【文章內(nèi)容簡介】 特征測定 暴露測量 風(fēng)險分析 暴露分析 生態(tài)反應(yīng)分析 與風(fēng)險管理者交流結(jié)果 風(fēng)險評估 風(fēng)險描述 風(fēng)險表征 問題表述 整合可利用信息 獲得數(shù)據(jù)、整合過程、描述結(jié)果 風(fēng)險管理及與感興趣團(tuán)體交流結(jié)果 11 AHP 是在多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的條件下，對多種方案進(jìn)行選擇與判 斷的一種簡潔而有力的工具。正因?yàn)槿绱耍粡V泛地應(yīng)用于人們生活的各種宏觀與微觀決策中。 層次分析法的核心之一是把復(fù)雜的決策問題層次化。它根據(jù)問題的性質(zhì)以及所要達(dá)到的目標(biāo)，把問題分解為不同的組成因素，并按各因素之間的隸屬關(guān)系和相互關(guān)聯(lián)程度分組，形成一個不相交的層次結(jié)構(gòu)。上一層次的元素對相鄰的下一層次的全部或部分元素起著支配作用，從而形成一個自上而下的逐層支配關(guān)系。具有這一逐層支配關(guān)系性質(zhì)的結(jié)構(gòu)稱為遞階層次結(jié)構(gòu)。遞階層次結(jié)構(gòu)的決策問題，最后可歸結(jié)為最低層 (供選擇的方案、措施等 )相對于最高層 (系統(tǒng)目標(biāo) )的相對重要 性的權(quán)值或相對優(yōu)劣次序的總排序問題 。 其核心之二是將引導(dǎo)決策者，通過一系列成對比較的評判來得到各個方案或措施在某一個準(zhǔn)則之下的相對重要度的度量。這種評判能轉(zhuǎn)換成數(shù)字處理，構(gòu)成一個判斷矩陣，然后使用單準(zhǔn)則的排序計(jì)算方法，可獲得這些方案或措施在該準(zhǔn)則之下的優(yōu)先度的排序。 在層次結(jié)構(gòu)中，這些準(zhǔn)則本身也可以對更高層次的各個元素的相對重要性賦權(quán)。通過層次的遞階關(guān)系可以繼續(xù)這個過程，直到各個供決策的方案或措施對最高目標(biāo)的總排序計(jì)算出來為止。這樣，決策者就可進(jìn)行評價、選擇和計(jì)劃等決策活動。 AHP 的理論及應(yīng)用研究在我國的 發(fā)展速度也是很快的。在 1982 年 11 月召開的中美能源、資源、環(huán)境學(xué)術(shù)會議上，美國 Moorhead 州立大學(xué)能源研究所所長H． Cholanmezlaad 教授向中國學(xué)者介紹了 AHP 方法在能源、資源、環(huán)境工程中的應(yīng)用，引起了與會的中國學(xué)者的強(qiáng)烈興趣。之后于 1988 年 9 月在我國召開了第一屆國際 AHP 研討會，更多的中國學(xué)者開始了對這門新的決策科學(xué)的研究，無論在 AHP理論研究或是實(shí)際應(yīng)用中，都取得了很好的成果。尤其在應(yīng)用方面，我國學(xué)者的涉及面十分廣泛 [40]。 層次分析法的特點(diǎn) (1) 系統(tǒng)性 系統(tǒng)分析 是當(dāng)今重大科學(xué)、重大工程和社會背景下的一種重要的決策分析方法。系統(tǒng)分析的觀點(diǎn)之一是把分析對象看作為一個整體 —— 系統(tǒng)。系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)乃至每個子元素都是與系統(tǒng)內(nèi)其他部分相互關(guān)聯(lián)、彼此影響的。盡管每個子系統(tǒng)、子元素具有自身特定的功能和特點(diǎn)，有時彼此間甚至是相互沖突的，但它們都是構(gòu)成系統(tǒng)整體功能所不可缺少的組成部分。系統(tǒng)分析的觀點(diǎn)之二是要把系統(tǒng)分清層次。任何復(fù)雜系統(tǒng)都具有一定的層次結(jié)構(gòu)，下層因素受到上層因素的支配，反過來上層因素又要受到下層因素的影響。