于風(fēng)竺　高國華　趙　冰

(91204部隊　北京　100161)

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復(fù)雜戰(zhàn)場態(tài)勢下裝備保障方案輔助決策研究*

于風(fēng)竺高國華趙冰

(91204部隊北京100161)

摘要裝備保障方案是協(xié)助指揮員順利完成保障任務(wù)的重要手段,其優(yōu)劣程度極大的影響到保障效果。論文主要是針對復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境,系統(tǒng)地分析了戰(zhàn)場態(tài)勢對裝備保障方案的影響情況,建立基于熵權(quán)法的裝備保障方案評估模型,并運(yùn)用具體的實(shí)例驗證了模型的有效性和可行性,最終得到方案的優(yōu)劣排序,為指揮員制定與選擇裝備保障方案提供輔助決策支撐。

關(guān)鍵詞保障方案; 戰(zhàn)場態(tài)勢; 輔助決策; 熵權(quán)

Decision Assistant of Equipment Protection Program under Complex Battlefield Situation

YU FengzhuGAO GuohuaZHAO Bing

(No. 91204 Troops of PLA, Beijing100161)

AbstractEquipment protection program is the important method of completing protection task successfully, whose quality affects the protection result tremendously. Aiming at the complex and changeable battlefield environment, this text analyzes the impaction of battlefield situation to equipment protection program, establishes the evaluation on the entropy weight, verifies the availability and feasibility of model by applying specific example, receives the quality order of program finally. It provides decision assistant support in making and selecting equipment protection program for the commander.

Key Wordsprotection program, battlefield situation, decision assistant, entropy weight

Class NumberE92

1引言

裝備保障方案是保障部隊為執(zhí)行保障任務(wù)而制定的保障預(yù)案,裝備保障方案的好壞直接影響到戰(zhàn)斗力的形成和發(fā)揮[1]。因此,合理地制定與選擇裝備保障方案,使裝備和保障系統(tǒng)能夠良好地協(xié)調(diào)和匹配,最大化地發(fā)揮保障系統(tǒng)的效能具有重要的意義。

目前,隨著戰(zhàn)場信息化程度的不斷提高,海洋作戰(zhàn)空間由近海延伸到遠(yuǎn)海的不斷拓展,陸、海、空、天、電等無縫連接的聯(lián)合作戰(zhàn)體系不斷出現(xiàn)[2],戰(zhàn)場態(tài)勢變得越來越錯綜復(fù)雜,從而對裝備保障信息化程度的要求越來越高,裝備保障的難度也越來越大。僅僅憑借單一、傳統(tǒng)、經(jīng)驗式的保障模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前復(fù)雜的作戰(zhàn)模式。因此,準(zhǔn)確、清晰的判斷戰(zhàn)場態(tài)勢,掌握戰(zhàn)場環(huán)境,對于指揮員及時、迅速地制定保障方案,合理優(yōu)化配置保障力量提供輔助決策支撐。

本文主要是在應(yīng)對復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的情況下,通過對影響保障方案的戰(zhàn)場態(tài)勢的各個要素進(jìn)行分析與量化,建立了基于熵權(quán)法的保障方案評估模型。并運(yùn)用模型對多個保障方案進(jìn)行評估,根據(jù)評估結(jié)果的對比,得出多個保障方案的優(yōu)劣程度。從而為保障方案的輔助決策提供較為客觀、準(zhǔn)確的評判,為保障方案的選擇提供科學(xué)、合理的依據(jù)。

2戰(zhàn)場態(tài)勢對保障方案的影響分析

戰(zhàn)場態(tài)勢是指戰(zhàn)場中兵力分布及戰(zhàn)場環(huán)境的當(dāng)前狀態(tài)和發(fā)展變化趨勢[3]。不同的戰(zhàn)場態(tài)勢環(huán)境下會產(chǎn)生不同的保障方案,因此戰(zhàn)場態(tài)勢情況對保障方案具有重要的影響。然而在保障方案制定與選擇的過程中,由于保障方案影響因素多,保障模式多樣,決策過程中容易受裝備指揮員主觀行為的影響,如經(jīng)驗、判斷、洞察力、決策風(fēng)格等因素,保障方案往往多種多樣。因此如何在眾多保障方案中,選擇最優(yōu)方案對于提高保障效果具有重要的意義。本文主要是在對戰(zhàn)場態(tài)勢的分析的基礎(chǔ)上,借助一定的模型、算法評價保障方案的優(yōu)劣程度,為裝備指揮員指揮決策提供輔助支撐。

