任 帆 陳曉楠 胡建敏 金 孌

（國(guó)防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院 北京 100089）

1 引言

軍隊(duì)建設(shè)作為提高和保障軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的一項(xiàng)重要內(nèi)容，時(shí)刻貫穿于軍隊(duì)的平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)。軍隊(duì)建設(shè)所需的資源涉及到軍內(nèi)外的方方面面，例如在進(jìn)行武器裝備建設(shè)時(shí)需要工業(yè)、技術(shù)、金融資源，在作戰(zhàn)理論研究方面需要科研資源，在后勤保障建設(shè)上需要人力資源和財(cái)力資源，進(jìn)行思想政治建設(shè)時(shí)需要文化資源。準(zhǔn)確把握軍隊(duì)建設(shè)資源的基本內(nèi)涵，構(gòu)建符合我軍特色、體現(xiàn)時(shí)代要求的軍隊(duì)建設(shè)資源管理體系，對(duì)于適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)、切實(shí)履行軍隊(duì)使命、提高軍隊(duì)建設(shè)管理專(zhuān)業(yè)化科學(xué)化具有重要意義。

2 軍隊(duì)建設(shè)資源投入產(chǎn)出特征工程

軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源投入產(chǎn)出效益綜合來(lái)講就是投入資源產(chǎn)出效益。經(jīng)濟(jì)學(xué)中把資源分為人力資源、物力資源、財(cái)力資源、信息資源、時(shí)間資源等。軍事資源是指軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中投入的人力資源、物力資源、財(cái)力資源、信息資源和時(shí)間資源的總和，是軍隊(duì)建設(shè)的基本條件［1］。軍事資源配置合理與否，對(duì)一個(gè)國(guó)家軍事發(fā)展有著十分重要的影響。

此外，軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源投入產(chǎn)出屬于復(fù)雜系統(tǒng)范疇，各類(lèi)資源的投入不能采用簡(jiǎn)單的分解還原的分析方法來(lái)得出產(chǎn)出效益，還要考慮更多的因素和影響，例如，A地和B地都可以建設(shè)裝備檢測(cè)中心，在兩地投入的資源一致，但是A地位置更合理，A地交通便利運(yùn)輸效率高，A地的安全性更好，這都決定了A地的效益產(chǎn)出比B地更好。因此，決定效益產(chǎn)出的因素不能僅考慮投入的資源，還需要對(duì)其他因素進(jìn)行分析與評(píng)估。這里將這些因素統(tǒng)分為若干類(lèi)別特征和屬性特征具體特征，分類(lèi)情況見(jiàn)表1。

表1 特征分類(lèi)情況

2.1 資源的描述

人力資源：人力資源包括人的數(shù)量和人的體質(zhì)、智力、知識(shí)、技能等各個(gè)方面。人力資源是進(jìn)行軍隊(duì)建設(shè)的勞動(dòng)力資源或勞動(dòng)力，是軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源里的必要因素。

物力資源：物力資源是指軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中所需的土地、建筑物、機(jī)器裝備設(shè)備、工具、運(yùn)輸車(chē)輛、動(dòng)力能源、原材料和輔料等資源的統(tǒng)稱(chēng)。

財(cái)力資源：財(cái)力資源為在一定時(shí)期內(nèi)可用于國(guó)防和軍事的資金及其來(lái)源的統(tǒng)稱(chēng)，也可以稱(chēng)為軍事財(cái)力資源。財(cái)力資源作為衡量資源價(jià)值的關(guān)鍵特征，其特征數(shù)據(jù)一般來(lái)講是軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源中可以直接采集到的。

信息資源：信息資源是指軍隊(duì)建設(shè)中所需要的各類(lèi)信息活動(dòng)要素，包括信息資料、信息技術(shù)、信息設(shè)備、信息生產(chǎn)者等的集合。

時(shí)間資源：時(shí)間資源指軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中所消耗的時(shí)間價(jià)值，主要是軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目籌劃與建立的時(shí)間。

