熵权法计算权重:理论和实践

作者:热心市民鹿先生2024.01.17 11:32浏览量:302

简介:熵权法是一种基于信息论的客观赋权方法,通过计算各指标的熵值来确定其权重。本文将介绍熵权法的基本原理和计算步骤,并通过实际案例展示其应用。

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一、熵权法的基本原理
熵权法是一种基于信息论的客观赋权方法,通过计算各指标的熵值来确定其权重。熵用于度量不确定性,指标的离散程度越大(不确定性越大)则熵值越大,表明指标值提供的信息量越多,则该指标的权重也应越大。与主观赋权法相比,熵权法客观反映数据本身的离散程度,减少主观因素的影响。
二、熵权法的计算步骤

  1. 数据标准化:对原始数据进行标准化处理,消除量纲和数量级的影响。常用的标准化方法包括最小-最大标准化和Z-score标准化。
  2. 计算指标的熵值:根据标准化后的数据,计算每个指标的熵值。熵值的计算公式为
    Ej=-K∑PijlnPij
    其中,Pij表示第i个样本第j个指标的归一化值,K为常数(一般取1/lnm),m为样本数量。
  3. 计算指标的权重:根据熵值的大小,计算每个指标的权重。权重计算公式为
    Wj=1-Ej∑1-Ek
    其中,Wj表示第j个指标的权重,Ej表示第j个指标的熵值,k表示指标个数。
  4. 确定综合评价模型:根据权重和标准化后的数据,确定综合评价模型。综合评价模型的一般形式为
    F=∑Wj×Pij
    其中,F表示综合评价值,Wj表示第j个指标的权重,Pij表示第i个样本第j个指标的归一化值。
    三、实际应用案例
    以一个多属性决策问题为例,采用熵权法对各属性的权重进行计算。假设有5个样本,每个样本有3个属性(A、B、C),数据如下:
    | 样本 | A | B | C |
    | —- | —- | —- | —- |
    | 1 | 10 | 8 | 6 |
    | 2 | 8 | 10 | 8 |
    | 3 | 6 | 6 | 10 |
    | 4 | 8 | 8 | 8 |
    | 5 | 10 | 6 | 8 |
  5. 对数据进行标准化处理:
    | 样本 | A | B | C |
    | —- | —- | —- | —- |
    | 1 | 0.2 | 0.267 | 0.133 |
    | 2 | 0.267 | 0.333 | 0.267 |
    | 3 | 0.133 | 0.133 | 0.333 |
    | 4 | 0.267 | 0.267 | 0.267 |
    | 5 | 0.333 | 0.133 | 0.267 |
  6. 计算各属性的熵值:
    Ej分别为:0.881、0.905、0.933
  7. 根据熵值计算各属性的权重:
    Wj分别为:0.444、0.429、0.495
  8. 根据权重和标准化后的数据,计算综合评价值:
    F=0.444×(0.2+0.267+0.133+0.267+0.333)+0.429×(0.267+0.333+0.133+0.267+0.133)+0.495×(0.133+0.133+0.333+0.267+0.267)
    F=2.498
    通过以上步骤,我们可以得到各属性的权重分别为0.444、0.429、0.495,综合评价值为2.49
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