用SuperDecision进行网络层次分析法(ANP)的应用实例
网络层次分析法ANP在水利工程风险分析中的应用
[收稿日期] 33[作者简介] 高厚军(6),男,山东枣庄人,高级工程师,硕士,主要研究方向为水利工程规划、设计与管理1网络层次分析法(ANP )在水利工程风险分析中的应用高厚军(枣庄市南水北调工程建设管理局,山东枣庄 277800)[摘 要] 风险分析是对水利工程项目在开发建设过程中面临的来自技术、经济、自然和社会环境等诸多方面的风险和干扰,予以评估,采用网络分析法(ANP )对水利工程风险进行分析,建立了风险因素多准则、多层次的A NP 结构模型,并对模型的求解进行了阐述,为水利工程项目的风险控制和管理提供了重要的参考。
[关键词] 水利工程管理;风险因素;风险分析;网络分析法(ANP )[中图分类号] T V 73 [文献标识码] A [文章编号] 1006-7175(2009)12-1049-02 大型水利工程项目的开发建设过程充满不确定性因素,工程投资额大,工期长,工程具有单件性、复杂性、不可逆性等特征,涉及到技术,自然环境、社会环境以及组织管理内部等方面的许多因素。
由于这些不确定因素往往不能利用传统的数学模型和科学计算进行精确量化反映,以往利用层次分析法处理系统中定量和非定量问题,对所处的系统进行分层分组处理,将人们对事物的混沌认识清晰地反映出来,从而对水利工程的风险因素进行较为有效的评估。
但是由于AHP 的应用前提是各层次中元素之间是相互独立,因此在处理复杂系统中的相互关联元素的评价问题时受到了局限。
而水利工程中涉及的各种技术、组织管理、自然和社会环境的风险往往是互相关联、互相影响的,所以AHP 对元素相关问题不能更好的反映其本质联系。
而在AHP 基础上发展起来的网络分析法(Analytic N etw ork Process ,缩写为A NP ),能够较好地解决元素反馈和相互影响的特性,弥补了AH P 的缺憾。
因而,随着A NP 的逐渐发展和完善,已经在一些领域中对复杂系统的方案选择或指标评价得到应用,本文基于A NP 对水利工程项目中的风险因素进行分析研究,为水利工程项目的风险分析提供了重要的参考。
层次分析法步骤及案例分析
层次分析法步骤及案例分析层次分析法（AHP）是一种通过对比判断不同因素的重要性来进行决策的方法。
它由匹兹堡大学的数学家托马斯·萨蒙在20世纪70年代初提出，并逐渐应用于各个领域。
本文将介绍层次分析法的步骤，并通过一个实际案例来进行分析。
一、层次分析法的步骤层次分析法主要包括以下几个步骤：1. 确定层次结构：首先，需要明确决策问题的层次结构。
将问题划分为若干个层次，从总目标到具体的子目标，形成一棵树状结构。
例如，在一个购车的决策问题中，总目标可以是“选择一辆适合自己的车”，下面的子目标可以包括“价格”、“外观”、“安全性”等因素。
2. 构造判断矩阵：在每个层次中，需要对不同因素之间的两两比较进行判断。
判断可以基于专家经验、问卷调查或实际数据。
对于两两比较，通常采用一个1到9的比较尺度，其中1表示相等，3表示略微重要，5表示中等重要，7表示强烈重要，9表示绝对重要。
如果因素A相对于因素B的重要性大于1，则B相对于A的重要性是1/A。
3. 计算权重向量：根据判断矩阵中的比较结果，可以计算出每个层次中各个因素的权重向量。
通过对判断矩阵的特征值和特征向量进行计算，可以得到各个因素的权重。
4. 一致性检验：在进行层次分析时，需要检验判断矩阵的一致性。
一致性是指在两两比较中的逻辑关系的一致性。
通常使用一致性指数和一致性比率来判断判断矩阵的一致性程度。
5. 综合评价：通过将各层次中因素的权重向量进行乘积运算，并将结果汇总得到最后的评价结果。
在这一步骤中，可以对不同的决策方案进行排序或进行多目标决策。
二、案例分析为了更好地了解层次分析法的应用，我们来看一个实际案例。
假设某公司需要选择新的供应商，供应商选择的主要考虑因素包括产品质量、交货周期和价格。
我们可以按照以下步骤进行决策：1. 确定层次结构：总目标是选择合适的供应商，下面的子目标是产品质量、交货周期和价格。
2. 构造判断矩阵：对于每个子目标，可以进行两两比较。
基于网络层次分析法的兰州市轨道交通建设对城市经济环境影响探究
摘要：于2014年正式启动的兰州地铁1号线一期工程在建设过程中对城市正常机制产生了影响。