2.2 類(lèi)別特征的描述

項(xiàng)目類(lèi)別：按照國(guó)防預(yù)算結(jié)構(gòu)框架來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目類(lèi)別的劃分。分為戰(zhàn)略力量、常規(guī)力量，指揮、控制、通信、智能和太空，機(jī)動(dòng)力量、國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)和預(yù)備役部隊(duì)、研發(fā)、基本的供給與維護(hù)，訓(xùn)練、醫(yī)療和其他人員活動(dòng)，行政管理和相關(guān)的活動(dòng)、對(duì)其他國(guó)家的援助、特種作戰(zhàn)力量［2］。

項(xiàng)目級(jí)別：以軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的類(lèi)別來(lái)劃分不同的級(jí)別分為國(guó)家級(jí)、全軍級(jí)、戰(zhàn)區(qū)級(jí)、軍種級(jí)、軍級(jí)、師級(jí)、團(tuán)級(jí)及以下級(jí)別。

經(jīng)費(fèi)科目：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算的科目類(lèi)別。按照經(jīng)費(fèi)預(yù)算的內(nèi)容分為生活費(fèi)、公務(wù)費(fèi)、事業(yè)費(fèi)、教育訓(xùn)練費(fèi)、裝備購(gòu)置費(fèi)、裝備維修管理費(fèi)、基本建設(shè)費(fèi)、科學(xué)研究費(fèi)、戰(zhàn)備作戰(zhàn)費(fèi)和其他經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目。

項(xiàng)目時(shí)效：按照軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目完成后影響和輻射的時(shí)間分為短期型、中期型、長(zhǎng)期型。

面向范圍：按照軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目完成后影響和輻射的范圍分為小范圍、大范圍、全國(guó)范圍、全球范圍。

其他類(lèi)別：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目完成后劃分的其他類(lèi)別。例如，項(xiàng)目完成后主要是面向的平時(shí)還是戰(zhàn)時(shí)，面向的是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，面向得是作戰(zhàn)領(lǐng)域還是后勤領(lǐng)域，是否有替代項(xiàng)目，項(xiàng)目是否有爭(zhēng)議，項(xiàng)目是否具有唯一性等，類(lèi)似的類(lèi)別特征很多，本文在計(jì)算時(shí)選取類(lèi)別特征的前5項(xiàng)進(jìn)行處理。

2.3 屬性特征的描述

戰(zhàn)略屬性：一切軍隊(duì)建設(shè)都是為軍事戰(zhàn)略服務(wù)的，戰(zhàn)略屬性就是軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所滿(mǎn)足的軍事戰(zhàn)略的程度，也可以表示為軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目在戰(zhàn)略需求中的地位。

技術(shù)屬性：軍隊(duì)建設(shè)離不開(kāi)技術(shù)的發(fā)展，相同的資源投入采用不同的技術(shù)，或者技術(shù)水平的高低，都會(huì)對(duì)效益產(chǎn)出帶來(lái)影響。

安全屬性：安全屬性為軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的安全性，例如，彈藥安全性、保密安全性、管理安全性等。

需求屬性：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的需求程度，與戰(zhàn)略屬性不同的是，需求屬性更多的是軍隊(duì)建設(shè)具體的需求程度，例如，某部需要建立一個(gè)訓(xùn)練中心，這是該部軍事訓(xùn)練所需的，但是與戰(zhàn)略需求關(guān)系不大。

交通屬性：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目周邊的交通便利程度，包括公路、鐵路、航空、管道、港口和交通樞紐等。

環(huán)境屬性：周邊環(huán)境滿(mǎn)足軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的需求程度，不僅指的是地理環(huán)境，還包括經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等，例如，某些涉密性比較高的軍事設(shè)施建設(shè)，要考慮周邊的社會(huì)環(huán)境，防止敵特分子的滲入等。

民情屬性：在此地確定軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)民眾造成的影響，例如，建造機(jī)場(chǎng)可能會(huì)對(duì)周邊居民帶來(lái)噪聲問(wèn)題，一些大型設(shè)施的建立可能涉及拆遷問(wèn)題，這都會(huì)對(duì)民眾造成不同程度的影響。

