最新层次分析数学建模案例

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最新层次分析数学建模案例

基于层次分析法的护岸框架最优方案选择

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【摘要】长期以来,四面六边透水框架在河道整治等工程中,因其4

取材方便、自身稳定性、透水性、阻水性好、适合地形变化等特性优5

点而被广泛的应用。但是,在抛投和使用过程中,存在被水流冲击而6

翻滚移位、结构强度的不足、难以合理互相钩连的问题,使框架群不7

能达到理想的堆砌效果。本文主要探讨如何合理设计改进现有护岸框8

架,以最大程度减少框架群被水流冲击翻滚移位的情况,增加框架群9

在使用过程中互相钩连程度和结构强度,达到减速促淤效果。

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针对问题,我们结合四面六边透水框架本身的优势特性,在原有框11

架的基础上进行改进设计,根据三角形稳定性的特性,通过应用机理12

分析,进行物理图形构造,设计出三种供选方案。

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模型一:构建四面六边带触脚框架模型(图 5.2),该模型在四面14

六边透水框架的基础上,运用触脚设计,较好的融合增强四面六边透15

水框架本身的优点特性,使框架达到不易翻滚,并与其他的框架自然16

地相互钩连。

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模型二:构建六面九边带触脚框架模型(图 5.6),该模型是对模18

型一的改进,综合模型一和原型模型的结构,不仅具备良好的亲水性、19

阻水性和稳定性,而且触脚比模型一更多,使框架更加稳定,不易翻20

滚、框架群之间也更容易钩连;同时,模型二施工简单,更容易构造,21

也更加节约经济造价成本。

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模型三:构建双四面六边护岸框架模型(图5.12),该模型设计内23

外双层四面六边透水框架体,旨在增加护岸框架结构强度和稳定性及24

阻水性。运用内外双层结构设计,形成内外双层保障。由三角形的稳25

定性可以得知该模型结构强度高、稳定性强。

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模型四:应用层次分析法对如何科学、合理地进行选择护岸框架,

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进行系统的分析。选取施工时架空率易接近4到6、结构强度、不易28

翻滚程度、框架群间易钩连程度、生产成本及易生产、施工简易度六29

个因素指标为准则层,选取原有护岸框架和本文设计的三个框架模型30

作为方案层,运用Matlab软件计算比较,最后得出结论为:模型二31

(六面九边带触脚框架模型)为最优护岸框架模型。

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【关键词】护岸框架层次分析法立体图形触脚设计34

Matlab

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一、问题重述

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在江河中,堤岸、江心洲的迎水区域被水流长期冲刷侵蚀。在河道37

整治工程中,需要在受侵蚀严重的部位设置一些人工设施,以减弱水38

流的冲刷,促进该处泥沙的淤积,以保护河岸形态的稳定。

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现在常用的设施包括四面六边透水框架等。这是一种由钢筋混泥土40

框杆相互焊接而成的正四面体结构,常见的尺寸为边长约1m,框杆41

截面约0.1×0.1m,将一定数量的框架投入水中,在水中形成框杆群,42

可以使水流消能减速,达到减弱冲击,防冲促淤的效果。

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对四面六边透水框架在抛投时和在使用过程中,可能被水流冲击而44

翻滚移位,使框架群不能达到理想的堆砌效果,对功能有不利影响。

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为了使框架在水中互相钩连,需要设计新的形状。但已有的多数设计46

方案都存在问题,主要集中在两个方面:结构强度不足,以及虽然原47

则上能够互相钩连,但依然不清楚最终堆砌而成的形状是否合理。请48

你建立合理的数学模型,设计一个良好的框架结构。

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二、问题的分析

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近10年来,四面六边透水框架作为一种新型的护岸防冲方式,在

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河道整治等工程中,得到了广泛的应用。这种新型的护岸方式,不仅52

可以节省工程材料,而且具有良好的减速促淤效果,在投放区域起到53

了防止冲刷的作用,但是,在实际使用过程中,四面六边透水框架可54

能被水流冲击翻滚移位,使框架群不能达到理想的推砌效果,对功能55

有不利的影响。主要表现为:结构强度的不足,以及虽然原则上能够56

互相钩连,但是不清楚最终形状是否合理。

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针对所给问题,我们要设计出一种新型的护岸框架结构,以解决以58

下实际生活中护岸框架存在的问题:

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1)结构强度的不足;

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2)科学、合理的相互钩连;

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3)减轻框架群在使用过程中的翻滚移位率。

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我们知道混泥土四面六边透水框架群作为新型的江河护岸工程技63

术[1],和其他传统的护岸框架(丁坝、抛石护脚等)相比,拥有取材64

方便、自身稳定性好、透水性好、阻水性佳、基础不易被冲刷、适合65

地形变化等特性优点,特别是框架的尺寸、架空率和铺设长度的设计,66

更是有效的综合了透水性、稳定性和阻水性。

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因此,我们考虑在设计新型护岸框架群时,应结合混泥土四面六边68

透水框架群在护岸技术上的优势,在混泥土四面六边透水框架群的基69

础上优化设计,发挥四面六边透水框架群的优势,并尽量弥补四面六70

边透水框架群在结构强度、易钩连程度、翻滚移位程度上的不足,并71

综合考虑设计后的框架结构在架空程度、经济生产成本、施工的难易72

程度等指标,通过机理分析,确定出参数关系,从而设计出四面六边73

带触脚框架模型(模型一)、六面九边带触脚框架模型(模型二)和74

双四面六边透水框架群(模型三)然后,我们利用Matlab软件[2],建75

立框架群层次分析模型[3](模型四)通过建立目标层、决策层和方案76

层,可以选取施工时架空率接近4-6的程度、结构强度、易翻滚程度、

易钩连程度、生产成本、施工简易度六个指标对模型一、模型二、模77

型三所设计的改价护岸框架和四面六边透水框架群原型进行综合分78

析评价,以确立出最优的新型护岸框架方案。

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三、模型假设

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1. 护岸框架焊接牢固。

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2. 护岸框架材料均匀,规格一致。

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3. 设计的各类框架选材和四面六边透水框架一样。

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4. 设计的各类框架在施工过程中,不出现偷工减料等现象。