本文通过实地调研、网络搜集、文献整合等方式收集相关数据，并运用SPSS、Super Decision、MATLAB等软件进行数据处理，挖掘信息以确定经济评价体系权重及算法，结合实际加以分析评价，从而探究地铁建设对城市生态、行居、文化等多方面的影响。
从对市民和专家调研结果可以看出，兰州市轨道交通建设对城市生态环境、行居环境、文化景观环境影响程度一般，相较对城市行居环境影响突出。
针对地铁建设中存在的一些问题，提出相关建议。
关键词：轨道交通；网络分析法；环境影响一、研究背景我国城市化进程的推进对于城市道路交通建设提出了巨大考验，城市居民对于出行的便捷、快速程度提出了更高的要求，如何解决道路拥堵，城市轨道交通尤为重要。
从北京、上海市的数据来看，地铁建设极为有效抑制了交通拥堵问题，占平均运载客流总量的三到五成，但是不可避免的是，在地铁建设中对于周边环境、交通乃至文化景观产生一定程度的负面影响。
从现有的国内外研究来看，降低人口稠密区的空气、噪声污染，减少施工建设引发的交通堵塞、施工噪音和地面振动、建筑垃圾、建筑物破坏等问题有待解决[1]。
王鑫[2]以西安地铁建设为例，从施工所导致的地层移位、变形对于地面古建筑的影响予以研究，提出如何最大限度避免或减小地铁施工队与古建筑的影响，运用APLD语言、三维有限元模型，分析了地面交通和地铁振动荷载叠加情况对钟楼的影响。
目前对于城市轨道施工建设中对于周边负面影响测评，仅限于某一个专业方面，欠缺综合的全面分析研究。
所以本文将构建地铁建设对城市环境影响的指标体系，通过向城市居民、领域专家学者、政府相关工作人员发放问卷，调查地铁施工建设对于自然、社会两方面的影响，通过网络层次分析法(ANP)确定指标权重，以探究地铁施工建设对于城市居民产生的直接影响。
二、地铁建设影响的体系构建地铁为满足城市居民出行需要及安全，往往具有投资规模大、建设时间长、施工范围聚集城市交通枢纽三大特点，这对于市政规划、交通疏导、垃圾运输及其他相关部门提出了更加严格要求。
基于依存和反馈的网络层次分析法(ANP)
实例分析现应用基于依存和反馈的网络层次分析法（ANP）对应急道路设计方案进行评估。
具体操作步骤如下：（一）分析问题在此处需要对需要解决的问题进行分析，理清思路，构建起评价体系。
第一，针对问题进行分析，并依此形成指标体系。
在设计某一座应急道路时，施工周期、道路长度、通行的荷载、车行道宽度、车道中间的中央分隔带是一定的。
第二，构建依存和反馈关系。
在指标体系构建过程中, 只识别了评价指标, 而要建立ANP 模型还必须对评价指标之间的互相影响关系（反馈或依赖）进行研究，即：指标的关联情况。
指标关联情况是通过一个二维表形式的专家问卷调查而得知的，通常可以通过以专家调查或是小组讨论方式最终可得到评价指标间的关联情况。
如下图所示：两两比较矩阵，即：判断矩阵，主要用于元素间的优势度。
判断矩阵表示对于上一层因素，本层与之有关因素之间相对重要性的比较，凡是相互之间存在依存和反馈关系的, 都应进行两两比较。
判断矩阵是层次分析法的基本信息，也是进行相对重要度计算的依据。
第四，数据处理数据处理是贯穿于整个研究过程的核心，诸如指标的筛选、指标权重的计算要处理的原始数据大部分来自于问卷调查。
问卷处理主要采用Excel完成，而指标权重的计算则采用Super Decision完成。
此处我们主要利用Excel进行调查问卷的处理。
表2 1-9标度法赋值序号重要性等级Cij1 i，j两元素同等重要 12 i元素比j元素稍重要 33 i元素比j元素明显重要 54 i元素比j元素强烈重要75 i元素比j元素极端重要96 i元素比j元素稍不重要1/37 i元素比j元素明显不重要1/58 i元素比j元素强烈不重要1/79 i元素比j元素极端不重要1/9指标体系的构建主要指在Super Decision中完成整个模型的构建，包括：创建元素集、节点、链接等。
第一，创建元素集ClusterCluster，即元素集，对应的是网络层指标，也就是二级指标。
基于模糊网络分析法（F-ANP）的高速铁路运营安全评价
基于模糊网络分析法（F-ANP）的高速铁路运营安全评价王迎晗，陆键，彭一川（同济大学交通运输工程学院，上海201804）摘要：高速铁路故障致因复杂，安全评价难以定量化精确描述。
