계층분석과정(AHP)

(1) 개념 및 원리

계층분석과정(Analysis Hierarchy Process ; AHP)은 대안과 평가기준이 복 수인 경우의 의사결정(Multiple Criteria Decision Making ; MCDM)을 지원하 기 위해 개발된 평가기법의 하나로 1970년대 초 펜실배니아 대학의 Thomas Saaty교수가 개발한 기법이다(박·설, 2010). AHP 기법은 의사결정 의 목표나 평가기준이 다수이며 복잡한 경우에 상호 관련성이 적은 배타 적 대안들을 체계적으로 평가할 수 있는 기법으로 주어진 대안의 가치를 객관적이고 일관성 있게 판단하여 중요도 또는 가중치를 산출하는 방법으 로 볼 수 있다(임, 2006). 이는 계량적인 경우 뿐만 아니라 비계량적 기준 들을 평가할 때 좋은 결과를 나타내어 행정부문의 의사결정에 널리 쓰이 고 있으며, 특히 공간계획이나 정책 수립시 합리적인 대안의 선택, 사업시 행의 우선순위 결정, 각종 사업의 평가 등에도 활용되고 있다.

AHP 기법을 잘 활용하기 위해서는 네가지 핵심원리를 이해할 필요가 있 는데, 첫 번째 원리는 복잡한 문제를 계층으로 구조화하는 것이다. 이는 문 제를 구성하는 요인들을 주요요인과 세부요인으로 나누어 계층을 구분하 는 것으로 계층분석과정의 시작으로 볼 수 있다.

두 번째 원리는 쌍대비교의 원리다. 대안의 수가 적은 경우에는 좋고 나쁨의 판 단이 비교적 쉬우나 비교 대상이 많아지면 판단에 혼란이 올 수 있다. AHP 기법은 두 개의 대안을 비교하여 상대적으로 어느 쪽이 더 중요한지를 비교함으로써 다수 의 대안을 한꺼번에 판단할 때 생길 수 있는 오류를 방지함과 동시에 판단을 쉽게 내릴 수 있도록 구조화한 것이다.

세 번째 원리는 인간의 평가적 사고방식을 채택한 것이다. 두 개의 대안에 대하 여 더 중요하고 덜 선호할 수 있는 인간의 언어적 표현을 채택한 것으로, 이는 애 매하고 불분명한 상황에서 여러 문제에 대하여 인간의 두뇌가 판단하는 방식을 수학적으로 접근한 퍼지이론을 도입한 것이다.

네 번째 원리는 복잡한 문제를 일관성 있게 판단하고 있는지를 모니터링 하는 것이다. 이는 대안들의 쌍대비교 과정 중 판단의 일관성을 유지하였 는지 검토하는 것으로, 일관성지수를 산출해서 전체 쌍대비교과정 중 의사 결정자가 일관성을 유지한 합리적 판단을 했는지 점검하여 결과의 신뢰성 을 확보하고 있다.

(2) 가중치 부여방식

AHP 기법은 문제를 계층구조로 만들어 각 계층의 쌍대비교를 통해 가중 치를 설정하여 최하위 계층의 우선순위를 종합하는 분석절차로 진행된다.

Table 4.2 Calculation procedure of AHP

Criteria Step 1 Step 2 Step 3

1 2 … n 1 2 … n Weight

1 a11 a12 … a1n a11/S1 a12/S2 … a1n/Sn T1/n 2 a21 a22 … a2n a21/S1 a22/S2 … a2n/Sn T2/n

· · · … · · · … · ·

· · · … · · · … · ·

n an1 an2 … ann an1/S1 an2/S2 … ann/Sn Tn/n

Σ S1 S2 … Sn 1.0 1.0 … 1.0 1.0

※ Tn : Sum of rows(Step 2)

세부적인 절차는 다음과 같다. ① 원래의 쌍대비교 행렬의 첫 번째 열 중 에서 첫 번째 기준에 대한 가중치를 곱하여 가중치가 부여된 합벡터를 결

정한다. ② 마지막 열까지 각 기준의 가중치를 곱하여 가중치가 부여된 행 렬을 구한다. 이 행렬에서 행별로 합을 구한다. ③ 가중치가 부여된 합을 가중치로 나누어 일관성 벡터를 결정한다.

B =

b1

=

p1a11 + p2a12 + … + pna1n

b2 p1a21 + p2a22 + … + pna2n

· … ……(4.1)

· …

b_n p₁a_n1 + p₂a_n2 + … + pna_nn

여기서 pn은 각 기준에 대한 가중치를 말하고, ann은 각 요소에 해당하는 선호 지수값이다.

AHP 기법은 정량적인 요소 뿐만 아니라 정성적인 요소도 동시에 평가가 가능하며, 평가자로 하여금 쌍대비교를 통해 한번에 둘씩 비교하게 함으로 써 평가를 수월하게 할 수 있다. 또한 각 단계에서 언급된 선호만을 다루 기 때문에 분석이 원활하게 이루어질 수 있고, 일관성 지수를 적용하여 평 가자의 의견에 관한 일관성을 검증함으로써 평가자의 의견이 판단에 직접 적용가능한지에 대한 사전검증효과를 갖게 되며, 평가의 불일치가 있을 경 우에는 피드백하여 평가의 일관성 및 평가자의 진실성을 보장할 수 있다.

AHP 기법은 문제해결구조가 인간의 논리적인 문제해결구조와 유사하므로 인간의 판단을 어떻게 합리적으로 종합화할 것인가에 대한 답을 부여해 준다고 볼 수 있다.

(3) AHP 설문구성의 예

AHP 설문구성은 먼저 평가기준에 대한 설문을 구성한 후에 세부 항목에 대한 설문을 구성한다. AHP 설문을 구성할 때 척도는 일반적으로 7점척도 또는 9점척도를 이용하지만 이에 대한 절대적인 기준은 없으며, 본 연구에 서는 설문의 용이성을 위해 5점척도를 이용하였다. AHP 설문구성과 AHP 척도의 예는 아래의 Table 4.3, Table 4.4와 같다.

Table 4.3 Example of AHP survey(questionnaire)

Criteria

Strong impor -tance

Weak impor -tance

Equal

Weak impor -tance

Strong impor -tance

Criteria

Accident

probability ⑤ ④ ③ ② ① ② ③ ④ ⑤

Post accident sensitivity

Table 4.4 Example of AHP scale

Importance Meaning of scale

① Equal importance

③ Weak importance of one over another

⑤ Very strong or demonstrated importance

②,④ Intermediate value