N，對所有評價(jià)因素進(jìn)行評分，隨機(jī)采集n次評分結(jié)果，并賦評分初始權(quán)重；

對評分結(jié)果X進(jìn)行歸一化處理，獲取歸一化結(jié)果S；

通過聚類算法確定歸一化結(jié)果中的奇異樣本、正常樣本；

計(jì)算奇異樣本與正常樣本聚類中心點(diǎn)的歐氏距離、正常樣本中各單一樣本與正常樣本聚類中心點(diǎn)的平均距離；

構(gòu)造權(quán)重調(diào)整系數(shù)矩陣；

利用權(quán)重調(diào)整系數(shù)矩陣對評分初始權(quán)重進(jìn)行調(diào)整；

利用調(diào)整后的權(quán)重矩陣對歸一化結(jié)果S進(jìn)行聯(lián)結(jié)；

根據(jù)聯(lián)結(jié)結(jié)果生成自然滿足一致性的調(diào)整矩陣B；

根據(jù)一致性指標(biāo)CR計(jì)算矩陣A在更新或優(yōu)化時(shí)的優(yōu)化系數(shù)β；

根據(jù)優(yōu)化系數(shù)β、調(diào)整矩陣B對矩陣A更新或優(yōu)化。

所述一致性指標(biāo)CR的計(jì)算方法具體為：

式中，λ_max為判斷矩陣A的最大特征值，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，m為評價(jià)因素個(gè)數(shù)。

所述評分結(jié)果具體為：

式中，x_i∈R^1×m為第i次評分結(jié)果，對應(yīng)的評分初始權(quán)重為