大学学生实验报告实验课程名称交通运输系统工程开课实验室交通运输系统工程学院年级专业班学生姓名学号开课时间至学年第学期总成绩教师签名层次分析法(AHP)上机报告一、实验名称：层次分析法(AHP)上机报告二、实验目的：通过实验掌握层次分析法(AHP)的基本思想、学会建立层次结构模型、实施步骤、应用要点以及其检验过程，学会如何在众多的方案中选择最优方案。
三、实验内容：例：一城市打算在河流上建设公路交通系统，提出了三个建设方案：桥梁P1；隧道P2；渡船P3。
对方案的评价有11个指标，请用层次分析法对三个方案作评价。
层次结构模型对不同方案的描述： 对不同方案的描述：桥梁P1：投资较大，维护费低；可靠性、安全性、方便性较好，对跨河流公路运输交通建设使用中 的 维护 费可 靠 性投 资 额对 河 流 航 运 的 影 响对 环 境 景 观 的 影 响对 河 中 生 态 的 影 响 可 满 足 交 通 流 量 对 河 流 水 质 的 影 响 安 全 性方 便 性居 民 的 搬 迁目标层准则层方案层桥梁P1 隧道P2渡船P3河流航运的影响小，对河流中的生态影响小；居民的搬迁较多。
隧道P2：投资大，维护费较低；可靠性、安全性、方便性好，对河流航运的无影响，对河流中的生态无影响；居民的搬迁多。
渡船P3：投资低，维护费高；可靠性、安全性、方便性差，对河流航运的影响大，对河流中的生态影响较大；居民的搬迁少。
四、实验过程：分析该公路交通系统的集合及相关关系，用结构分析法建立系统的层次结构模型如下图所示：确定评价基准或判断标度。
跨河流公路运输交通建设使用中的维护费可靠性投资额对河流航运的影响对环境景观的影响对河中生态的影响可满足交通流量对河流水质的影响安全性方便性居民的搬迁目标层准则层方案层桥梁P1 隧道P2 渡船P3标度 定义1 两个要素相比，具有同样重要性 3 两个要素相比，前者比后者稍微重要 5 两个要素相比，前者比后者明显重要 7 两个要素相比，前者比后者强烈重要 9 两个要素相比，前者比后者极端重要 2、4、6、8 上述相邻判断的中间值倒数两个要素相比，后者比前者的重要性标度从最上层要素开始，依次以最上层要素为依据，对下一层要素进行两两比较，建立判断矩阵。
a.先以第一层要素为依据，对第二层要素建立判断矩阵如下表。
b.以第二层要素为依据，对第三层要素建立判断矩阵。
由于此时有十一个准则，故有十一个判断矩阵。
如下列各表：跨河流公路运输交通建设c B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 优先级向量投资额B1 13 9 5 3 5 2 231/2 1/2 10.121297CI=0.1031CR=0.0670 使用中的维护费B2 1/9 1 1/2 1/3 1/2 1/5 1/5 1/3 1/18 1/18 1/9 0.027046 可靠性B3 1/5 2 1 1/2 1 1/3 1/3 1/2 1/10 1/10 1/5 0.052642 安全性B4 1/3 3 2 1 2 1/2 1/2 1 1/6 1/6 1/3 0.052642 可满足交通流量B5 1/5 2 1 1/2 1 1/3 1/2 1/2 1/10 1/10 1/5 0.037243 对河流水质的影响B6 1/2 5 3 2 3 1 1 2 1/4 1/4 1/2 0.078494 对河中生态的影响B7 1/2 5 3 2 2 1 121/4 1/4 1/2 0.075653 对河流航运的影响B8 1/3 3 2 1 2 1/2 1/2 1 1/6 1/6 1/3 0.052642 对环境景观的影响B9 2 18 10 6 10 4 4 6 1 1 2 0.198894 居民的搬迁B10 2 18 10 6 10 4 4 6 1 1 2 0.198894 方便性B11195352231/21/210.121297第二层对第三层判断矩阵一投资额B1 A1A2A3优先级向量 CI=0 CR=0桥梁A1 1 3 0.5 0.3 隧道A2 1/3 1 1/6 0.1 渡船A32610.6第二层对第三层判断矩阵二使用的维修费B2 A1A2A3优先级向量CI=0 CR=0桥梁A1 1 1 3 0.428571 隧道A2 1 1 3 0.428571 渡船A31/31/310.142857 第二层对第三层判断矩阵三可靠性B3 A1 A2 A3 优先级向量 CI=0 CR=0桥梁A1 1 2 4 0.571429 隧道A2 1/2 1 2 0.285714 