2.1戰(zhàn)場態(tài)勢要素分析

戰(zhàn)場態(tài)勢主要是戰(zhàn)爭中所有涉及和影響戰(zhàn)爭因素的總和,一般包括兵力部署情況,裝備情況,地理環(huán)境,天氣條件和人員心理等[4～5],不同的戰(zhàn)場態(tài)勢包含不同的態(tài)勢要素。戰(zhàn)場態(tài)勢隨作戰(zhàn)目標(biāo)的改變而變化,甚至在一個作戰(zhàn)目標(biāo)下的不同作戰(zhàn)階段或時節(jié)都會存在差異。戰(zhàn)場態(tài)勢通常帶有不確定性、模糊性和隨機(jī)性,對態(tài)勢要素的發(fā)展變化及不確定性的估計,就構(gòu)成了戰(zhàn)場態(tài)勢的主要內(nèi)容。拋開具體特定的作戰(zhàn)目標(biāo),從總體上講,戰(zhàn)場態(tài)勢由四類要素構(gòu)成,主要包括兵力部署及作戰(zhàn)能力類,戰(zhàn)場環(huán)境類,社會/政治/經(jīng)濟(jì)環(huán)境類以及對抗措施類等。

2.2戰(zhàn)場態(tài)勢對保障方案影響指標(biāo)分析

通過對戰(zhàn)場態(tài)勢要素的分析,根據(jù)歸納總結(jié),得出戰(zhàn)場態(tài)勢對保障方案的影響因素主要包括戰(zhàn)場兵力情況、戰(zhàn)場環(huán)境情況以及保障能力情況等三個方面,其具體影響指標(biāo)如圖1所示。

圖1　戰(zhàn)場態(tài)勢對裝備保障方案影響指標(biāo)

1) 戰(zhàn)場兵力情況:主要是根據(jù)敵我雙方的作戰(zhàn)兵力、兵力部署以及裝備情況等條件,來推斷保障方案的適用程度。具體包括保障力量距離戰(zhàn)場的遠(yuǎn)近程度,戰(zhàn)斗對保障裝備的需求情況,敵方兵力的威脅程度等因素。

2) 戰(zhàn)場環(huán)境情況:主要是自然條件以及戰(zhàn)場環(huán)境發(fā)生變化的情況下對保障方案的影響程度。如作戰(zhàn)海域的情況,地理位置的情況、運(yùn)輸能力的情況等。具體包括天氣、交通、地域等因素。

3) 保障能力情況:主要是指保障方案自身的作戰(zhàn)與防御能力情況。如裝備本身的穩(wěn)定性,方案本身應(yīng)對突發(fā)狀況的能力等。具體包括人員在位情況、裝備完好率以及保障方案的運(yùn)輸能力等因素。

3基于熵權(quán)的輔助決策模型的建立

3.1熵權(quán)的概念

熵(Entropy)是熱力學(xué)和統(tǒng)計物理中的一個重要態(tài)函數(shù),是描述系統(tǒng)無序程度的可加的物理量[6～7],利用熵技術(shù)確定熵權(quán)實(shí)際上是一個對多方案的多指標(biāo)評價問題。設(shè)多指標(biāo)評價問題的方案集A={A1,A2,…,Am},評價指標(biāo)集F={f1,f2,…,fm},評價矩陣X=(xij)m×n,其中xij為i個方案在第j個指標(biāo)下的屬性值。若指標(biāo)fi對所有決策方案而言均無差異,則該指標(biāo)對決策方案的排序不起作用,于是可令該指標(biāo)的權(quán)重為0。一般來說,某項指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越大,信息熵越小,該指標(biāo)提供的信息量越大,即在綜合評價中所起的作用越大,從而該指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)越大;反之,若某項指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越小,信息熵越大,該指標(biāo)提供的信息量越小,則在綜合評價中所起的作用越小,從而該指標(biāo)的全重也越小。這就是熵技術(shù)在多指標(biāo)評估問題中的應(yīng)用原理。

在有m個評價指標(biāo),n個被評價對象的評估問題中,第i個評價指標(biāo)的熵定義為

3.2熵權(quán)的特性

1) 非負(fù)性:H≥0

2) 確定性:只要有一個rij=0,則熵函數(shù)一定是0。在這種情況下,隨機(jī)變量已成為一個確定量。

3) 可加性:系統(tǒng)的熵等于各個狀態(tài)熵之和。

當(dāng)系統(tǒng)為任意狀態(tài)時,則有:

3.3熵權(quán)值的計算

根據(jù)熵權(quán)評估的性質(zhì)建立多指標(biāo)決策評價模型,其過程如下;設(shè)在某個評估決策問題中有n個評價指標(biāo)決策評價m個待選方案,第i個方案的第j個指標(biāo)的值為Xij(1≤i≤m,1≤j≤n),則初始決策矩陣為X=(xij)m×n。其具體計算過程如下[8～10]:

1) 對初始決策矩陣進(jìn)行歸一化處理,計算第j項指標(biāo)下第i個評價對象指標(biāo)值的比重:

(1)

2) 計算第j項指標(biāo)的熵值:

(2)

3) 計算第j個指標(biāo)的權(quán)重:

(3)

4) 由熵權(quán)法求出各指標(biāo)的權(quán)值:

W=(w1,w2,…,wn)

(4)

5) 求解評價指標(biāo)T:

T=HT·WT

(5)

其中,對于保障方案而言,T表示保障方案的優(yōu)劣程度。T越大,表示保障方案越優(yōu),反之則越劣,并可以以此對保障方案進(jìn)行排序。

4保障方案輔助決策實(shí)例分析

4.1評價指標(biāo)體系的確定

表1　戰(zhàn)場態(tài)勢對保障方案影響隸屬度表

以某對日作戰(zhàn)想定為背景,假設(shè)目前有三種保障方案,利用熵權(quán)法對各個保障方案的結(jié)果進(jìn)行評估。首先分析戰(zhàn)場態(tài)勢情況以及各指標(biāo)對三個保障方案的影響程度,并對各影響指標(biāo)的模糊語言進(jìn)行量化處理。如保障力量距離戰(zhàn)場較遠(yuǎn)的隸屬度為[0.7～1.0],距離適中的隸屬度為[0.4～0.7],距離較近的隸屬度為[0.1～0.4]。通過對戰(zhàn)場態(tài)勢的分析以及綜合多位專家的意見,對評價指標(biāo)進(jìn)行隸屬度評判得到評價結(jié)果如表1所示。

4.2模型計算

1) 根據(jù)各指標(biāo)的隸屬度,建立初始決策矩陣:

2) 根據(jù)式(1)對初始矩陣進(jìn)行歸一化處理,得到矩陣Y。

Y=

3) 根據(jù)熵的定義式(2)計算九個影響指標(biāo)的熵值。

H1=0.78,H2=0.73,H3=0.87,

H4=0.90,H5=0.88,H6=0.85,

H7=0.95,H8=0.62,H9=0.77

4) 根據(jù)式(3)計算出各指標(biāo)的權(quán)重。

W=[0.130.160.080.060.07

0.090.030.230.14]

5) 最終利用式(5)計算出各方案的評價結(jié)果。

T1=0.646,T2=0.480,T3=0.621

4.3結(jié)果分析

假設(shè)最終各個方案的評估結(jié)果在[0.75～1]表示保障方案為“優(yōu)”,[0.5～0.75]表示保障方案為“良”,[0.25～0.5]表示保障方案為“中”,[0～0.25]表示保障方案為“差”。由熵權(quán)法的計算結(jié)果可以看出,方案1與3均為“良”,方案2為“中”,其中方案1比方案3更有優(yōu)勢,具體的保障效果為方案1>方案3>方案2,這與專家的推斷基本吻合。

通過具體的實(shí)例可以看出,利用熵權(quán)法對裝備保障方案進(jìn)行評估,有效地避免了傳統(tǒng)保障方案選擇的主觀色彩,同時更加注重了評價指標(biāo)體系本身的重要程度,而且充分利用了被評判指標(biāo)的信息量,達(dá)到了準(zhǔn)確評判的目的,為指揮員在保障方案的制定與選擇方面提供了科學(xué)的決策支撐。

5結(jié)語

保障方案的確定是裝備保障工作的重要內(nèi)容,本文主要通過對戰(zhàn)場態(tài)勢因素分析,建立裝備保障方案評價指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上,提出基礎(chǔ)熵權(quán)法的裝備保障方案輔助決策模型,并通過具體實(shí)例驗

證了模型的可行性和有效性,這對提高裝備保障輔助指揮決策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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中圖分類號E92

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.01.028

作者簡介:于風(fēng)竺,女,碩士,助理工程師,研究方向:裝備保障。

*收稿日期:2015年7月2日,修回日期:2015年8月27日