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5. 不考虑不同市场间的材料的差价。

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四、符号说明

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符号含义

d

单个四面六边透水框架的尺寸(边长与边的横截面的边长之比)

l单个四面六边透水框架的边长

r四面六边透水框架每一边的横截面(正方形)的边长l'护岸框架的触脚长

A成对比较矩阵(准则层对目标层)

i

B成对比较矩阵(方案层会目标层)

ij

b矩阵中的元素

w矩阵A的归一化特征向量

n矩阵的阶数

i

λ矩阵的最大特征值

CI一致性指标

RI随机一致性指标

CR一致性比率

a矩阵A中的元素

ij

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五、模型的建立及求解

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5.1 模型一(四面六边带触脚框架模型)

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本模型通过机理分析,在四面六边框架(如图5.1)的基础上分析91

设计。

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5.1.1 现有四面六边框架分析

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图5.1 四面六边框架

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四面六边框架群作为近10年来新型的江河护岸工程技术,具有以97

下优缺点(如表5.1所示)

表5.1 四面六边框架群优缺点

针对四面六边框架群在实际护岸中存在的问题和不足,我们为了保98

证四面六边框架群区别于传统护岸框架的优点,在四面六边框架群的99

框架结构上进行优化设计。 100

5.1.2 第一种优化设计方案 101

四面六边带触脚框架立体效果图(如图5.2)

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数学建模之层次分析法

第四讲层次分析法 在现实世界中,往往会遇到决策的问题,比如如何选择旅游景点的问题,选择升学志愿的问题等等。在决策者作出最后的决定以前,他必须考虑很多方面的因素或者判断准则,最终通过这些准则作出选择。 比如选择一个旅游景点时,你可以从宁波、普陀山、浙西大峡谷、雁荡山和楠溪江中选择一个作为自己的旅游目的地,在进行选择时,你所考虑的因素有旅游的费用、旅游地的景色、景点的居住条件和饮食状况以及交通状况等等。这些因素是相互制约、相互影响的。我们将这样的复杂系统称为一个决策系统。这些决策系统中很多因素之间的比较往往无法用定量的方式描述,此时需要将半定性、半定量的问题转化为定量计算问题。层次分析法是解决这类问题的行之有效的方法。层次分析法将复杂的决策系统层次化,通过逐层比较各种关联因素的重要性来为分析、决策提供定量的依据。 一、建立系统的递阶层次结构 首先要把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型。一个决策系统大体可以分成三个层次: (1) 最高层(目标层):这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果; (2) 中间层(准则层):这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节,它可以由若干个层次组成,包括所需考虑的准则、子准则; (3) 最低层(方案层):这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等。 比如旅游景点问题,我们可以得到下面的决策系统: 目标层——选择一个旅游景点 准则层——旅游费用、景色、居住、饮食、交通 方案层——宁波、普陀山、浙西大峡谷、雁荡山、楠溪江 二、构造成对比较判断矩阵和正互反矩阵 在确定了比较准则以及备选的方案后,需要比较若干个因素对同一目标的影响,从额确定它们在目标中占的比重。如旅游问题中,五个准则对于不同决策者在进行决策是肯定会有不同的重要程度,而不同的方案在相同的准则上也有不同的适合程度表现。层次结构反映了因素之间的关系,但准则层中的各准则在目标衡量中所占的比重并不一定相同,在决策者的

数学建模定性分析方法解析

定性研究数据采集 定量研究往往具有足够样本量支持,丰富的统计分析技术,可以得出具有一定代表性的结论,但对于某个问题消费者为何如此回答,其所给解释是否是其真实想法,这样的问题便显得有些束手无策了。相对而言,定性技术对数理性的要求低一些,但对消费者动机的深层挖掘要求却更高,更具针对性,因而 与定量研究形成互补。 常规定性研究的方法主要是个别深度访谈与座谈会访谈。其中深度访谈是深层次地挖掘个体的表现特征与背后的原因,而座谈会是利用几个人一起进行头脑风暴(brainstorming)的优势,相互激发、相互启迪, 从而挖掘出深层次的原因。 座谈会(FDG) 座谈会的成功依赖于两个系统,一个是主持人培训系统,一个是被访者约访系统。华通现代建立起专职主持人与研究员水平主持人两个体系。一方面保持几个专职主持人,以利于他们不断提高公司在座谈会主持方面的技术水平,适应一些难度非常大的主持项目;另一方面又更鼓励一部分研究人员掌握主持技巧, 完成常规项目中必须的座谈会需求。 专职主持人的特点是主持技巧水平较高,缺点是研究设计、分析能力弱。必须要研究人员与主持人的高度配合才能够拿出高水平的研究报告。研究员水平的主持人对于一些特别复杂的技巧没有专职主持人那么强,但由于自己完全参与项目设计、数据分析、报告撰写等过程,容易对消费者有特别深入的理解、对数据的理解也会有独到的方面,比较容易出好的研究报告。 深层访谈(In-depth Interview) 深访是一种无结构的、直接的、一对一的访问,在访问过程中,由掌握高级访谈技巧的调查员对调查对象进行深入的访谈,用以揭示对某一问题的潜在动机、态度和情感,此方法最适合于做探测性调查。深层访谈的优点是更能深入地了解被调查者的内心想法和态度;便于对一些保密性、敏感性问题进行调查;能够自由地交换信息,常常会取得一些意外的资料。缺点是调查的无结构性使得这种方法首调查员自身素

(完整版)数学建模之层次分析法

层次分析法 层次分析法是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法将定量分析与定性分析结合起来,用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序,比较有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。 缺点: (1)层次分析法的主观性太强,模型的搭建,判断矩阵的输入都是决策者的主观判断,往往会因为决策者的考虑不周、顾此失彼而造成失误。 (2)层次分析法模型的内部结构太过理想化,完全分离、彼此独立的层次结构在实践中很难做到。 (5)层次分析法只能从给定的决策方案中去选择,而不能给出新的、更优的策略。 1.模型的应用 用于解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析。 (1)公司选拔人员, (2)旅游地点的选取, (3)产品的购买等, (4)船舶投资决策问题(下载文档), (5)煤矿安全研究, (6)城市灾害应急能力, (7)油库安全性评价, (8)交通安全评价等。 2.步骤 ①建立层次结构模型 首先明确决策目标,再将各个因素按不同的属性从上至下搭建出一个有层次的结构模型,模型如下图所示。