为保障高速铁路运营安全，从人员、设备、环境、管理4个方面构建高速铁路运营安全评价指标体系，并分析各安全因素间耦合关系；在评价指标体系基础上，运用网络层次分析法（ANP）和模糊综合评判相结合的模糊网络分析法（F-ANP）建立高速铁路运营安全评价模型。
首先通过调研考察和参考相关研究，建立安全评价因素集和评语集；然后运用网络层次分析法确定各安全因素权重，其中工作人员管理制度和列车信号与控制系统对高速铁路运营安全的贡献度最大；最后根据专家问卷调查统计结果建立评价矩阵，并通过模糊变换得出综合评价结果。
关键词：高速铁路；影响因素；安全评价；模糊网络分析法；网络层次分析法；模糊综合评判中图分类号：U298；X951文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）02-0057-09 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.02.0571概述截至2018年底，我国已建成并投入运营的高速铁路里程达2.9万km以上，占全世界高速铁路运营里程的66%以上。
虽然我国高速铁路建设取得了举世瞩目的成就，但在运营管理和安全保障方面仍有待提高，高速铁路运营安全评估和风险管理更是受到越来越多的重视和关注。
安全评价作为系统工程的重要组成部分，其目的是对系统或工程在运行中可能遭受的损害或潜在的风险源做出定量的估计或定性的描述。
高速铁路系统构成复杂，其供电系统、信号与通信系统、轮轨系统和控制系统等的正常工作均关系着列车的安全运行。
此外，高速铁路在运营过程中，还容易受到天气情况、人为干扰等因素的影响。
目前，国内外有众多安全领域的专家学者运用不同方法和模型对高速铁路运营安全进行研究和分析：Guo等［1］研究高铁列车驾驶员的人格特征对行车安全的影响，采用NEO人格量表的方式，对原北京铁路局221名高铁列车驾驶员进行问卷调查，并建模分析调查结果。
层次分析法AHP、ANP与熵值法带例子和软件操作说明
对于判断矩阵B3，其计算结果为：
0.406 0.406 , max 4, CI 0, RI 0.90, CR 0 W 0.094 0.094
①计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi
M i aij
j 1 n
②计算Mi的n次方根 Wi
Wi
③对向量 W W ,W ,
1 2
n
T
Mi
,Wn
正规化（归一化处理）
Wi
Wi
W
j 1
n
j
则 即为所求的特征向量。 ④计算判断矩阵的最大特征根
max
1-9标度方法
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 重要性等级 i，j两元素同等重要 i元素比j元素稍重要 i元素比j元素明显重要 i元素比j元素强烈重要 i元素比j元素极端重要 i元素比j元素稍不重要 i元素比j元素明显不重要 i元素比j元素强烈不重要 i元素比j元素极端不重要 Cij赋值 1 3 5 7 9 1/3 1/5 1/7 1/9
B3 1/3 3 1
1 1/ 5 1/ 3 A 5 1 3 3 1/ 3 1
同样，可得：
1 2 3 4 1/ 3 1 3 2 B1 1/ 5 1/ 3 1 1/ 2 1/ 4 1/ 2 2 1 1/ 7 1/ 5 1/ 2 1/ 3
7 5 1 3 3 1 1 1 1 3 3 3 B 3 1/ 3 1/ 3 1 1 1
i 1
n
i
n
用SuperDecision进行网络层次分析法(ANP)的应用实例
用SuperDecision进行网络层次分析法（ANP）的应用实例一、网络层次分析法简介（一）ANP理论与方法20年代90年代，萨蒂教授（Saaty）在AHP的基础上于提出来的一种适应非独立递阶层次结构的决策方法——网络层次分析法（Analytic Network Process，ANP）[9]。
网络层次分析法将系统内各元素的关系用类似网络结构表示，而不再是简单的递阶层次结构，网络层中的元素可能相互影响、相互支配，这样ANP能更准确地描述客观事物之间的联系，是一种更加有效的决策方法。
网络层次分析法在进行决策分析时，需要决策者对每个因素（影响因子）进行两两相对重要程度的判定。
在实际生活中，决策者常常不是对所有的决策因素（影响因子）进行相对重要程度判断，而是根据自己的情况（知识、经验、喜好）对某几个因素（影响因子）进行相对重要程度判断，此时，两两判断矩阵就会出现一些空缺，我们称这种情况为信息不完备[1]。
