某单位拟从三名干部中提拔一人担任领导工作.doc
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数学建模选修课作业（论文）
作者：
陈帅
8000111078
东软实验111班
涂琳
8000111106
软工113班
干部选拔问题数学建模论文
摘要
本文采用数学建模目标决策分析中应用广泛的层次分析法，探寻求解此类数学问题的快速、有效、直接的方法。
针对从三名干部中提拔一人担任领导工作的问题我们采用层次分析法（AHP），这是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。
首先对问题构造层次结构模型，并运用矩阵和组合权向量进行一系列求解和组合一致性检验得出最终结果。
【关键词】：
层次分析，选拔干部，矩阵
1.问题的提出
人们在日常生活中常常会碰到许多决策问题：
买一件衣服，要考虑颜色、图案、风格、价位；请朋友吃饭，要筹划是办家宴或去饭店，吃中餐、西餐或是自助餐等等。
如果以为这些日常小事不必作为决策问题认真对待的话，那么当你面临报考学校、挑选专业或者选择工作岗位等重大问题时，就要慎重考虑、反复比较，尽可能地作出满意的决策了。
针对干部选拔问题我们要考虑和衡量的因素也很多。
2.问题的分析
人们在处理上面这些决策的时候，要考虑的因素有多有少，有大有小，但一个共同点就是它们通常都涉及到经济、社会、人文等方面的因素。
在作比较、判断、评价、决策时，这些因素的重要性、影响力或者优先程度往往难以量化，人们的主观选择也起着相当主要的作用，这就给用一般的数学方法解决问题带来实质上的困难。
然而T.L.Saaty等人在七十年代提出了一种能有效地处理这样一类问题的使用方法，称为层次分析法（AHP）。
这是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。
我们采用层次分析法解决某单位拟从三名干部中提拔一人担任领导工作的问题。
干部的优劣（由上级人事部门提出）可以用六个属性来衡量：
健康状况、业务知识、写作水平、口才、政策水平、工作作风，分别用p1、p2、p3、p4、p5、p6来表示。
2.模型假设
层次分析法的基本思路与人对一个复杂的决策问题的思维判断过程大体上是一样的。
首先，考虑这一职位那种能力最重要，其次，就每一个准则将甲乙丙作对比，最后，你将这两个层次的比较判断进行综合，在甲，乙，丙中作出选择。
根据这个思路，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干个层次。
同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上一层的因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下一层因素的作用。
一般分为目标层、准则层和方案层。
3.模型的建立
建立层次结构模型如下：
层次分析图：
提拔一人担任领导
目标层
W1W2W3W4W5W6
p2
业务水平
p3
写作水平
p4
口
才
p5
政策水平
p6
工作作风
p1
健康状况ANG
准则层
丙
乙
甲
方案层
通过相互比较确定各准则对于目标的权重。
通常的做法是，一是不把所有因素放在一起比较，而是两两相互对比，对比时采用相对尺度，以尽可能减少性质不同的诸因素相互比较的困难，提高精确度。
4.模型的求解
构造成对比较阵：
假设要比较某一层n个因素对上一层一个因素的影响。
如本题中中健康状况等六个准则在提拔干部这个目标中的重要性。
每次取两个因素和，用表示和对的影响之比，全部比较结果可用成对比较矩阵
（1）
表示。
由于，称为正互反矩阵。
显然，。
约定比较尺度
1与同等重要
3比重要一点
5与重要
7与重要得多
9与极为重要
2、4、6、8是介于1、3、5、7、9之间的重要性
本题中，成对比较阵如下,
111411/2
112411/2
A=11/21531/2
1/41/41/511/31/3
111/3311
222311
成对比较阵确定了与的重要性关系，那么如何通过成对比较阵来确定诸因素对上层因素的权重呢？
（对的重要性所占的比重）
求权向量（和法）：
将矩阵A的每一列元素作归一化处理，其元素的一般项为：
111411/2
112411/2
A=11/21531/2
1/41/41/511/31/3
111/3311
222311
将每一列经归一化处理后的判断矩阵按行相加为：
0.160.170.150.200.140.130.95、
0.160.170.300.200.140.13按1.10
0.160.090.150.250.420.13行1.20
0.040.040.030.050.050.09求0.30
0.160.170.050.150.140.14和0.93
0.320.340.300.150.140.261.51