目标层 准则层 方案层 目标层:表示解决问题的目的,即层次分析要达到的总目标。通常只有一个总目标。 准则层:表示采取某种措施、政策、方案等实现预定总目标所涉及的中间环节。 方案层:表示将选用的解决问题的各种措施、政策、方案等。通常有几个方案可选。 注意: (1)任一元素属于且仅属于一个层次;任一元素仅受相邻的上层元素的支配,并不是任一元素与下层元素都有联系; (2)虽然对准则层中每层元素数目没有明确限制,但通常情况下每层元素数最好不要超过 9 个。这是因为,心理学研究表明,只有一组事物在 9 个以内,普通人对其属性进行判别时才较为清楚。当同一层次元素数多于 9 个时,决策者对两两重要性判断可能会出现逻辑错误的概率加大,此时可以通过增加层数,来减少同一层的元素数。 ②构造判断(成对比较)矩阵 以任意一个上一层的元素为准则,对其支配的下层各因素之间进行两两比 a重要程度的衡量用Santy的1—9较。得到判断矩阵,再求出各元素的权重。 ij 标度方法给出。即

基于层次分析法的数学建模

基于层次分析法研究云南烟草品牌竞争力 摘要 与国外知名烟草品牌相比,国内的烟草品牌存在着品牌集中度不够,品牌多、杂、散、小;品牌定位模糊,市场占有率低;品牌形象乱,品牌美誉度低,消费者购买行为习惯化导致忠诚度差等问题,因此,本文采用层次分析法对在中国烟草行业中有着举足轻重地位的云南省烟草品牌竞争力进行了评价研究,分析云南烟草业品牌现状,提出品牌竞争力的影响因素,对提高云南烟草业的品牌竞争力、解决烟草业存在的问题提供一定的帮助。 关键词:烟草品牌云南烟草品牌竞争力层次分析法 一、问题重述 近年来,我国一直推进实施卷烟工业的整合重组、卷烟品牌的淘汰和优化。但是,由于之前的卷烟品牌众多;截止到 2009 年底我国的烟草企业有 30 家,卷烟品牌 138 个,所以目前我国烟草企业之间的竞争非常激烈,行业内有众多势均力敌的竞争对手。当今卷烟产品差异化日渐缩小,消费者购买时会更看重品牌价值和品牌文化,使烟草行业内部面临着激烈的竞争,以具有代表性的云烟为实证,分析云南烟草企业的品牌竞争力及影响品牌竞争力的主要因素,并提出提高云烟品牌竞争力的对策建议。

二、问题分析 (1)云南卷烟近年情况分析 图1为云产卷烟在全国各地区的销量情况,有颜色部分为云南卷烟销量均超过15.58万箱,在全国卷烟销售中占有很大份额。2008 年卷烟品牌为16个,比2003年的36个减少了 20个。作为全国卷烟产销量最大的省份,2009 年云南的产销量达到 3667.9 亿支。在卷烟产量增幅较小的情况下,2008 年云南烟草工业税利为 577 亿元,比2003 年的 330 亿元增加了 247 亿元。因此,分析云南卷烟品牌竞争力有助于对云南卷烟品牌做出适当的规划调整,很大程度上能够促进云南经济的发展。(数据为云南中烟系统中2015年 云产卷烟销量数据) 图1

数学建模期末作业谈层次分析法在就业中的应用讲课稿

数学建模期末作业谈层次分析法在就业中 的应用

谈层次分析法在就业中的应用 摘要 近年高校毕业生数量急剧膨胀就业的难题似乎变得更加严峻和突出——全国就业工作座谈会传来消息,2010年应届毕业生规模是本世纪初的6倍,2011年高校毕业生人数为660万人,“十二五”时期应届毕业生年平均规模将达到近700万人。许多大学生处于就业十字路口,茫然不知所措。这种心态下的种种决策难免造成失误,所以需要一种可靠的定量的容易操作的,并且具体的有说服力的方法来帮助做出决策。本文提出了定性和定量相结合的层次分析法步骤,构成了工作满意度的评价指标体系,通过各因素重要程度比较与计算,最终确定出了6个具体指标在该体系下的权重并排序,这样在分析某种工作的满意程度时就可以按此权重进行衡量。为此我们建立了层次结构模型,做成对比较矩阵: 正互反矩阵为?????????? ????? ? ??? ?=wn wn w wn w wn wn w w w w w w w wn w w w w w w w A /...... 2/1//2........3/22/21/2/1........3/12/11/1M M M M 通过Matlab 等数学工具,得到特征向量 T w )083.0,201.0,139.0,154.0,076.0,347.0(1=,且∑==508.6)(max i i nw Aw λ,通过一致 性指标得出1016.0) 1() (max =--= n n CI λ,1.0082.024 .11016 .0<=== RI CI CR , 如果有CI 偏差,那偏差是否在满意的一致性范围,引进平均随机一致性指标RI 。 平均随机一致性指标RI 数值

8第八章 层次分析法

-167- 第八章 层次分析法 层次分析法(Analytic Hierarchy Process ,简称AHP )是对一些较为复杂、较为模糊的问题作出决策的简易方法,它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。它是美国运筹学家T. L. Saaty 教授于上世纪70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。 §1 层次分析法的基本原理与步骤 人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中,面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统。层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。 运用层次分析法建模,大体上可按下面四个步骤进行: (i )建立递阶层次结构模型; (ii )构造出各层次中的所有判断矩阵; (iii )层次单排序及一致性检验; (iv )层次总排序及一致性检验。 下面分别说明这四个步骤的实现过程。 1.1 递阶层次结构的建立与特点 应用AHP 分析决策问题时,首先要把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型。在这个模型下,复杂问题被分解为元素的组成部分。这些元素又按其属性及关系形成若干层次。上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。这些层次可以分为三类: (i )最高层:这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果,因此也称为目标层。 (ii )中间层:这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节,它可以由若干个层次组成,包括所需考虑的准则、子准则,因此也称为准则层。 (iii )最底层:这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等,因此也称为措施层或方案层。 递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关,一般地层次数不受限制。每一层次中各元素所支配的元素一般不要超过9个。这是因为支配的元素过多会给两两比较判断带来困难。 下面结合一个实例来说明递阶层次结构的建立。 例1 假期旅游有1P 、2P 、3P 3个旅游胜地供你选择,试确定一个最佳地点。 在此问题中,你会根据诸如景色、费用、居住、饮食和旅途条件等一些准则去反复比较3个侯选地点。可以建立如图1的层次结构模型。 图1 层次结构模型