渡船A31/41/210.142857第二层对第三层判断矩阵四安全性B4 A1 A2 A3 优先级向量 CI=0.0006CR=0.0011桥梁A1 1 2 1/5 0.157596 隧道A2 1/2 1 1/9 0.081615渡船A35910.760789第二层对第三层判断矩阵五可满足交通流量B5A1A2A3优先级向量CI=0CR=0桥梁A1 1 1/2 3 0.3 隧道A2 2 1 6 0.6 渡船A31/31/610.1第二层对第三层判断矩阵六对河流水质的影响B6 A1 A2 A3 优先级向量 CI=0.0268 CR=0.0462桥梁A1 1 4 0.5 0.344545 隧道A2 1/4 1 1/4 0.108525 渡船A3240.5 0.546931第二层对第三层判断矩阵七 对河中生态的影响B7 A1A2A 3优先级 向量Ci=0.0010桥梁A1 1 2 7 0.602629隧道A2 1/2 140.315029 Ci=0.0017 渡船A31/71/4 10.082342第二层对第三层判断矩阵八对河流航运的影响B8 A1A2A3优先级向量CI=0 CR=0桥梁A1 1 1/3 1/6 0.1 隧道A2 3 1 1/2 0.3 渡船A36210.6第二层对第三层判断矩阵九 对环境景观的影响B9 A1A2A3优先级向量CI=0.0018CR=0.0032桥梁A1 1 1/3 1/5 0.109452 隧道A2 3 1 1/2 0.308996 渡船A35210.581552第二层对第三层判断矩阵十 居民的搬迁B10 A1 A2 A3 优先级 向量 CI=0.0010 CR=0.0017 桥梁A1 11/21/70.097737隧道A2 2 1 1/4 0.186964总体优先级向量的计算计算结果根据总体优先级向量可知修建桥梁方案的总体优先级为0.2848 修建隧道方案的总体优先级为0.2296 渡船方案总体优先级为0.4780可以认为三方案的排序为A3,A1,A2 即应选择渡船 六．实验小结：通过此次上机实验，我不仅掌握了层次分析法(AHP)的基本思想，会如何建立层次结构模型，如何实施其具体步骤，了解了其应用要点以及其检验过程，从中也领会到了层次分析法的特点，学会了如何在众多的方案中选择最优方案。
相信在以后的工作中，我定能理论联系模糊综合评判法设某交通工程有两个实施方案可供选择，方案A 和方案B ，拟对这两个方案作出评价选择，评价指标为费用效用、区域发展、社会安定、环境保护、四个方面。
经抽样调查，渡船A3 7 4 1 0.715299第二层对第三层判断矩阵十一 Ci=0.0018CR=0.0032方便性B11A1 A2 A3 优先级向量 桥梁A1 1 3 5 0.648329 隧道A2 1/3 1 2 0.229651 渡船A3 1/51/21 0.12202 跨河流运 输交通建设 B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11优先级向量0.1213 0.0027 0.0526 0.0526 0.0372 0.0785 0.0757 0.0526 0.1989 0.1989 0.1213 A1 0.3 0.4286 0.5714 0.1576 0.3 0.3445 0.6026 0.1 0.1095 0.0977 0.6483 0.2848 A2 0.1 0.4286 0.2857 0.0816 0.6 0.1085 0.3150 0.3 0.3090 0.1870 0.2300 0.2296 A30.60.1429 0.1429 0.7608 0.10.5469 0.0823 0.60.5816 0.7153 0.1220 0.4780得出两个方案的模糊评价矩阵如下所示：R A=错误！未找到引用源。
R B=错误！未找到引用源。
权系数P=(0.2 ,0.3,0.2,0.3) ，评价等级E=(很好，较好，一般，差)=（5,4,3,1）使用模糊综合评判法评价上述两个方案，并作出选择。
解：S A=PR A=（0.2，0.3，0.2，0.3）=（0.23,0.38,0.34,0.05）S B=PR B=（0.2,0.3,0.2,0.3）=（0.11,0.47,0.36,0.05）可行度：N A= S A E T =（0.23,0.38,0.34,0.05）(5 4 3 1)T=3.67N B= S B E T=（0.11,0,47,0.36,0.05）(5 4 3 1)T=3.56因为N A> N B，所以在各评价指标下，方案A 优于方案B, 故选择方案A。