TOPSIS 法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution),简称优劣解距离法,该方法是一种常用的综合评价方法,其能充分 利用原始数据的信息,其结果能精确地反映各评价方案之间的差距。前面文章中提到的层次分析法存在一些局限性:
(1) 评价的决策层不能太多,即n不能太大,否则判断矩阵和一致矩阵差异会很大,平均随机一致性指标RI的表格中n最多为15
(2) 层次分析法不适用于决策层中指标的数据已知的情况
TOPSIS 法的基本过程为先将原始数据矩阵统一指标类型(一般正向化处理)得 到正向化的矩阵,再对正向化的矩阵进行标准化处理以消除各指标量纲的影响, 并找到有限方案中的最优方案和最劣方案,然后分别计算各评价对象与最优方案 和最劣方案间的距离,获得各评价对象与最优方案的相对接近程度,以此作为评 价优劣的依据。该方法对数据分布及样本含量没有严格限制,数据计算简单易行。
总结下来,TOPSIS 法可以分为 3 步,
1. 原始矩阵正向化
2. 正向矩阵标准化
3. 计算得分并归一化
1. 原始矩阵正向化
首先要知晓常见的四种指标,如下图所示,将原始矩阵正向化,就是要将所有指 标类型统一转化为极大型指标。
1) 极小型指标转化为极大型指标 极小型指标转换为极大型指标的公式:max-x
(2) 中间型指标转化为极大型指标 {xi}是一组中间型指标序列,且最佳的数值为 xbest,正向化的公式为
(3) 区间型指标转化为极大型指标 {xi}是一组中间型指标序列,且最佳的区间为[a,b],那么正向化的公式如下
2. 正向化矩阵标准化
标准化的目的是消除不同指标量纲的影响,标准化的方法有很多种,下面介绍一种常用的情况:
假设有 n 个要评价的对象,m 个评价指标构成的正向化矩阵如下:
那么,对其标准化的矩阵记为 Z,Z 中的每个元素=X 中的每个元素/该元素所在 列的元素的平方和的开方:
3. 计算得分并归一化
假设有 n 个要评价的对象,m 个评价指标的标准化矩阵:
定义最大值为
定义最小值为
定义第 i(i=1,2,…,n)个评价对象与最大值的距离,w 为该评价对象的权重
定义第 i(i=1,2,…,n)个评价对象与最小值的距离
那么,我们可以计算得出第 i(i=1,2,…,n)个评价对象未归一化的得分:
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