地理屬性：地理屬性主要是指軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的地理位置屬性，與環(huán)境屬性不同的是，地理屬性側(cè)重于軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的地理形勢(shì)，例如，在某地建立軍事設(shè)施，但有可能發(fā)生泥石流的隱患，這都對(duì)地理屬性帶來(lái)影響，從而影響最終產(chǎn)出效益。

生態(tài)屬性：確定軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的影響，例如，某些軍事設(shè)施的建立可能對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境帶來(lái)破壞。

就業(yè)屬性：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的建立會(huì)帶動(dòng)一部分當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)形勢(shì)，從而影響經(jīng)濟(jì)效益，例如，某大型軍事設(shè)施的施工所需要的大量地方施工人員，短時(shí)提供了大量的工作崗位。

軍民融合：某些軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的確立，周邊會(huì)逐步形成醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)等，例如軍隊(duì)院校的建立，將帶動(dòng)周邊經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。與就業(yè)屬性不同的是，軍民融合更強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)期的發(fā)展。

人才吸引：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的確立對(duì)人才有著很大的需求，在資源投入相同的情況下，吸引更多更優(yōu)質(zhì)的人才將會(huì)帶來(lái)更多的效益產(chǎn)出。

2.4 效益特征的描述

政治效益：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來(lái)的政治效益，例如，遼寧號(hào)和山東號(hào)航空母艦的列裝，為中國(guó)在國(guó)際上帶來(lái)很大的政治影響和政治效益。

經(jīng)濟(jì)效益：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，例如，軍隊(duì)醫(yī)院的建立不僅僅滿(mǎn)足部隊(duì)需求，也為廣大民眾服務(wù)，并帶來(lái)相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。

文化效益：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來(lái)的文化效益，例如，對(duì)于黨史軍史的研究和軍隊(duì)文化項(xiàng)目的確立都會(huì)帶來(lái)文化效益。

軍事效益：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來(lái)的軍事效益，這是軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)的最主要的也是最重要的效益，一切軍隊(duì)建設(shè)資源都是為軍事效益服務(wù)的。

外交效益：軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來(lái)的外交效益，例如，吉布提海外軍事基地的建立涉及到外交效益。

3 軍隊(duì)建設(shè)資源投入產(chǎn)出方法設(shè)計(jì)

3.1 特征量化方法

在軍隊(duì)建設(shè)的實(shí)際問(wèn)題上，與之相關(guān)的特征大多數(shù)是一個(gè)宏觀的概念，往往不是可以直接查詢(xún)和獲得的，因此在對(duì)軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源投入產(chǎn)出進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估時(shí)，需要對(duì)于資源特征、類(lèi)別特征、屬性特征和效益特征進(jìn)行量化處理。

人力資源可以用在軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中投入人的數(shù)量和質(zhì)量的乘積加以表示，包括軍隊(duì)建設(shè)甲乙雙方的所有人，即軍隊(duì)方參與軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的人員和雇傭外來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)的人員，人員質(zhì)量包括人的體質(zhì)、智力、知識(shí)、技能等。在多數(shù)情況下，人員工資和人員質(zhì)量成正比，因此，人力資源定義為

其中，T為整個(gè)項(xiàng)目籌劃和建設(shè)所花費(fèi)的總時(shí)間，P為從事軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的軍內(nèi)人員的每月工資，Q為從事軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中雇傭人員所花費(fèi)的總金額，N為從事軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中軍內(nèi)人員的數(shù)量，α為比例參數(shù)，此外，由于軍內(nèi)人員工作多樣性，在整個(gè)項(xiàng)目籌劃和建設(shè)過(guò)程中，不是每個(gè)人所有的工作時(shí)間都投入到項(xiàng)目建設(shè)上，這里設(shè)φi為對(duì)應(yīng)的軍內(nèi)人員在所有工作中耗費(fèi)在此項(xiàng)目上所占的時(shí)間比例。