0.950.16
1.100.18
1.20归一化0.20
0.300.05
0.930.16
1.510.25
表示诸因素对上层因素的权重，称为权向量。
求三人所得总分：
甲的总分=SWi*Wi1
=0.16*0.14+0.18*0.10+0.20*0.14+0.05*0.28+0.16*0.47+0.25*0.80=0.3576
乙的总分=SWi*Wi2
=0.16*0.62+0.18*0.32+0.20*0.62+0.05*0.65+0.16*0.47+0.25*0.15=0.4372
丙的总分=SWi*Wi3
=0.16*0.24+0.18*0.58+0.20*0.24+0.05*0.07+0.16*0.07+0.25*0.05=0.2182
因为乙>甲>丙的总分，所以应该提拔乙到领导岗位上。
5.模型结果的检验和分析
一致性检验：
定义：
对于一个正互反阵满足则称为一致性矩阵，简称一致阵。
否则，称不是一致阵。
注：
（1）一、二阶方阵一定是一致阵。
（2）阶正互反矩阵的最大特征根。
（3）阶正互反矩阵是一致阵的充要条件为的最大特征根。
在实际构造成对比较阵的过程中，全部一致的要求太苛刻了，所以成对比较阵通常是不一致的，但是我们有一个不一致的容许范围，也就是说，若在这个容许范围内也是可以的。
因此，需要对进行一致性检验。
把权向量作为的特征向量，求最大特征根。
（2）
定义一致性指标
（3）
为了找出衡量的一致性指标的标准，Saaty又引入所谓随机一致性指标，计算的过程是对于固定的，随机构造正互反矩阵，用它们的的平均值作为随机一致性指标，得到下面结果：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0
0
0.58
0.90
1.12
1.24
1.32
1.41
1.45
1.49
1.51
定义
（4）
为一致性比率。
如果，则称的不一致程度在容许范围之内。
若否，对加以调整。
对用
（2）、（3）、（4）式进行检验，称为一致性检验。
111411/20.161.025
112411/20.181.225
11/21531/20.201.305
1/41/41/511/31/30.05=0.309
111/33110.161.066
2223110.251.640
由查得，，于是，通过一致性检验，可用作为权向量。
组合权向量：
在此决策问题中，我们已经得到了第二层（准则层）对第一层（目标层）的权向量。
用同样的方法构造第三层（方案层）对第二层每一个准则的成对比较阵。
用B1，B2，B3，B4，B5,B6分别表示甲，乙，丙对准则p1,p2,p3,p3,p4,p5,p6的优越性。
对于各准则：
健康状况p1
11/41/2
B1=413
21/31
同样，业务水平p2
11/41/5
B2=411/2
521
写作水平p3
131/5
B3=1/311
511
口才p4
11/35
B4=317
1/51/71
政策水平p5
117
B5=117
1/71/71
工作作风p6
179
B6=1/715
1/91/51
求出方案层对目标层的最大特征向量。
=（0.14,0.62,0.24）
=（0.10,0.32,0.58）
=（0.14,0.62,0.24）
=（0.28,0.65,0.07）
=（0.47,0.47,0.06）
=（0.80,0.15,0.05）
对于每一个成对比较阵，都可以计算出权向量，分别记为，最大特征根和，
以为例：
经计算，对于本题，每个都通过了一致性检验。
一般地，若第一层只有一个因素，第二、三层分别由个因素，第二层对第一层的权向量为，第三层对第二层的权向量为，以为列向量构成矩阵，则第三层对第一层的组合权向量。
若共有层，则第层对第一层的组合权向量满足
其中是以第层对第层的权向量为列向量组成的矩阵。
于是，最下层（第层）对最上层的组合权向量
组合一致性检验：
在层次分析的整个计算过程中，除了对每个成对比较阵进行一致性检验，以判断每个权向量是否可以应用外，还要进行所谓组合一致性检验，以确定组合权向量是否可以作为最终的决策依据。
组合一致性检验可逐层进行，若第层的一致性指标为（是层因素的数目），随机一致性指标为，定义
其中表示第层的权向量。
定义第层对第一层的组合一致性比率为
若，则通过了组合一致性检验。
结果分析：
在本题中，
故通过组合一致性检验，组合一致权向量合理，结论合理，应选择乙。
6.模型的评价
1）本文把所解决的问题归结为优化问题，建立的数学模型清晰合理。
2）运用层次分析法，全面并可靠。
3）但在实际运用本模型时还需考虑较多人为因素的影响和岗位需求的变化，根据实际情况进行灵活改变。
参考文献：
（1）姜启源《数学模型（第三版）》高等教育出版社
（2）苏金明,阮沈勇.MATLAB实用教程[M]北京电子工业出版社2005
9
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