而 AHP 方法的思想基礎(chǔ)與系統(tǒng)分析的原則是一致的。它要求決策者 在對問題進(jìn)行決策分析時，首先要找出分析對象的諸影響因素及其彼此的相關(guān)關(guān)系，從而建立起能清晰反映出這種關(guān)系的層次遞階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使決策者在進(jìn)行決策分析時，把復(fù)雜問題自千頭萬緒之中條理化。 (2) 綜合性 在目前大量的決策問題中，決策者所要考慮的很多因素是屬于定性 12 化因素，這些因素?zé)o法以某種定量的標(biāo)度進(jìn)行表現(xiàn)。如人們在日常生活決策中所遇到的問題，多半屬于定性化分析判斷問題。 AHP 方法在對事物進(jìn)行決策分析時，能對定性問題定量化進(jìn)行綜合分析處理，并能得到明確的定量化結(jié)論，以優(yōu)劣排序的形式表現(xiàn)出來。這有助于決策者作出判 別。孰取孰舍，涇渭分明。這也正是 AHP 決策分析法區(qū)別于其他很多決策優(yōu)化方法的一個重要特征。 (3) 簡便性 由于世界的千變?nèi)f化，社會的迅速發(fā)展，這使得從事實(shí)際工作的決策者們對決策方法的簡便性有很高要求。因?yàn)槭澜鐚Q策反應(yīng)的速度要求越來越快，而一些繁復(fù)的決策方法耗時、耗力、耗資金，在很多場合又不具有令人滿意的實(shí)用價值。而 AHP 方法對事物的評判決策過程十分簡便，易于掌握和運(yùn)用，一個只要具有高中文化程度的人就不難掌握其運(yùn)算方法，輔之于普通計(jì)算器便能完成全部的決策分析過程。若有計(jì)算機(jī)及有關(guān)程序，則整個計(jì)算就更方便 、更迅速了。 (4) 準(zhǔn)確性 在我們的研究對象中，無論決策者所追求的是“滿意的決策”，或是“最優(yōu)的決策”， AHP 方法都可以提供具有準(zhǔn)確性的結(jié)果，這是因?yàn)樗胸S富的數(shù)學(xué)原理為準(zhǔn)確性提供了可信的基礎(chǔ)。同時， AHP 方法還能吸取決策者個人或集團(tuán)的閱歷、經(jīng)驗(yàn)、智慧、判斷能力，從而使得決策建立在更扎實(shí)的基礎(chǔ)上。 從以上的特點(diǎn)來看，層次分析法在本質(zhì)上是一種決策思維方式，它具有人的思維分析、判斷和綜合的特征。作為一個決策工具，層次分析法具有簡單、易用、有效、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因而受到人們廣泛的重視 [4042]。 遞階層次結(jié)構(gòu)模型 在 AHP 方法中首先要建立決策問題的遞階層次結(jié)構(gòu)的模型。通過調(diào)查研究和分析，準(zhǔn)確確定決策問題的范圍和目標(biāo)，問題包含的因素及各因素間的相互關(guān)系。然后建立起一個以目標(biāo)層、若干準(zhǔn)則層和方案層所組成的遞階層次結(jié)構(gòu)。圖 3 表示了一個典型的遞階層次結(jié)構(gòu)。 圖 3 典型遞階層次結(jié)構(gòu) [40] 在層次模型中，用作用線表明上一層次因素同下一層次因素之間的關(guān)系。如某個?? ?? ?? 決策目標(biāo) 準(zhǔn)則 2 準(zhǔn)則 1 準(zhǔn)則 3 子準(zhǔn)則 1 子準(zhǔn)則 1 方案 2 方案 1 方案 3 ?? ?? ?? 目標(biāo)層 準(zhǔn)則層 子準(zhǔn)則層 方案層 子準(zhǔn)則 1 13 因素與下一層次中所有因素均有聯(lián)系，則稱其與下一層次有完全層次關(guān)系。如這個因 素僅與下一層次中的部分因素有聯(lián)系，則稱其與下一層次存在著不完全的層次關(guān)系。 構(gòu)造系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的過程是從最高層 (目標(biāo) )開始，通過中間層 (準(zhǔn)則 )，到最低層 (方案 )為止。 