物力資源都是實(shí)體的資源，任何物力資源都可以轉(zhuǎn)換等價(jià)值的財(cái)力資源，這里直接用物力資源的價(jià)值金額來(lái)對(duì)物力資源進(jìn)行量化，物力資源用Mr表示。

財(cái)力資源是最直接的資源體現(xiàn)，可以直接用軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的預(yù)算金額作為財(cái)力資源的值，財(cái)力資資源用Fr表示。

信息資源無(wú)法簡(jiǎn)單的用價(jià)值金額來(lái)衡量，可能耗費(fèi)很少的人力物力財(cái)力就可以得到很有價(jià)值的信息資源，也可能為了一份普通的信息情報(bào)耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力。由于信息設(shè)備在大多數(shù)定義里雖然屬于信息資源也同時(shí)屬于物力資源，且信息技術(shù)的共享性也決定了信息資源的投入與量化不能夠僅僅通過(guò)信息價(jià)值來(lái)判斷，這里將信息資源視為更加趨近于非實(shí)體的資源，定義為

其中，NI為軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目中從事信息工作的人數(shù)，ti為從事信息工作的人數(shù)所耗費(fèi)的時(shí)間，Mi為從事信息工作的人員單位時(shí)間的工資，M0為直接購(gòu)買(mǎi)的信息資源或技術(shù)等非實(shí)體信息資源的金額。

時(shí)間資源分為籌劃階段所耗費(fèi)的時(shí)間和項(xiàng)目執(zhí)行所耗費(fèi)的時(shí)間，即

其中，T1為項(xiàng)目籌劃階段的時(shí)間，T2為項(xiàng)目執(zhí)行階段的時(shí)間，單位為月，β為比例參數(shù)。

類(lèi)別特征中的項(xiàng)目類(lèi)別、項(xiàng)目級(jí)別、經(jīng)費(fèi)科目、項(xiàng)目時(shí)效、面向范圍按照每一項(xiàng)的類(lèi)別分類(lèi)分別取值為1～11、1～7、1～10、1～3和1～4的整數(shù)數(shù)值，其他類(lèi)別按照0和1進(jìn)行區(qū)分。

屬性特征和效益特征采用德?tīng)柗品▉?lái)確定，通過(guò)德?tīng)柗品ㄔu(píng)估軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)這12個(gè)屬性特征和5個(gè)效益特征的影響程度，屬性特征取值為確定在0到10之間的一個(gè)具體的分?jǐn)?shù)，效益特征分為5個(gè)檔次I～V，如表2所示。

表2 效益特征的分級(jí)情況

3.2 梯度提升算法

接下來(lái)通過(guò)資源特征和屬性特征來(lái)預(yù)測(cè)和評(píng)估效益產(chǎn)出。傳統(tǒng)的評(píng)估方法主要包括層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等，隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等方法被用于數(shù)據(jù)的分類(lèi)與回歸，但是這些方法仍存在一定的局限性，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法訓(xùn)練次數(shù)不足則會(huì)過(guò)導(dǎo)致擬合，算法本身的收斂速度較慢，容易陷入局部最優(yōu)解［3］。雖然如此，但機(jī)器學(xué)習(xí)算法有著其他算法難以企及的優(yōu)越性，如何選擇一種精度較高、收斂速度快、防止過(guò)擬合的機(jī)器學(xué)習(xí)算法作為分類(lèi)算法十分必要。

目前在數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)問(wèn)題上比較前沿的機(jī)器學(xué)習(xí)算法有GBDT、XGBoost、LightGBM等，這幾種都屬于梯度提升算法GB（Gradient Boosting），梯度提升算法的基本步驟如下［4～6］：

3）對(duì)rmi擬合一個(gè)回歸樹(shù)，得到第m顆樹(shù)的葉子結(jié)點(diǎn)區(qū)域Rmj，j=1，2，…，J，并計(jì)算