数学建模案例分析

案例分析1: 自行车外胎的使用寿命 问题: 目前,自行车在我国是一种可缺少的交通工具。它小巧、灵活、方便、易学,而且价格适中,给广大居民带来了不小的益处。但是,自行车也有令人头痛的地方,最常见的问题莫过于扎胎了。扎胎的原因有很多,但相当一部分是由于外胎磨损,致使一些玻璃碴、小石子很容易侵入、扎破内胎。为了减少不必要的麻烦,如何估计自行车外胎的寿命,及时更换? 分析: 分析角度:由于题目里未明确指出我们是应从厂家角度,还是应从用户角度来考虑这个问题,因此需要我们自己做出合理判断。若从厂家角度,我们面对的应当是一大批自行车外胎的平均寿命的估计。这样的估计要求一定精确度和相对明确的使用环境;而从用户角度来说,面对的仅是个人的一辆车,不需要很高的精确度,这样的寿命估计更简单,易于随时了解,下面仅从用户角度进行分析。 产品的使用者需要了解产品的寿命,是基于安全性及更换的费用来考虑的。我们将这两个标准作为主要标准来分析,首先值得注意的两个关键性问题是如何定义寿命、何时为寿命的终止。寿命的定义要做到科学,直观,有可比性,在航空工业中航天飞机的使用寿命是用重复使用的次数来衡量,而工厂机器设备的寿命则以连续工作的时间来定义。本题外胎的寿命亦可用时间来表征,但由于外胎的寿命直接与其磨损速度相关;而磨损速度又与使用频率及行驶速度相互联系,致使外胎的寿命不一定与使用时间成正比(这种非正比关系使我们不能拿一辆—天跑200公里的自行车与一天只跑1公里的自行车进行寿命比较),降低了可比性。如换成自行车的路程寿命来比较,就好得多。产品寿命是在安全性和更换费用相互制约下达到的一个点,在这个点上,外胎的安全系数降到用户不可接受的最低值,更换费用(寿命越长,在一定意义上更换费用越低)也达到了最大限度的节省。 弄清了上面两个问题后,我们继续明确建立模型需要解决哪些问题及建立模型的重点难点。 自行车使用过程中,一来影响因素多,二来这些因素之间彼此相关,十分复杂,要做到比较准确地估计使用寿命,不但要对外胎的性能有相当的了解,而且对使用环境更不能忽视。当然我们由于是站在用户角度上来考虑的,相对地就可忽略一些次要的影响因素。 这样的数学模型面对着两个主要问题。一、自行车使用寿命与外胎厚度的关系,二、外胎能够抵御小石子破坏作用的最小厚度。后者可处理得相对简略些(如只考虑一块具有一般特征的小石子对外胎的破坏作用),而重点(也是难点)是第一个问题。车重、人重、轮胎性质(力学的、热学的、甚至化学的)和自行车使用频率等都左右着它们的关系。这么多相关因素,不必一一都加以考虑(用户是不会在意这么多的),有些因素,可以先不考虑,在模型的改进部分再作修改,采取逐步深入的方法,如:摩擦损耗有滑动摩擦和滚动摩擦损耗两种,由于滚动摩擦占用的时间(或路程)显然占绝对优势,因此可重点考虑。但滑动摩擦造成的一次损坏又比滚动摩擦大,在刹车使用过频的情况下,就不能不考虑了。 最后,需对得出的结果用简单清晰的文字进行说明,以供用户参考。 案例分析2:城市商业中心最优位置分析 问题: 城市商业中心是城市的基本构成要素之一。它的形成是一个复杂的定位过程。商业中心的选址涉及到各种因素制约,但其中交通条件是很重要的因素之一。即商业中心应位于城市“中心”,如果太偏离这一位置,极有可能在城市“中心”地带又形成一个商业区,造成重复建设。 某市对老商业中心进行改建规划,使居民到商业中心最方便。如果你是规划的策划者,如何建立一个数学模型来解决这个问题。

层次分析法-数学建模

层次分析法 一、分析模型和一般步骤 二、建立层次结构模型 三、构造成对比较矩阵 四、作一致性检验 五、层次总排序及决策 一. 层次分析模型和一般步骤 层次分析法是一种定性与定量分析相结合的多因素决策分析方法。这种方法将决策者的经验判断给于数量化,在目标因素结构复杂且缺乏必要数据的情况下使用更为方便,因而在实践中得到广泛应用。 层次分析的四个基本步骤: (1)在确定决策的目标后,对影响目标决策的因素进行分类,建立一个多层次结构; (2)比较同一层次中各因素关于上一层次的同一个因素的相对重要性,构造成对比较矩阵; (3)通过计算,检验成对比较矩阵的一致性,必要时对成对比较矩阵进行修改,以达到可以接受的一致性; (4)在符合一致性检验的前提下,计算与成对比较矩阵最大特征值相对应的特征向量,确定每个因素对上一层次该因素的权重; 计算各因素对于系统目标的总排序权重并决策。 二. 建立层次结构模型 将问题包含的因素分层:最高层(解决问题的目的);中间层(实现总目标而采取的各种措施、必须考虑的准则等。也可称策略层、约束层、准则层等);最低层(用于解决问题的各种措施、方案等)。把各种所要考虑的因素放在适当的层次内。用层次结构图清晰地表达这些因素的关系。 〔例1〕购物模型 某一个顾客选购电视机时,对市场正在出售的四种电视机考虑了八项准则作为评估依据,建立层次分析模型如下:

例2〕选拔干部模型 对三个干部候选人、、,按选拔干部的五个标准:品德、才能、资历、年龄和群众关系,构成如下层次分析模型:假设有三个干部候选人、、,按选拔干部的五个标准:品德,才能,资历,年龄和群众关系,构成如下层次分析模型 例3〕评选优秀学校 某地区有三个学校,现在要全面考察评出一个优秀学校。主要考虑以下几个因素: (1)教师队伍(包括平均学历和年龄结构)