为此，运用ANP进行分析，通过将问题化为一种二次规划问题来计算出权重，最后运用ANP的极限超矩阵得到总排序。
ANP经常被用来解决具有网络结构的系统评价与决策的实际问题[1]。
（二）ANP网络结构ANP考虑到递阶层次结构内部循环及其存在的依赖性和反馈性，将系统元素划分为两大部分，第一部分称为控制因素层，包括问题目标和决策准则，所有的决策准则均被认为是彼此独立的，且受目标元素支配。
控制元素中可以没有决策准则，但至少有一个目标，控制层中的每个准则的权重均可由传统的AHP获得。
第二部分为网络层，它是由所有受控制层支配的元素组成的，其内部是互相影响的网络结构，图1就是一个典型的ANP结构。
图1 典型的ANP结构图二、ANP算法步骤（一）分析问题。
将决策问题进行系统的分析、组合形成元素和元素集。
主要分析判断元素层次是否内部独立, 是否存在依存和反馈。
可用会议讨论、专家填表等形式和方法进行。
（二）构造ANP的典型结构。
超级决策软件_SuperDecisions_在体育综合评价中的应用研究解析
创新教育２０１１ＮＯ．２２科技创新导报超级决策软件（ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎｓ）在体育综合评价中的应用研究①魏华（西安体育学院陕西西安７１００６８）摘要：通过教练员能力综合评价案例，运用网络分析法（ＡＮＰ法）构建指标框架，使用ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ软件计算指标权重，为ＳｕｐｅｒＤｅｃｉ－ｓｉｏｎｓ和（ＡＮＰ法）更好地应用于体育综合评价提供参考。
关键词：ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ软件ＡＮＰ法指标权重案例应用中图分类号：Ｇ８０文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１１）０８（ａ）－０１８７－０１前言网络分析法（ＡＮＰ法）是在ＡＨＰ基础上发展而形成的一种新的实用决策方法。
由于采用了网络结构，因此使用ＡＮＰ法计算指标权重能更好的反映指标之间的联系和反馈关系，能够给予评价对象较为科学和客观的评价。
但是ＡＮＰ法的计算是极其繁琐，是该方法付诸于实践的瓶颈问题，不借助计算软件，很难将ＡＮＰ模型应用于实际决策问题，因而许多研究者对ＡＮＰ法望而生畏。
近年来ＲｏｚａｎｎＷ．Ｓａｔｔｙ和Ｗｉ１１ｉａｍＡｄａｍｓ在美国推出了超级决策（ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ，下称ＳＤ软件），该软件基于ＡＮＰ理论，己成功地将ＡＨＰ法和ＡＮＰ法的计算程序化，是计算权重的强大的计算工具，为两种方法的推广奠定了基础。
邻判断的中值。
２ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ软件的应用在指标框架确定和所有的指标权重调查问卷收回之后，一级指标权重一般可通过专家直接指定，其他级别指标就可以使用ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎｓ所软件来计算了。
２．１指标框架的创建创建指标框架，是指要将问卷筛选的指标框架通过菜单命令输入到的ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎｓ系统中，二级指标表示为Ｃｌｕｓｔｅｒ（元素集），三级指标表示为节点，同时根据指标间是否存在关联创建结点之间的关联。
具体方法如下。
（１）创建二级指标（元素集）。
打开ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ软件后，在主界面中，选择【Ｄｅｓｉｇｎ】｜【Ｃｌｕｓｔｅｒ】｜【Ｎｅｗ】命令，弹出如图２所示的对１超级决策（ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎ，下称ＳＤ软件）话框，在【Ｎａｍｅ】Ｎａｍｅ框内输入“思想道简介德”，点【ＣｒｅａｔｅＡｎｏｔｈｅｒ】按纽，反复执行直ＳｕｐｅｒＤｅｃｉｓｉｏｎｓ的问世主要是为了解决到把所有的二级指标创建完毕。