熵权法65763教学提纲

1870年玻尔兹曼发现了处于 同能级状态的分子个数的对 数值与熵值成正比。爱因斯 坦和普朗克也利用熵原理解 决科学研究中遇到的问题，
20 世纪后期，熵理论进入了 科技含量较高的高新技术行 业。
熵权法简述
熵原本是一热 力学概念，它 最先由申农 C.
E.Shannon 引入信息论 ，
称之为信息熵。 现已在工 程 技术，社会经 济等领域得到 十分广泛的应 用。
m
e pi lnpi i1
• 显然，当 p i =1/m（i=1,2,……,m）时，即各种状态出现的 概率相同时，熵取最大值，为：
r j emaxlnm
• 现有m个待评项目，n个评价指标，形成原始评价矩阵
Rrij
对于某个指标
mn
r
j
有百度文库息熵：ej
m
pij lnpij
其中 pij rij / m rij
其中 J1代表效益型指标集合，该集合中指标值越大，表明评价对 象在该项指标上的表现越好；J2代表成本标型集合，该集合中的指 标值越小，表明评价对象在该项指标上的表现越好。
n
3. 计算对象到理 评价对象到理想点的距离 S+为 si vijvj2,i1,2,..m .,（
想解和负理想解
出各指标的熵权， 再通过熵权 对各
指标的权重进行 修正，从而得出 较为客 观的指标 权重。
二、基本原理
• 根据信息论的基本原理 , 信息是系统有序程度的一个度量; 而熵是系统无序程度的一个度量。
• 若系统可能处于多种不同的状态。而每种状态出现的概率
为 p（i i=1,2,……,m）时，则该系统的熵就定义为：
熵权法及其改进
主要内容
1、背 景
2、理 论
4、软件实现
3、应 用举例
熵权法
5、方 法改进
一、背 景
熵概念的产生
德国物理学家克劳 修斯于1856年创立 熵理论。
20 世纪 30 年代后熵理论进入 到化学研究领域。1945 年， 薛定谔把熵的概念运用到了生 物学领域中。
1948 年，申 农和维纳将通 信过程中信息 源信号的不确 定性称为信息 熵。
强度
78 87 82 84
防火 抗震
86
89
90
86
84
85
81
82
通风
84 89 82 90
评价 指标
采光
86 82 80 90
隔音
82 91 86 81
隔热
86 80 84 87
社会 环境 82 89 79 84
生态 环境 84 88 80 83
基础 设施 88 85 81 79
评价的理论基础：理想解法综合评价的步骤
申农定义的信息熵 是一个独立于热力 学熵的概念， 但具
有热力学熵的基本 性质(单值性、可加 性和极 值性)，并且 具有更为广泛和普 遍的意义，所以称
为广义熵。它是熵 概念和熵理论在非 热力学领域泛 化应 用的一个基本概念。
熵权法是一种客 观赋权方法。在 具体使用 过程中，
熵权法根据各指 标的变异程度， 利 用信息熵计算
者供有用的信息,即在该指标下,所有的备选项目对决
策者说是无差异的,可考虑去掉该指标。因此,熵权本
身并不是表示指标的重要性系数,而是表示在该指标
下对评价对象的区分度。
三、应 用举例
建设工程 质量评价
评标工作 是否客观
利用熵权法对项目建设 的质量进行评价，以更 客观 地反映工程质量的 实际情况，保证工程的 顺利进行.
i1
i1
从信息熵的公式可以看出：
如果某个1指标的熵值越小，说明其指标值的变异程度越大，
11 提供的信息量越多，在综合评价中该指标起的作用越大，
其权重应该越大
如果某个指标的熵值越大，说明其指标值的变异程度越
2 小，提供的信息量越少，在综合评价中起的作用越小，
其权重也应越小
在具体应用时：
可根据各指标值的变异程度，利用熵来计算各指标的 熵权，利用各指标的熵权对所有的指标进行加权，从而得 出较为客观的评价结果
1. 构造加权规 范化矩阵 V
本文将权重 wj与目标矩阵 R=(rij)m×n中相对应的各 类指标分别相乘，得到加权规范化矩阵 V。
2. 确定理想 解 V+和负理 想解 V-
根据“大中取最大，小中取最小”的原则，确定理想解和负理想解为
：V m v ij j J a 1 ,m x v jj J i i 2 i n 1 ,2 ,3 .m .., V m v ij j J 1 i,m n v jj J i a 2 i 1 , x 2 ,3 .m ..（,4）
（3）
(4)确定指标的综合权数 j：
假设评估者根据自己的目的和要求将指标重要性
的权重确定为 j ,j=1,2,…,n，结合指标的熵权
w j 就可以得到指标j的综合权数：
j
iwi
m
iwi
i 1
• 当各备选项目在指标j上的值完全相同时,该指标的熵
达到最大值1,其熵权为零。这说明该指标未能向决策
• 求各指标值权重的过程为：
(1)计算第j个指标下第i个项目的指标值的比重p ij ：
m
pij rij
rij （1）
i1
(2)计算第j个指标的熵值 e j ：
m
ej k pij lnpij i1
其中
k 1lnm
（2）
(3)计算第j个指标的熵权 w j ：
n
wj (1ej) (1ej) j1
利用熵权法计算权重
• 我们将综合指标的重要性和指标提供的信息量这 两方面来确定各指标的最终权重。
• 现有m个待评项目，n个评价指标，形成原始数据
矩阵
Rrij
：
mn
r11 r12
R
r21 rm1
r22 rm2
r1n
r2n
rm3
rm4
mn
其中rij 为第j个指标下第i个项目的评价值
熵权法完全根据决策矩 阵求出能代表权重的熵 权，能有效规避专家主 观判断误差对权重分析 的影响。
1、基于熵权法的房地产项目建筑质量评价
房地产
项目建设工程的质量评
价涉及很多内容。我们的例子是根据工
程建设质量控制的关键点，参考有关研
究资料，从安全性、适用性和协调性三
个方面建立了房地产项目建设工程质量
评价标体系。如下图
工程质量评价指标体系
安全性
适用性
协调性
强
防
抗
度
火
震
通
采
风
光
隔隔 音热
社
生基
会
态础
环
环设
境
境施
邀请了有关专家对这些评价指标进行打分，结果如表 1 所示。该表中某一数值越大，则说明该数值对应的项目在此 指标上比其他项目更优。本例就是在表 1 的基础上对各项 目进行分析、评价和排序的。
表 1工程质量评价指标数据表