层次分析数学建模案例.doc

基于层次分析法的护岸框架最优方案选择 【摘要】长期以来,四面六边透水框架在河道整治等工程中,因其取材方便、自身稳定性、透水性、阻水性好、适合地形变化等特性优点而被广泛的应用。但是,在抛投和使用过程中,存在被水流冲击而翻滚移位、结构强度的不足、难以合理互相钩连的问题,使框架群不能达到理想的堆砌效果。本文主要探讨如何合理设计改进现有护岸框架,以最大程度减少框架群被水流冲击翻滚移位的情况,增加框架群在使用过程中互相钩连程度和结构强度,达到减速促淤效果。 针对问题,我们结合四面六边透水框架本身的优势特性,在原有框架的基础上进行改进设计,根据三角形稳定性的特性,通过应用机理分析,进行物理图形构造,设计出三种供选方案。 模型一:构建四面六边带触脚框架模型(图5.2),该模型在四面六边透水框架的基础上,运用触脚设计,较好的融合增强四面六边透水框架本身的优点特性,使框架达到不易翻滚,并与其他的框架自然地相互钩连。 模型二:构建六面九边带触脚框架模型(图5.6),该模型是对模型一的改进,综合模型一和原型模型的结构,不仅具备良好的亲水性、阻水性和稳定性,而且触脚比模型一更多,使框架更加稳定,不易翻滚、框架群之间也更容易钩连;同时,模型二施工简单,更容易构造,也更加节约经济造价成本。 模型三:构建双四面六边护岸框架模型(图5.12),该模型设计内外双层四面六边透水框架体,旨在增加护岸框架结构强度和稳定性及阻水性。运用内外双层结构设计,形成内外双层保障。由三角形的稳定性可以得知该模型结构强度高、稳定性强。 模型四:应用层次分析法对如何科学、合理地进行选择护岸框架,进行系统的分析。选取施工时架空率易接近4到6、结构强度、不易翻滚程度、框架群间易钩连程度、生产成本及易生产、施工简易度六个因素指标为准则层,选取原有护岸框架和本文设计的三个框架模型作为方案层,运用Matlab软件计算比较,最后得出结论为:模型二(六面九边带触脚框架模型)为最优护岸框架模型。 【关键词】护岸框架层次分析法立体图形触脚设计 Matlab

[实用参考]高中常见数学模型案例.doc

高中常见数学模型案例 中华人民共和国教育部20KK 年4月制定的普通高中《数学课程标准》中明确指出:“数学探究、数学建模、数学文化是贯穿于整个高中数学课程的重要内容”,“数学建模是数学学习的一种新的方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于学生体验数学在解决问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识;有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力。”教材中常见模型有如下几种: 一、函数模型 用函数的观点解决实际问题是中学数学中最重要的、最常用的方法。函数模型与方法在处理实际问题中的广泛运用,两个变量或几个变量,凡能找到它们之间的联系,并用数学形式表示出来,建立起一个函数关系(数学模型),然后运用函数的有关知识去解决实际问题,这些都属于函数模型的范畴。 1、正比例、反比例函数问题 例1:某商人购货,进价已按原价a 扣去25%,他希望对货物订一新价,以便按新价让利销售后仍可获得售价25%的纯利,则此商人经营者中货物的件数P 与按新价让利总额P 之间的函数关系是___________。 分析:欲求货物数P 与按新价让利总额P 之间的函数关系式,关键是要弄清原价、进价、新价之间的关系。 若设新价为b ,则售价为b (1-20%),因为原价为a ,所以进价为a (1-25%) 解:依题意,有25.0)2.01()25.01()2.01(?-=---b a b 化简得a b 4 5=,所以x a bx y ??==2.0452.0,即+∈=N x x a y ,4 2、一次函数问题 例2:某人开汽车以60km/h 的速度从A 地到150km 远处的B 地,在B 地停留1h 后,再以50km/h 的速度返回A 地,把汽车离开A 地的路P (km )表示为时间t (h )的函数,并画出函数的图像。 分析:根据路程=速度×时间,可得出路程P 和时间t 得函数关系式P (t );同样,可列出v(t)的关系式。要注意v(t)是一个矢量,从B 地返回时速度为负值,重点应注意如何画这两个函数的图像,要知道这两个函数所反映的变化关系是不一样的。 解:汽车离开A 地的距离Pkm 与时间th 之间的关系式是:?? ???∈--∈∈=]5.6,5.3(),5.3(50150]5.3,5.2(,150]5.2,0[,60t t t t t x ,图略。 速度vkm/h 与时间th 的函数关系式是:?? ???∈-∈∈=)5.6,5.3[,50)5.3,5.2[,0)5.2,0[,60t t t v ,图略。 3、二次函数问题 例3:有L 米长的钢材,要做成如图所示的窗架,上半部分为半圆,下半部分为六个全等小矩形组成的矩形,试问小矩形的长、宽比为多少时,窗所通过的光线最多,并具体标出窗框面积的最大值。 解:设小矩形长为P ,宽为P ,则由图形条件可得:l y x x =++911π ∴x l y )11(9π+-= 要使窗所通过的光线最多,即要窗框面积最大,则: )44(32)442(644])11([322622 222 2ππππππ+++-+-=+-+=+=l l x x lx x xy x s

数学建模层次分析法题目及程序

假期旅游问题 现有三个目的地可供选择(方案):风光绮丽的杭州(),迷人的北戴河(),山水甲 天下的桂林()。有5个行动方案准则:景色、费用、居住、饮食、旅途情况。 目标层 准则层 方案层 选择旅游地的层次结构 1-9的标度方法 1-9的标度方法是将思维判断数量化的一种好方法。首先,在区分事物的差别时,人们 总是用相同、较强、强、很强、极端强的语言。再进一步细分,可以在相邻的两级中插入折衷的提法,因此对于大多数决策判断来说,1-9级的标度是适用的。其次,心理学的实验表 明,大多数人对不同事物在相同程度属性上差别的分辨能力在5-9级之间,采用1-9的 标度反映多数人的判断能力。再次,当被比较的元素其属性处于不同的数量级时,一般需要将较高数量级的元素进一步分解,这可保证被比较元素在所考虑的属性上有同一个数量级或比较接近,从而适用于1 -9的标度。 选择旅游地 J景费居饮旅 色用住食途 C2 C 3 C4 C5 C1 G 『1 1/2 4 3 3、 C2 2 1 7 5 5 A = C3 1/4 1/7 1 1/2 1/3 C4 1/3 1/5 2 1 1 C5 订/3 1/5 3 1 1」

