一种基于AHP-TOPSIS的不同运动方式对健康影响的评价方法

一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法
技术领域
1.本发明属于健康评估领域，具体涉及一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评估方法。


背景技术：

2.目前，由于人们生活节奏加快，更多的人整天忙于工作、学习，导致在日常生活中进行运动的时间越来越少，越来越多的人由于长期缺少运动而导致身体处于亚健康状态，各种疾病日益显现出来，例如高血脂等疾病。通过运动可以有效改善高血脂、高血压、高血糖等问题。因此，分析不同运动对于健康的影响并针对性的给出合理的运动方案是备受关注且具有很强现实需求意义的。目前常用的方法有meta分析、主成分分析方法，但是这些方法存在采用单一模型、结果不准确且方法比较复杂的问题。


技术实现要素：

3.本发明提出了一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，可以根据不同的健康评价标准针对性的给出合理的运动方案的建议。
4.为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，包括以下步骤：
6.(1)选取运动类型与健康评价指标；
7.(2)利用topsis建立不同运动方式与健康评价指标之间的评价分；
8.(3)构建健康评价指标之间的判断矩阵，并求解判断矩阵的一致性，求解不同类型的健康评价指标的权重；
9.(4)对topsis中特征矩阵标准化后的矩阵进行加权，计算不同运动对健康的影响评分；
10.(5)根据评分对运动类型与健康影响进行分析。
11.以上所述步骤中，步骤(2)的具体过程如下：
12.假设有n个要进行评价的运动方式对象，m个健康评价指标，将所有的指标进行正向化处理，得到正向化矩阵如下：
[0013][0014]
式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；
[0015]
对矩阵y进行标准化后得到的新的矩阵记为z：
[0016][0017][0018]
式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；z
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的规范值；
[0019]
步骤(3)的具体过程如下：
[0020]
根据经验构建不同健康评价指标之间的比较矩阵，并对判断矩阵进行一致性检验，最后计算得出各指标的权重：
[0021]
w＝[w
1 w2ꢀ…ꢀ
wm]
ꢀꢀꢀ
(4)
[0022]
步骤(4)的具体过程如下：
[0023]
根据步骤(3)求解得到的权重对公式(2)得到标准化矩阵进行加权得到加权评价指标值：
[0024]vnm
＝wm*z
nm
ꢀꢀꢀ
(5)
[0025]
式中：v
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的加权评价指标值；wm表示第m个健康指标的的权重；
[0026]
确定正理想解z+和负理想的解z-：
[0027][0028][0029]
定义第i(i＝1，2，
…
，n)个评价对象与最大值的距离为：
[0030][0031]
定义第i(i＝1，2，
…
，n)个评价对象与最小值的距离为：
[0032][0033]
其中，分别是第j个评价指标的最大值，分别是第j个评价指标的最小值，z
ij
表示第i个运动方式对应的第j个健康指标的数值；
[0034]
利用这些中间参数可以计算出第i(i＝1,2,3
…
n)个评价对象未归一化后的评价得分：
[0035][0036]
步骤(5)的具体过程如下：
[0037]
根据公式(10)可以获取不同运动类型与健康评价指标的定量关系，得分越高，该运动的效果越好，同时也可以得到不同运动类型对健康评价指标的影响，从而可以根据不同病情给出不同的运动建议。
[0038]
有益效果：本发明提供了一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，首先在topsis的基础上，结合层次分析法(ahp法)赋予topsis各项参数权重，构建适用于不同运动方式对健康影响的评价方法；能够获取不同运动类型与健康评价指标的定量关系，得分越高，该运动的效果越好，同时也可以有效建立不同运动方式对健康影响的模型，得到不同运动类型对健康评价指标的影响，从而可以根据不同的健康评价标准针对性的给出合理的运动方案的建议，具有很强现实需求意义的；本发明方法简单清晰，模型适应性强，对结果的评价充分考虑主客观因素，避免了单一模型不准确的问题，使研究的结果更加准确。
附图说明
[0039]
图1是本发明实施例中基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法流程示意图。
具体实施方式
[0040]
下面将结合附图与具体实施例，对本发明进行详细说明：
[0041]
如图1所示，一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，包括以下步骤：
[0042]
步骤(1)：选取运动类型与健康评价指标；
[0043]
以瑜伽、广场舞、慢跑、散步、不运动五种类型为例，为了说明该五种运动方式对健康的影响，选取某小区为实验对象，首先统计该小区中平时主要进行瑜伽、广场舞、慢跑、散步、不运动五种运动的人数numk(k＝1,2,
…
,5)，显然当从事某种运动的人群中患某种疾病的人数越少时，可以认为该运动类型对于该疾病的治疗是越有效的，因此再分别统计瑜伽、广场舞、慢跑、散步、不运动人群中高血压人数、高血脂人数、高血糖人数、高尿酸人数利用公式(1)可以获得高血压人数百分比、高血脂人数百分比、高血糖人数百分比、高尿酸人数百分比：
[0044][0045]
其中，表示在第k种运动中，患得第l种病的人数百分比，num
l
表示第l种运动的总人数，表示在第k种运动中，患得第l种病的人数；
[0046]
将进行瑜伽、广场舞、慢跑、散步、不运动五种运动人群种的高血压人数百分比、高血脂人数百分比、高血糖人数百分比、高尿酸人数百分比作为健康评价指标；
[0047]
表1运动类型与健康指标表
[0048][0049]
步骤(2)、利用topsis建立不同运动方式与健康评价指标之间的评价分；对于瑜伽、广场舞、慢跑、散步、不运动五类运动类型对应的高血压人数百分比、高血脂人数百分比、高血糖人数百分比、高尿酸人数百分比指标，将所有的指标进行正向化处理，得到正向化矩阵如下：
