宋 科，馬永忠

（1.武警工程大學(xué) 裝備管理與保障學(xué)院，陜西 西安710086；2.武警陽泉支隊(duì)參謀部，山西 陽泉045000）

防暴彈藥雖然是一種非致命彈藥，但在使用時安全問題較多、不確定性強(qiáng)。從目前研究成果來看，王佳通過對彈藥性能與溫濕度研究得出彈藥包裝技術(shù)承擔(dān)著彈藥的存儲和防護(hù)任務(wù)并影響著彈藥的使用安全[1]；崔曉萍在對某爆炸型催淚彈的使用安全可靠性試驗(yàn)評價時得出不同存儲時間對防暴彈藥的作戰(zhàn)效果影響明顯[2]；郭三學(xué)在爆震彈破片非致命效應(yīng)研究中得出某型爆震彈使用時產(chǎn)生的較大破片在近距離對有生目標(biāo)能造成致命傷害[3]。上述文獻(xiàn)從單個因素入手對影響防暴彈藥安全使用進(jìn)行了深入研究，但防暴彈藥的安全性還受彈藥性能與狀態(tài)、使用人員訓(xùn)練水平和使用環(huán)境等多個因素影響。因此，文章立足于防暴彈藥使用的全過程，分析影響防暴彈藥使用安全的因素，研究各因素所占權(quán)重，為保證防暴彈藥安全使用提供理論支撐。

1 影響防暴彈藥使用安全的因素

從近幾年的研究成果來看，楊延海在倉儲彈藥安全要素研究中分析了影響彈藥存儲安全的因素主要在于人、設(shè)備和管理等幾個方面[4]；宣兆龍在野戰(zhàn)彈藥環(huán)境安全的灰色模糊綜合評判中研究得出氣候、力學(xué)、電磁、戰(zhàn)場對抗等環(huán)境因素對彈藥安全性影響較大[5]；畢曉燾在閃光爆震彈預(yù)控破片設(shè)計與飛散特性研究中得出防暴彈藥爆炸破片飛散角在30°～60°[6]。防暴彈藥在長期儲存和使用過程中，由于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和環(huán)境的不安全條件，均可造成彈藥裝備各類事故的發(fā)生，因此分析影響防暴彈藥使用安全因素應(yīng)從彈藥性能與狀態(tài)、人員及環(huán)境因素三個方面進(jìn)行分析。

在防暴彈藥使用中，首先要清楚所使用防暴彈藥的性能與狀態(tài)，比如要考慮殺傷半徑及化學(xué)試劑刺激性強(qiáng)度、彈藥生產(chǎn)年限、數(shù)質(zhì)量及包裝情況；同時要考慮使用人員的政治素養(yǎng)和訓(xùn)練情況，保管人員的業(yè)務(wù)能力等；其次要掌握溫濕度、風(fēng)向、海拔和可能發(fā)生的惡劣天氣等自然環(huán)境因素；臨時使用時還要提前計劃彈藥補(bǔ)給，考慮臨時彈藥庫的選址和安全防衛(wèi)，防止盜搶、雷擊等不安全情況發(fā)生，確保整個使用過程安全可靠，為高效完成任務(wù)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。綜合不同的影響因素，構(gòu)建防暴彈藥使用安全評價指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1

2 未確知測度模型

為了有效地解決面臨“不完整信息”的問題，本文引入了一種全新的方法——未確知測度模型。這一方法憑借其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬤^程，避免了推理時可能存在的信息損失，在針對“未確知信息”的處理和數(shù)學(xué)表達(dá)研究上有著天然優(yōu)勢。

2.1 單指標(biāo)未確知測度[7]

作為一種可能性測度，單指標(biāo)未知測度是指用來衡量“程度”的測量結(jié)果，需要滿足歸一性、可加性以及非負(fù)有界性這三條測量準(zhǔn)則。為了定義單指標(biāo)未確知測度的具體形式，首先給出兩個集合A，B，其中A={a1，a2，...an}被稱為論域，ai表示在遂行任務(wù)中影響待評價防暴彈藥對象使用安全性的綜合評價因素指標(biāo)（總計有n個），也被稱作單因素評價指標(biāo)；對應(yīng)于每個相互獨(dú)立的單因素評價指標(biāo)ai又有m個評價等級，將這些評價等級記為集合B={b1，b2，...bm}。

在本文的未確知測度模型中，采用專家打分法進(jìn)行評估。具體方法是將單因素評價指標(biāo)ai在評價等級bj上的觀測值記作aij，由專家將0～100之間的分?jǐn)?shù)打給每個單因素評價指標(biāo)ai及其對應(yīng)的評語等級bj，同時規(guī)定在所有評語等級上的單因素評價指標(biāo)總得分為100分，即Σl≤i≤n，l≤j≤maij=100。在此基礎(chǔ)上，通過歸一化方法定義待評價防暴彈藥在單因素評價指標(biāo)ai評價等級bj上的未確知測度uij=aij/100，繼而可得到待評價對象的單指標(biāo)未確知測度評價矩陣。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