相對重要性的比例標(biāo)度和判斷矩陣 工程技術(shù)領(lǐng)域，有些問題是可以量化的，而有些問題與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的某些決策問題一樣，是難于對系統(tǒng)進(jìn)行量化的。但這些被測量對象的屬性大多數(shù)具有相對性質(zhì)，系統(tǒng)中各因素相關(guān)度的測量可通過人的判斷和經(jīng)驗(yàn)來完成。 AHP 方法就是根據(jù)這些系統(tǒng)中元素測度的特點(diǎn)提出了相對重要性的比例標(biāo)度。兩個元素相對重要性的比較可變 換為一個數(shù)。表 1 說明了相對重要性的比例標(biāo)度。 表 1 相對重要性的比例標(biāo)度 相對重要性的權(quán)數(shù) 定義 解釋 1 同等重要 對于目標(biāo)，兩個因素 貢獻(xiàn)是等同的 3 一個因素比另一個因素稍微重要 經(jīng)驗(yàn)和判斷稍微偏向一個因素 5 一個因素比另一個因素明顯重要 經(jīng)驗(yàn)和判斷明顯偏向一個因素 7 一個因素比另一個因素非常重要 一個因素非常的受到偏愛 9 一個因素比另一個因素極端重要 對另一個因素偏愛的程度是極端的 2， 4， 6， 8 上述兩相鄰項(xiàng)判斷的中值 上述非 0數(shù)的倒數(shù) 如果一個因素相對于第二個因素有上述的數(shù) 目（如 5），那么二個因素相對于第一個因素就有倒數(shù)值（如 1/5） 比例標(biāo)度確定后，即可建立判斷矩陣，其通用公式為： 1 1 1 2 11 2 2 2 212()nnnnijn n n nAa a aa a a aa a a???????????????? ??? ??? ?????????? 顯然， 1/ij jiaa?, 1iia? ， i， j=1， 2， ???， n。 再用方根法計(jì)算判斷矩陣的特征向量。由矩陣?yán)碚摚媚骋恢亓肯蛄?2 TnW W W W??? ?????右乘 A 矩陣得 ： 111 1 1221nWn n nnnW n WW n WA n WW n Waaaa? ? ? ??????? ? ? ???? ? ? ?? ??? ??? ??? ? ? ?? ? ? ???? ??????? ? ? ??? ? ? ? ? 14 向量 W 稱為判斷矩陣 A 的特征向量。層次分析法的計(jì)算問題是 判斷 矩陣的最大特征根 max? 和特征向量 W。特征向量通用算法是冪乘法和方根法（也稱幾何平均法），此外還有規(guī)范 列 平均法 (又稱為和積法 )。一般來說，計(jì)算矩陣的最大特征根及其相應(yīng)的特征向量 ，并不需要追求很高的精度，因?yàn)榕袛嗑仃囎陨硪褞в胁簧僬`差。方根 法和規(guī)范例平均法與冪乘法相比，雖然粗糙，但只需手算或小型計(jì)算機(jī)即可， 十分 方便。 步驟概括如下： (1) 計(jì)算判斷矩陣行元素的成 績 Mi； (2) 計(jì)算 iM 的 n 次方根 iW ；(3) 對向量12 TinW W W W??? ?????歸一化 。 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn) 在層次分析法中，為了構(gòu)造判斷矩陣引入了 1~9 的比例標(biāo)度法，這就使得決策者判斷思維數(shù)字化。這種將判斷思維數(shù)字化的方法大大簡化了問題的分析，是復(fù)雜的社會、經(jīng)濟(jì)及科學(xué)管理領(lǐng)域的問題定量分析成為可能。為此，這種數(shù)字化方法還有助于決策者檢查并保持判斷思維的一致性。 在應(yīng)用層次分析法時，保持思維一致性是非常重要的。所謂判斷一致性，即判斷矩陣 A 有以下關(guān)系： /ij ik jka a a? , , 1, 2, ,i j k n? ??? 