相对于旅途 R P 2 F 3 P 「1 1 1/4、 B 5 =R 2 1 1 1/4 讥4 4 1」 程序: A=[1 1/2 4 3 3; 2 1 7 5 5; 1/4 1/7 1 1/2 1/3; 1/3 1/5 2 1 1; 1/3 1/5 3 1 1]; [x,y]=eig(A); eige nvalue=diag(y); m=max(eige nvalue); lamda=m n=fin d(m==eige nvalue); y_lamda=x(:,n); s=sum(y_lamda); W2=y_lamda./s B1=[ 1 2 5; 1/2 1 2; 相对于景色 P P 2 R P 1 f 1 2 5 B 1 =P 2 1/2 1 2 P 3 <1/5 1/2 '1 相对于费用 R P 2 P 3 R (1 1/3 1/8 B 2 =F2 3 1 1/3 叭 3 '1 ; B 3 R 『1 3 4 、 B 4 =P 2 1/3 11 F 3 '^1/4 1 '1』

数学建模期末作业-谈层次分析法在就业中的应用

谈层次分析法在就业中的应用 摘要 近年高校毕业生数量急剧膨胀就业的难题似乎变得更加严峻和突出——全国就业工作座谈会传来消息,2010年应届毕业生规模是本世纪初的6倍,2011年高校毕业生人数为660万人,“十二五”时期应届毕业生年平均规模将达到近700万人。许多大学生处于就业十字路口,茫然不知所措。这种心态下的种种决策难免造成失误,所以需要一种可靠的定量的容易操作的,并且具体的有说服力的方法来帮助做出决策。本文提出了定性和定量相结合的层次分析法步骤,构成了工作满意度的评价指标体系,通过各因素重要程度比较与计算,最终确定出了6个具体指标在该体系下的权重并排序,这样在分析某种工作的满意程度时就可以按此权重进行衡量。为此我们建立了层次结构模型,做成对比较矩阵: 正互反矩阵为?????????? ????? ?????=wn wn w wn w wn wn w w w w w w w wn w w w w w w w A /......2/1//2........3/22/21/2/1........3/12 /11/1 通 过 Matlab 等 数 学 工 具 , 得 到 特 征 向 量 T w )083.0,201.0,139.0,154.0,076.0,347.0(1=,且∑==508.6)(max i i nw Aw λ,通过一致 性指标得出1016.0) 1() (max =--=n n CI λ,1.0082.024 .11016 .0<=== RI CI CR , 如果有CI 偏差,那偏差是否在满意的一致性范围,引进平均随机一致性指标 RI 。 平均随机一致性指标RI 数值 通过比较,最后得出一致性检验通过。 关键词:大学生择业, 层次分析法,适用性。

数学建模之层次分析法

层次分析法 层次分析法就是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法将定量分析与定性分析结合起来,用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序,比较有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。 缺点: (1)层次分析法的主观性太强,模型的搭建,判断矩阵的输入都就是决策者的主观判断,往往会因为决策者的考虑不周、顾此失彼而造成失误。 (2)层次分析法模型的内部结构太过理想化,完全分离、彼此独立的层次结构在实践中很难做到。 (5)层次分析法只能从给定的决策方案中去选择,而不能给出新的、更优的策略。 1、模型的应用 用于解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析。 (1)公司选拔人员, (2)旅游地点的选取, (3)产品的购买等, (4)船舶投资决策问题(下载文档), (5)煤矿安全研究, (6)城市灾害应急能力, (7)油库安全性评价, (8)交通安全评价等。 2、步骤 ①建立层次结构模型 首先明确决策目标,再将各个因素按不同的属性从上至下搭建出一个有层次的结构模型,模型如下图所示。

准则层 目标层 方案层 目标层:表示解决问题的目的,即层次分析要达到的总目标。通常只有一个总目标。 准则层:表示采取某种措施、政策、方案等实现预定总目标所涉及的中间环节。 方案层:表示将选用的解决问题的各种措施、政策、方案等。通常有几个方案可选。 注意: (1)任一元素属于且仅属于一个层次;任一元素仅受相邻的上层元素的支配,并不就是任一元素与下层元素都有联系; (2)虽然对准则层中每层元素数目没有明确限制,但通常情况下每层元素数最好不要超过 9 个。这就是因为,心理学研究表明,只有一组事物在 9 个以内,普通人对其属性进行判别时才较为清楚。当同一层次元素数多于 9 个时,决策者对两两重要性判断可能会出现逻辑错误的概率加大,此时可以通过增加层数,来减少同一层的元素数。 ②构造判断(成对比较)矩阵 以任意一个上一层的元素为准则,对其支配的下层各因素之间进行两两比较。得到判断矩阵,再求出各元素的权重。ij a 重要程度的衡量用Santy 的1—9标度方法给出。即 设各元素C 1,C 2,… , C n 对目标O 两两比较后的重要性 ,(),ij i j ij n n a C A a ?==0,1ij ji ij a a a >=,则得到比较矩阵

用层次分析法评选优秀学生进行数学建模

用层次分析法评选优秀学生 一.实验目的 运用层次分析法,建立指标评价体系,得到学生的层次结构模型,然后构造判断矩阵,求得各项子指标的权重,最后给出大学生综合评价得分计算公式并进行实证分析,为优秀大学生的评选提出客观公正,科学合理的评价方法。 二.实验内容 4.用层次分析法解决一两个实际问题; (1)学校评选优秀学生或优秀班级,试给出若干准则,构造层次结构模型。可分为相对评价和绝对评价两种情况讨论。 解:层次分析发法基本步骤:建立一套客观公正、科学合理的素质评价体系,对于优秀大学生的评选是至关重要的。在此我们运用层次分析法(AHP),以德、智、体三个方面作为大学生综合评价的一级评价指标,每个指标给出相应的二级子指标以及三级指标,然后构造判断矩阵,得到各个子指标的权重,结合现行的大学生评分准则,算出各项子指标的得分,将这些得分进行加权求和得到大学生综合评价得分,根据分配名额按总分排序即可选出优秀大学生。大学生各项素质的指标体系。如下表所示:

符号说明 设评价指标共有n 个,为1x ,2x ..... n x 。它们对最高层的权系数分别为1w ,2w , ... n w , 于是建立综合评价模型为: = y ∑=n i i i x w 1 解决此类问题关键就是确定权系数,层次分析法给出了确定它们的量化过程,其步骤具体如下: 确定评价指标集 P=(1P ,2P ,3 P ) 1P =(11P ,12P ) 2P =(21P ,22P ) 2P =(31P ,32P )

11P =(1x ,2x ) 12P =(3x ,4x ) 21P =(5x ,6x ,7x ) 22P =(8x ,9x ,10x ) 31P =(11x ,12x ) 31P =(13x ,14x ) 建立两两比较的逆对称判断矩阵 从1x ,2x .....n x 中任取i x 与 j x ,令 =ij a i x /j x ,比较它们对上一层某个因素的重要性时。 若=ij a 1,认为 i x 与 j x 对上一层因素的重要性相同; 若=ij a =3,认为i x 比 j x 对上一层因素的重要性略大; 若=ij a 5,认为i x 比j x 对上一层因素的重要性大; 若=ij a 7,认为i x 比 j x 对上一层因素的重要性大很多; 若=ij a 9,认为 i x 对上一层因素的重要性远远大于 j x ; 若 = ij a 2n ,n=1,2,3,4,元素 i x 与 j x 的重要性介于 = ij a 2n ? 1与 = ij a 2n + 1之间; 用已知所有的 i x /j x ,i ,j =1,2 ... n ,建立n 阶方阵P=n m j i x x ?) /(,矩阵P 的第i 行与 第j 列元素为i x /j x ,而矩阵P 的第j 行与第i 列元素为j x /i x ,它们是互为倒数的,而对 角线元素是1。 判断矩阵 ???? ???????? =11/51/4P 51341/31P P P 321 321P P P 0858.3max =λ 0740.0CI = 0359.6max =λ 0758.0=CI max λ=6.2255 CI =0.0364 max λ=6.0359 CI =0.0758 max λ=15.1382 CI =0.0558 max λ=14.2080 CI =0.0102 max λ=14.3564 CI =0.0175 max λ=15.1972 CI =0.0758 max λ=14.1043 CI =0.0051 max λ=14.2017 CI =0.0099 利用加法迭代计算权重 即取判断矩阵ne 个列向量的归一化的算术平均值近似作为权重向量

层次分析法数学建模范例

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):A甲0616 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员(打印并签名) :1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 日期: 2011 年 8 月20 日

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用): 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

对学生建模论文的综合评价分析 摘要 本文研究的是五篇建模论文的评价和比较问题。首先,研读分析了五篇论文,并写出评语。其次,进行综合量化评价,主要运用的方法是层次分析法和模糊综合评判。最后,依据所得权重大小对论文排序。 针对问题一,我们对论文进行了横向比较和纵向分析。依据数学建模竞赛论文评分基本原则,首先,在研读论文的基础上,对论文分块进行了横向比较,并按照优、良、中、差四个等级作出评价。其次,采取纵向分析的方法,找到论文的优点与不足,写出每篇论文的评语。最后,结合横向比较和纵向分析对论文综合评价。 针对问题二,在建立数学模型时,首先从建模理念的应用意识、数学建模、创新意识出发利用模糊评判的二级评判模型把所给论文的建模摘要、模型与求解、模型评价与推广、其他作为第一级因素集,把问题描述等作为第二级因素集。在用模糊综合评判方法时,确定评估数据(评判矩阵)和权重分配是两项关键性的工作,求权重分配时,我们通过往年评分标准确定数据后用层次分析法计算出二级权重和一级权重;对于评判矩阵,我们通过对五篇论文进行评阅打分(用平均分数作为每项得分),用每一项得分占五篇论文该项得分的比重(商值法),建立评价矩阵。 最终,我们通过matlab编程处理得出的综合量化比较结果是所给5篇论文由好到差依次为论文4,论文2,论文1,论文5,论文3。并在模型结束时付上了对五篇论文的评语。 关键词:层次分析法;模糊综合评判;统计分析:matlab编程;论文评价

数学建模5-层次分析法

数学建模5-(离散模型)层次分析法 层次分析法的基本步骤如下: 层次结构分析模型实例:(选择旅游地) 每次取两个因素C i和C j,用a ij表示C i和C j对上层因素O的影响之比,全部结果可用成对比较矩阵表示:a ij=1(i=j)

由成对比较阵求权向量的特征根法: (原理)一致阵的概念:a ij·a jk=a ik,I,j,k=1,2,……,n 一致阵的性质:1.R(A)=1,A的唯一非零特征根为n;2.A的任一列向量都是对应于特征根n的特征向量。 若A不是一致阵在不一致容许的范围内,用对应于A最大特征根(记作λ)的特征向量(归一化后)作为权向量w,即w满足Aw=λw。 (实现方法)——和法 例子: 一致性检验: 一致性指标:(CI越大A的不一致程度越严重) 随机一致性指标:

一致性比率:当时,认为A的不一致程度在容许范围内。 组合权向量的计算 组合一致性检验: 关于层次分析法的一些问题: 1.不完全层次结构中组合权向量的计算: 例:

如何得到合理结果? 用支配因素的数量对权向量进行加权修正 2.成对比较阵残缺时的处理: 设Θ表示残缺; 3.本节讨论的内容主要是逐阶层次结构(层次内部因素无相互影响或支配,层 次自上而下,逐层传递的支配关系) 对于更复杂的层次结构,可能存在层次内部因素之间的相互影响,下层反过来对上层有支配作用,层次之间存在反馈作用等。 附:层次分析法的简单MATLAB实现 clc; clear; A=[1 1.2 1.5 1.5; 0.833 1 1.2 1.2; 0.667 0.833 1 1.2; 0.667 0.833 0.833 1]; %因素对比矩阵A,只需要改变矩阵A [m,n]=size(A); %获取指标个数 RI=[0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51]; R=rank(A); %求判断矩阵的秩 [V,D]=eig(A); %求判断矩阵的特征值和特征向量,V特征值,D特征向量; tz=max(D); B=max(tz); %最大特征值 [row, col]=find(D==B); %最大特征值所在位置 C=V(:,col); %对应特征向量 CI=(B-n)/(n-1); %计算一致性检验指标CI CR=CI/RI(1,n); if CR<0.10 disp('CI=');disp(CI); disp('CR=');disp(CR); disp('对比矩阵A通过一致性检验,各向量权重向量Q为:'); Q=zeros(n,1); for i=1:n Q(i,1)=C(i,1)/sum(C(:,1)); %特征向量标准化 end end Q

