在层次分析法中,判断矩阵是决策分析的基本工具。传统的层次分析法将形成判断矩阵的整个过程视为一个不可分割的整体。然而实际上,判断矩阵的形成是一个复杂的过程,特别当备选方案数量比较大时,因此有必要对其进行研究。本文通过对备选方案两两比较的过程进行分析,建立了比较过程的序列模型,并作为决策分析的数学基础,使得传统的层次分析法成为本文构建理论的一个特例。主要的工作及创新点概括如下:(1)建立了备选方案两两比较过程的互反判断矩阵顺序主子式序列模型,提出了一个新的算法解决相应的决策问题。针对不一致性判断矩阵,采用柔度的思想赋予决策者一定的灵活性;在顺序主子式序列决策模型的基础上,建立目标函数并采用粒子群优化算法进行求解,得到具有满意一致性的判断矩阵。通过数值计算和结果对比,表明该方法和算法在处理不一致性判断矩阵和相应的决策问题时是有效的。(2)建立了基于备选方案两两比较过程的序列一般模型,提出了备选方案权重过程以及偏好信息的不一致性程度过程,建立了检测决策者在两两比较过程中存在的非理性和不确定性行为的方法。在弱理性原则下,重新定义了判断矩阵的满意一致性。提出了一个包含反馈机制的新算法以帮助决策者避免非理性的行为,从而得到一个更合理的决策结果。与传统的AHP模型的比较表明,该模型为提醒决策者在方案比较时发现非理性的行为提供了一种清晰明确的方法。以上研究表明,备选方案两两比较过程的序列模型及决策方法研究为人们解决实际决策问题提供了一种新的途径,发展了以层次分析法为基础的决策理论与方法。