由矩陣?yán)碚摚袛嗑仃囋跐M足上述完全一致條件下，具有唯一的非零解，也是最大的特征根 max? =n，且除 max? ，其余的特征根均為零。 前面已經(jīng)提到過，在通過二二比較構(gòu)成判斷矩陣 A 時，存在判斷中的非一致性問題。這種非一致性，大多是思維的非一致性，也有筆誤造成的。 只有判斷矩陣滿足判斷一致性時，所求得的重要性矢量 W 的估計(jì)才能作為可靠的重要性比例標(biāo)度，即權(quán)重。 根據(jù)上面的分析，我們可通過求解下屬系統(tǒng)得到相對重要性程度矢量 W 的估計(jì)W? ： AW? = max? W? 式中： max? —— 矩陣 A 的最大特征根。根據(jù) Perron 定理，正矩陣有一個最大的實(shí)特征值，相應(yīng)地存在為惟一規(guī)范的非負(fù)特征向量，矩陣 A 存在最大特征根，且 max?≥ n，當(dāng) A 滿足完全一致性時 , max? =n； 當(dāng) A 不滿足完全一致性時 max? ﹥ n。具體的方法如下： 15 ① 用方根法計(jì)算判斷矩陣的最大特征根 max? 111 12 13 14 1221 22 23 24 2331 32 33 34 3441 42 43 44 41 2 3 4 6nnnWnnn n n n nWWWAWWa a a a aa a a a aa a a a aa a a a aa a a a a????? ???? ????????????? ?? ????? ??????? ??? ??? ??? ??? ??? ????? ????? ?????? max? =1()n Wii iAnW??= 11()WAnW + 22()WAnW + 33()WAnW + 44()WAnW +???+()WnnAnW 則：123max4WnWWWAWW?????????? ??????????????? ② 判斷矩陣的一次性檢驗(yàn) 判斷矩陣若具有完全的一致性， max? =n，其余特征根均為零。 當(dāng)矩陣 A 不具備完全一致性時， 1 max??? n, max? 與其余的特征根 2,n????? 具有如下關(guān)系： max2nii n??? ??? 由上式知，若判斷矩陣具有較滿意的一致性時， max? 稍大于 n，其余特征根均接近于零。所以，上式計(jì)算值的大小就反映判斷與完全一致性的偏離程度。即可以用判斷矩陣最大特征根以外的其余特征根的負(fù)平均值的絕對值作為度量判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)。即用 max 1nCI n? ?? ? 檢驗(yàn)專家判斷思維的一致性。 為了度量不同階段矩陣是否具有滿意的一致性，我們還需引入判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI 值。對于 1～ 9 階段矩陣， RI 值見表 2。 16 表 2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI 值 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RI 因?yàn)?1， 2 階判斷矩陣總具有完全一致性，所以， 2 階判斷矩陣的 RI 只是形式上的。當(dāng)階數(shù)大于 2 時，判斷矩陣的一致性指標(biāo) CI 與同階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 之比稱為隨機(jī)一致性比率，記為 CR。當(dāng) CR=CI/RI＜ 時，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿足的一 致性，否則就需要舍去或調(diào)整判斷矩陣，并使之具有滿意的一致性。 層 次分析法評價的基本步驟 概括起來， 層次分析法的基本步驟如下： (1) 要完成的評估目標(biāo) ； (2) 從最高層 (管理目標(biāo) )，通過中間層 (判斷準(zhǔn)則 )到最低層構(gòu)