数学建模层次分析法

数学建模层次分析法Document number : WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

实验报告 实验报告课程名称:数学模型与实验 课题名称:层次分析法 专业:信息与计算科学姓名:班级: 完成日期:2016年6月22日姓名评分

实验报告 一、实验名称 层次分析法 二、实验目的 人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中,面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统。 在这样的系统中,人们感兴趣的问题之一是:就n个不同事物所共有的某一性质而言,应该怎样对任一事物的所给性质表现出来的程度(排序权重)赋值,使得这些数值能客观地反映不同事物之间在该性质上的差异 层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。它把复杂问题分解成组成因素,并按支配关系形成层次结构,然后用两两比较的方法确定决策方案的相对重要性。 三、实验原理 运用层次分析法解决问题,大体可以分为四个步骤: 1?建立问题的递阶层次结构; (1)将决策问题分为三层,最上面为目标层,最下面为方案

层,中间是准则 层或指标层; (2)通过相互比较确定各准则对于目标的权重,及各方案对于每一准则的权重; (3)将方案层对准则层的权重及准则层对目标层的权重进行综合,最终确定方案层对目标层的权重匚 2.构造成对比较矩阵; 3?层次单排序及一致性检验; 判断矩阵一致性检验的步骤如下: (1)计算一致性指标.: (2)查找平均随机一致性指标.; (3)计算一致性比例.: 当.V时.一般认为判断矩阵的一致性是可以接受的。否则应对判断矩阵作适当的修正。 4?层次总排序及其一致性检验。 当CR<时,认为层次总排序通过一致性检验。到此’根据最下层(决策层)的层次总排序做出最后决策。 —、旅游问题 (1)建模

层次分析法数学建模

课程设计报告书 题目谈层次分析法在就业中的应用 系数理信息学院专业数学081 班学生孙徐炜余再星马燕燕 指导教师胡金杰 日期2011年7月15日

谈层次分析法在就业中的应用 摘要 近年高校毕业生数量急剧膨胀就业的难题似乎变得更加严峻和突出——全国就业工作座谈会传来消息,2010年应届毕业生规模是本世纪初的6倍,2011年高校毕业生人数为660万人,“十二五”时期应届毕业生年平均规模将达到近700万人。许多大学生处于就业十字路口,茫然不知所措。这种心态下的种种决策难免造成失误,所以需要一种可靠的定量的容易操作的,并且具体的有说服力的方法来帮助做出决策。本文提出了定性和定量相结合的层次分析法步骤,构成了工作满意度的评价指标体系,通过各因素重要程度比较与计算,最终确定出了6个具体指标在该体系下的权重并排序,这样在分析某种工作的满意程度时就可以按此权重进行衡量。为此我们建立了层次结构模型,做成对比较矩阵: 正互反矩阵为?????????? ????? ? ????=wn wn w wn w wn wn w w w w w w w wn w w w w w w w A /......2/1//2........3/22/21/2/1........3/12 /11/1M M M M 通 过 Matlab 等 数 学 工 具 , 得 到 特 征 向 量 T w )083.0,201.0,139.0,154.0,076.0,347.0(1=,且∑==508.6)(max i i nw Aw λ,通过一致 性指标得出1016.0) 1() (max =--=n n CI λ,1.0082.024 .11016 .0<=== RI CI CR , 如果有CI 偏差,那偏差是否在满意的一致性范围,引进平均随机一致性指标 RI 。 平均随机一致性指标RI 数值 通过比较,最后得出一致性检验通过。

小学数学建模案例

小学数学建模案例 相遇问题。①创设问题情境,激发学生的求知欲。先请两位同学在黑板的两边同时相向而行,可以让学生重复多走几次。接着可以问同学们看到了什么。学生的回答会有很多,如:他们在中间碰到了;两个人面对面在走;两个人背对背在走……此时就可以引入相遇问题中的一些条件:同时出发、相向而行、相背而行、途中相遇。当学生对此有一定的了解之后就可以举一个具体的例子来进入教学重点了。例如:甲乙两车同时从A、B两地相向而行,在距A地80千米处相遇,相遇后两车继续前进,甲车到达B地、乙车到达A地后均立即返回,第二次在距A地60千米处相遇。求A、B两地间的路程。②抽象概括,建立模型,导入学习课题。此题可以将整个过程用线段图来形象地描述,这就是这个相遇问题建立的数学模型。③研究模型,形成数学知识。 总结出一般规律之后可以举个例子让学生做,看看学生是否已经掌握,是否会应用这个规律来解决实际问题。如:两艘渡轮在同一时刻垂直驶离H河的甲、乙两岸相向而行,它们在距离甲岸720米处相遇。到达预定地点后,每艘船都要停留10分钟,以便让乘客

上船下船,然后返航。这两艘在距离乙岸4OO米处又重新相遇。问:该河的宽度是多少?可以请两位同学到黑板上来做,其他同学做在作业本上,然后讲解,并充分肯定学生的表现,增强学生的学习积极性。案例二:小学高年级数学教学时会遇到“牛吃草问题”,牛吃草问题又称消长问题或牛顿牧场,是17世纪英国伟大的科学家牛顿提出来的。典型牛吃草问题的条件是假设草的生长速度固定不变,不同头数的牛吃光同一片草地所需的天数各不相同,求若干头牛吃这片草地可以吃多少天。 由于吃的天数不同,草又是天天在生长的,所以草的存量随牛吃的天数不断变化。例:牧场上一片青草,每天牧草都匀速生长,这片草地可供l0头牛吃20天,或者可以供l5头牛吃10天,问:可供25头牛吃几天?分析:这类题目难就难在牧场上草的数量每天都在发生变化,我们要想办法从变化当中找到不变的量。总草量可以分为牧场上原有的草和新长出来的草两部分。牧场上原有的草是不变的,新长出来的草虽然在变化,因为是匀速生长,所以这片草地每天新长出的草的数量相同,即每天新长出的草是不变的。下面就要设法计算出原有的草量和每天新长出的草这两个不变的量。

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