3.3 LightGBM算法

LightGBM（Light Gradient Boosting Machine）算法主要是一種在GBDT算法基礎(chǔ)上加以?xún)?yōu)化的框架形式，GBDT算法在每一次的迭代過(guò)程中都要多次反復(fù)的遍歷訓(xùn)練數(shù)據(jù)，嚴(yán)重的占有內(nèi)存、消耗時(shí)間。與GBDT算法不同的是，LightGBM算法有著快速、高效、分布式的特點(diǎn)。LightBGM算法主要使用了基于 Histogram 決策樹(shù)算法進(jìn)行學(xué)習(xí)［7～9］，如圖1所示。首先將特征值進(jìn)行離散化，并生成一個(gè)寬為k為的直方圖。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行遍歷時(shí)，將取離散后值作為索引值。遍歷完成后就增加了需要的統(tǒng)計(jì)量，再通過(guò)離散化的特征值來(lái)識(shí)別最優(yōu)的分割點(diǎn)。采取這種方式既能顯著降低內(nèi)存的使用，從而降低時(shí)間復(fù)雜度。

圖1 基于直方圖的決策樹(shù)算法

LightGBM算法的另一個(gè)特點(diǎn)是采取了限制深度的葉子生長(zhǎng)方法（Leaf-wise），選取損失函數(shù)值增長(zhǎng)最大的葉節(jié)點(diǎn)來(lái)生長(zhǎng)。Leaf-wise有著更高的精度和更低的誤差，并在Leaf-wise中加入了防止過(guò)擬合的最大深度限制。該策略在每一次分裂前都會(huì)遍歷決策樹(shù)中的葉子節(jié)點(diǎn)，尋找到分裂增益最大的葉子來(lái)進(jìn)行分裂，然后重復(fù)這一操作，具體Leaf-wise生長(zhǎng)策略如圖2所示［10～11］。

圖2 Leaf-wise生長(zhǎng)策略

進(jìn)行訓(xùn)練、測(cè)試和預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)特征屬性情況見(jiàn)表3。

表3 特征屬性情況

3.4 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)LightGBM算法訓(xùn)練數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)測(cè)后，以Kappa系數(shù)k和預(yù)測(cè)正確率作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，其中Kappa系數(shù)的定義如下［12］：

其中，p0為每一類(lèi)正確分類(lèi)的效益特征數(shù)之和除以每一類(lèi)效益特征總數(shù)n。

其中，在相同類(lèi)別效益特征下，每一級(jí)別真實(shí)的樣本的數(shù)量為a1，a2，…，a5，預(yù)測(cè)出來(lái)的各級(jí)別樣本數(shù)量為b1，b2，…，b5。

3.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述

整個(gè)軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源投入產(chǎn)出效益評(píng)估的活動(dòng)關(guān)系、功能關(guān)系和信息關(guān)系形成了“信息環(huán)-功能環(huán)-活動(dòng)環(huán)”的原理流程，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)信息-功能-活動(dòng)關(guān)系圖

軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目資源投入產(chǎn)出效益評(píng)估系統(tǒng)是基于LightGBM等機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在大量的數(shù)據(jù)支撐前提下，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)，建立合適的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。同時(shí)，可以在傳統(tǒng)的軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目基礎(chǔ)上利用數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、進(jìn)行評(píng)估，獨(dú)立出來(lái)可以單獨(dú)作為一個(gè)系統(tǒng)，集成到其他軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)系統(tǒng)中可以作為一個(gè)子系統(tǒng)或者功能模塊。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)防和軍隊(duì)建設(shè)關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和長(zhǎng)治久安，軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的資源投入和產(chǎn)出效益直接影響到軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的生成。本文結(jié)合軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目的現(xiàn)狀，找到了與軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)的眾多特征，采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行回歸預(yù)測(cè)，評(píng)估項(xiàng)目完成后的產(chǎn)出效益。可以看出，軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目投入產(chǎn)出效益評(píng)估方法具有一定程度的可能性與合理性，但預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度方面仍有提升空間。提升準(zhǔn)確率的方法主要有兩個(gè)：一是完善屬性特征的評(píng)估方法，二是建立完善的軍隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)特征的類(lèi)別擴(kuò)展。