[0050][0051]
式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；
[0052]
对矩阵y进行标准化后得到的新的矩阵记为z，
[0053][0054][0055]
式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；z
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的规范值；
[0056]
步骤(3)、构建健康评价指标之间的判断矩阵，并求解判断矩阵的一致性，求解不同类型的健康评价指标的权重，具体过程如下：
[0057]
根据经验构建不同健康评价指标之间的比较矩阵，并对判断矩阵进行一致性检验，根据查阅高血压、高血脂、高血糖、高尿酸对人体危害相关的文献以及相关专家的经验，比较高血压、高血脂、高血糖、高尿酸四种疾病两两之间的危险性程度，根据1-9标度法构建
判断矩阵如下：
[0058]
表2 ahp-topsis法判断矩阵
[0059] 高血压高血脂高血糖高尿酸高血压10.50.20.3高血脂210.250.5高血糖5411.25高尿酸320.81
[0060]
对该判断矩阵进行一致性检验，得到的一致性比例cr＝0.0034，因为cr《0.10，所以该判断矩阵的一致性可以接受；
[0061]
最后计算得出各指标的权重
[0062]
w＝[w
1 w2ꢀ…ꢀ
wm]
ꢀꢀꢀ
(5)
[0063]
步骤(4)、对topsis中特征矩阵标准化后的矩阵进行加权，计算不同运动对健康的影响评分，具体过程如下：
[0064]
根据求解得到的权重对公式(3)得到标准化矩阵进行加权得到加权评价指标值：
[0065]vnm
＝wm*z
nm
ꢀꢀꢀ
(6)
[0066]
式中：v
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的加权评价指标值；w表示第m个健康指标的的权重；
[0067]m[0068]
确定正理想解z+和负理想的解z-：
[0069][0070][0071]
定义第i(i＝1,2,3
…
n)个评价对象与最大值的距离为：
[0072][0073]
定义第i(i＝1,2,3
…
n)个评价对象与最小值的距离为：
[0074][0075]
利用这些中间参数可以计算出第i(i＝1,2,3
…
n)个评价对象未归一化后的评价得分：
[0076][0077]
步骤(5)、根据评价分数对运动类型与健康影响进行分析，根据公式(11)可以获取不同运动类型与健康评价指标的定量关系，得分越高，该运动的效果越好，同时也可以得到不同运动类型对健康评价指标的影响，从而可以根据不同病情给出不同的运动建议；
[0078]
表3不同算法模型的得分表
[0079][0080]
由上表可以得到，在上述四种运动状态中，广场舞的得分最高，因此对于高血压、高血脂、高血糖与高尿酸病症患者，相比于瑜伽与慢跑，广场舞是更适合上述患者的，更有利于上述患者的身体健康。
[0081]
以上仅是本发明的优选实施例，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取运动类型与健康评价指标；(2)利用topsis建立不同运动方式与健康评价指标之间的评价分；(3)构建健康评价指标之间的判断矩阵，并求解判断矩阵的一致性，求解不同类型的健康评价指标的权重；(4)对topsis中特征矩阵标准化后的矩阵进行加权，计算不同运动对健康的影响评分；(5)根据步骤(4)得到的评分对运动类型与健康影响进行分析。2.根据权利要求1所述的基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程如下：假设有n个要进行评价的运动方式对象，m个健康评价指标，将所有的指标进行正向化处理，得到正向化矩阵如下：式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；对矩阵y进行标准化后得到的新的矩阵记为z：对矩阵y进行标准化后得到的新的矩阵记为z：式中：y
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的值；z
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的规范值。3.根据权利要求1所述的基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，其特征在于，步骤(3)的具体过程如下：根据经验构建不同健康评价指标之间的比较矩阵，并对判断矩阵进行一致性检验，最后计算得出各指标的权重：w＝[w
1 w2ꢀ…ꢀ
w
m
]
ꢀꢀꢀꢀ
(5)。4.根据权利要求1所述的基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程如下：根据步骤(3)求解得到的权重对公式(3)得到标准化矩阵进行加权得到加权评价指标
值：v
nm
＝w
m
*z
nm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)式中：v
nm
表示第n个运动方式对应的第m个健康指标的加权评价指标值；w
m
表示第m个健康指标的的权重；确定正理想解z+和负理想的解z-：：定义第i(i＝1，2，
…
，n)个评价对象与最大值的距离为：其中，分别是第j个评价指标的最大值，z
ij
表示第i个运动方式对应的第j个健康指标的数值；定义第i(i＝1，2，
…
，n)个评价对象与最小值的距离为：其中，分别是第j个评价指标的最小值，z
ij
表示第i个运动方式对应的第j个健康指标的数值；利用这些中间参数计算出第i(i＝1，2，
…
，n)个评价对象未归一化后的评价得分：5.根据权利要求4所述的基于ahp-topsis的不同运动方式对健康影响的评价方法，其特征在于，步骤(5)中根据公式(11)获取不同运动类型与健康评价指标的定量关系，得分越高，运动的效果越好。

技术总结
本发明公开了一种基于AHP-TOPSIS的不同运动方式对健康影响的评价方法，属于健康评估领域；本发明首先在TOPSIS的基础上，结合层次分析法（AHP法）赋予TOPSIS各项参数权重，构建适用于不同运动方式对健康影响的评价方法，可以对不同运动方式对人体健康的影响进行分析与评估，并针对不同类型的疾病给出相关的建议。议。议。


技术研发人员：郑焕 樊济宇 余本伟 杨浩 黄灿 胡大治 钱凤娇
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/25