作為一種觀測值域的分布泛函，熵[8-11]常常被用作描述與觀測值之間相關(guān)的不確定性，即定量地刻畫不確定性或混亂度。熵（entropy）的概念最早由克勞修斯提出，主要用作熱力學(xué)系統(tǒng)中狀態(tài)的描述，具有對稱性、非負(fù)性、可加性、極值性等特點(diǎn)。此后這一概念被拓展應(yīng)用到多個不同領(lǐng)域當(dāng)中。在統(tǒng)計學(xué)中，離散型隨機(jī)變量的信息熵定義為假設(shè)在一個自然狀態(tài)空間中存在n個不確定因素X＝（x1，x2，...xn），其中xi為真實(shí)觀測到的狀態(tài)。如果在這個自然狀態(tài)空間中n個不確定因素發(fā)生的先驗(yàn)概率分布為P（X）={P（x1），P（x2），...，P（xn）}，則該狀態(tài)的未確知測度的熵函數(shù)為：

將上一節(jié)中所計算得到的未確知測度代入式（2），則可以得到在給定狀態(tài)下各未確知測度的熵為：

ωi即為在遂行任務(wù)中待評價防暴彈藥安全性單因素評價指標(biāo)ai的權(quán)重。W=[ω1，ω2，...ωn]則為相對應(yīng)的權(quán)重向量。

2.3 綜合評價系統(tǒng)

基于式（1）與式（4）給出的單指標(biāo)未確知測度評價矩陣以及對應(yīng)的權(quán)重向量，可以給出在遂行任務(wù)中待評價防暴彈藥安全性綜合測度評價向量如下：

這一向量中描述了待評價對象在m個不同的評價等級當(dāng)中的不確定性程度。注意到評價等級B={b1，b2，...bm}的劃分是單調(diào)降序排列的，因此可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行置信度識別。很明顯最大測度識別準(zhǔn)則不能夠適用于這種情況，因此我們在此改用置信度識別準(zhǔn)則。對于給定的不小于0.5的置信度 λ（通常取為0.6或0.7），可以給出置信度識別模型如下：

取j值直至滿足公式（6），則在遂行任務(wù)中待評價的防暴彈藥安全綜合評價結(jié)果為第j0個評價等級uj。

3 案例分析

為驗(yàn)證未確知測度模型在防暴彈藥使用時安全性評估的適用情況，文章以某次訓(xùn)練為例對模型進(jìn)行驗(yàn)證。

案例：某部計劃在野外組織防暴彈實(shí)彈訓(xùn)練，參加訓(xùn)練的人員軍政素質(zhì)良好，但缺少防暴彈使用的經(jīng)驗(yàn)；野外條件較為惡劣，當(dāng)?shù)貧鉁剡m宜，但可能會出現(xiàn)大風(fēng)和雷雨的天氣情況；此次訓(xùn)練要對多個彈種進(jìn)行實(shí)彈實(shí)投訓(xùn)練，本批彈藥保存完好、技術(shù)性能正常。為合理管控安全風(fēng)險，計劃在開始之前對此次訓(xùn)練的安全性進(jìn)行評估，確定安全風(fēng)險等級，為下步訓(xùn)練工作打下基礎(chǔ)。

下面利用未確知測度模型對此次駐訓(xùn)任務(wù)的防暴彈藥安全性評估，首先采用專家打分法，將各影響因素分為很安全、較安全、一般安全、不安全、很不安全5個等級進(jìn)行評定，確定單指標(biāo)測度評價矩陣，打分結(jié)果統(tǒng)計如表1：

表1 專家打分結(jié)果統(tǒng)計表

由以上打分結(jié)果，得到單指標(biāo)未確知測度評價矩陣：

根據(jù)公式（4）計算出影響因素的指標(biāo)權(quán)重可得：ω=（0.1153，0.1065，0.0992，0.1138，0.1060，0.1113，0.1148，0.1102，0.1229）。

根據(jù)公式（5）求得最終的評判結(jié)果：

μ=（0.2302，0.1981，0.3908，0.1260，0.0549）。

取置信度λ=0.7，根據(jù)置信度識別準(zhǔn)則及公式（6）判定此次防暴彈藥使用的安全評價等級為第3等級，即“一般安全”。

4 結(jié)論

文章通過建立基于熵權(quán)的未確知測度的防暴彈藥使用安全性模型，并結(jié)合實(shí)例對未確知測度模型在防暴彈藥使用的安全性綜合評價中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討，實(shí)現(xiàn)了對影響安全因素的綜合評價。

（1）基于未確知測度理論的防暴彈藥使用的安全性綜合評價模型的運(yùn)用表明，其在各評價指標(biāo)權(quán)重和識別準(zhǔn)則的確定上，分別采用了信息熵和置信度識別準(zhǔn)則，避免了模糊數(shù)學(xué)、層次分析法以及灰色關(guān)聯(lián)理論等評判法在這些方面的不足，使評價結(jié)果更具客觀性。

（2）通過基于未確知測度理論的防暴彈藥使用的安全性綜合評價模型的研究及其實(shí)際應(yīng)用表明，未確知測度模型能夠很好地對防暴彈藥使用安全性進(jìn)行綜合評價，其評價指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際情況靈活選取，評價模型計算簡單，其對安全性的評價結(jié)果為組織訓(xùn)練人員，提前根據(jù)實(shí)際情況，適時調(diào)整方案，為確保防暴彈藥使用安全提供決策依據(jù)。

（3）未確知方法注意了評價空間的有序性，給出了比較合理的置信度識別準(zhǔn)則和排序的評分準(zhǔn)則，而這正是模糊數(shù)學(xué)、層次分析法以及灰色關(guān)聯(lián)法評判所不具有的優(yōu)點(diǎn)。