基于模糊層次分析的渡河工程保障能力評(píng)估方法研究

魏廷三， 李 凌， 李東明， 舒 涵

（1.陸軍工程大學(xué)野戰(zhàn)工程學(xué)院， 江蘇 南京 210007； 2.31607 部隊(duì)， 福建 漳州 363100；3.國(guó)防科技大學(xué)電子對(duì)抗學(xué)院， 安徽 合肥 230027）

0 引言

隨著我軍在渡河工程裝備上的改善， 渡河裝備儲(chǔ)備和渡河力量建設(shè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 渡河工程保障能力得到了明顯提升。但在當(dāng)前我軍工程兵理論研究中，關(guān)于渡河工程保障能力評(píng)估方面的研究基本還是空白， 尚未確立完備的分析方法和保障模型， 對(duì)渡河工程保障能力建設(shè)的效果和水平缺乏客觀準(zhǔn)確的判斷方法， 如何立足現(xiàn)有裝備條件，準(zhǔn)確的進(jìn)行系統(tǒng)仿真計(jì)算、決策，當(dāng)前并無(wú)完善的研究體系和方法。軍隊(duì)調(diào)整改革之后，陸軍渡河保障力量結(jié)構(gòu)與屬性都有較大調(diào)整，因此，結(jié)合新時(shí)代舟橋部（分）編制體制和戰(zhàn)斗、訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，以及信息化作戰(zhàn)渡河工程保障的特點(diǎn)規(guī)律， 創(chuàng)新渡河工程保障能力評(píng)估的方式、方法，對(duì)舟橋部（分）隊(duì)渡河工程保障能力進(jìn)行建模和評(píng)估具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義， 是對(duì)我軍渡河工程保障理論體系的完善和創(chuàng)新。

渡河保障能力評(píng)估是復(fù)雜多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題， 適合用模糊層次分析法（F-AHP）進(jìn)行研究。 模糊層次分析法是結(jié)合層次分析法（AHP）和模糊綜合評(píng)價(jià)法（Fuzzy）的一種綜合評(píng)價(jià)方法[1]，具有定性和定量相結(jié)合、嚴(yán)謹(jǐn)性、靈活性等特點(diǎn)，在許多決策領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。 陳松輝等[2]以登陸作戰(zhàn)為背景， 運(yùn)用層次分析與模糊綜合評(píng)判法分析影響登陸部隊(duì)作戰(zhàn)效能的各因素權(quán)重， 為確定登陸部隊(duì)兵力編成提供了論證。 宋歡等[3]通過(guò)分析導(dǎo)彈輸送任務(wù)行動(dòng)過(guò)程中的伴隨保障需求， 建立伴隨保障能力評(píng)價(jià)模型， 并運(yùn)用模糊層次分析法對(duì)某作戰(zhàn)保障單元進(jìn)行了實(shí)例評(píng)估。逄海博[4]提出了一種改進(jìn)模糊層次分析模型的構(gòu)建方法， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)擁堵模型指標(biāo)的權(quán)重量化評(píng)估與權(quán)值優(yōu)化。丁平[5]針對(duì)目前某型導(dǎo)彈虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)培訓(xùn)效果的評(píng)估需求，構(gòu)建一種虛擬訓(xùn)練動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型。利用層次分析法，對(duì)實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證評(píng)估。Han Zijiao 等[6]利用模糊層次分析法對(duì)動(dòng)力制氫技術(shù)對(duì)了綜合評(píng)價(jià)。

本文根據(jù)渡河工程保障任務(wù)特點(diǎn)規(guī)律， 構(gòu)建了保障能力評(píng)估指標(biāo)體系，建立評(píng)估模型，并對(duì)某次渡河行動(dòng)進(jìn)行實(shí)證分析，為評(píng)估渡河工程保障能力提供了科學(xué)的理論參考。

1 渡河工程保障能力指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 確定評(píng)估指標(biāo)

目前關(guān)于影響渡河工程保障能力評(píng)估的因素說(shuō)法較多，各種因素影響重要程度不同，判別標(biāo)準(zhǔn)也不盡一致，使得指標(biāo)的選取眾說(shuō)紛紜，尚未達(dá)成共識(shí)。但就舟橋部（分）隊(duì)來(lái)說(shuō)，其能力指標(biāo)大體上可區(qū)分為快速反應(yīng)能力、機(jī)動(dòng)投送能力、指揮控制能力、戰(zhàn)場(chǎng)感知能力、渡場(chǎng)構(gòu)筑能力、全維防護(hù)能力、作戰(zhàn)保障能力、后裝保障能力、政治作戰(zhàn)能力9項(xiàng)能力。這9 項(xiàng)指標(biāo)主要是由舟橋部（分）隊(duì)編制裝備、遂行渡河工程保障任務(wù)來(lái)確定的。 指標(biāo)體系如表1 所示。

表1 指標(biāo)體系

表2 判斷矩陣中值的含義

1.2 評(píng)估指標(biāo)的說(shuō)明

評(píng)估指標(biāo)的說(shuō)明：①快速反應(yīng)能力：是指部隊(duì)為適應(yīng)戰(zhàn)爭(zhēng)、戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗的突然性和戰(zhàn)場(chǎng)情況的急劇變化，而迅速作出決策和采取應(yīng)變行動(dòng)的作戰(zhàn)能力； ②機(jī)動(dòng)投送能力：是指通過(guò)大型交通工具和其他平臺(tái)等，將裝備、物資、人員等投放到其他地方， 這項(xiàng)能力決定了保障范圍的大小、 保障強(qiáng)度的大小和保障持續(xù)時(shí)間等； ③指揮控制能力：是指揮員及指揮機(jī)關(guān)運(yùn)用指揮工具，為達(dá)成一定的目的，綜合使用各種力量和手段，指揮協(xié)調(diào)所屬部隊(duì)，及控制部隊(duì)行動(dòng)的能力；④戰(zhàn)場(chǎng)感知能力：是指為獲取敵情、地形及其他有關(guān)作戰(zhàn)情報(bào)的能力；⑤渡場(chǎng)構(gòu)筑能力：是舟橋部（分）特有的專(zhuān)業(yè)能力，也是其核心能力，是指舟橋部（分）隊(duì)利用舟橋器材開(kāi)設(shè)?。ㄩT(mén)）橋渡場(chǎng)保障部隊(duì)渡河行動(dòng)的能力；⑥全維護(hù)防護(hù)能力：是指利用各種手段，防敵偵察、監(jiān)視、火力打擊、核生化防護(hù)、電磁干擾等能力；⑦作戰(zhàn)保障能力：是指保障戰(zhàn)斗單位順利遂行任務(wù)的能力，是通信、交通、工程、氣象、偽裝、測(cè)繪、對(duì)核生化武器防護(hù)、戰(zhàn)場(chǎng)管理等各項(xiàng)保障能力的總稱(chēng)；⑧后裝保障能力：是指支援和保障作戰(zhàn)各種人力、物力、財(cái)力和技術(shù)及其組織的總和；⑨政治作戰(zhàn)能力：指部隊(duì)依據(jù)黨和國(guó)家的戰(zhàn)略意圖，貫徹執(zhí)行黨的戰(zhàn)略方針、作戰(zhàn)原則和命令、指示、宣傳作戰(zhàn)目的和意義，鼓舞部隊(duì)士氣，激發(fā)官兵勇敢犧牲精神，維護(hù)部隊(duì)高度的集中統(tǒng)一和嚴(yán)格的紀(jì)律，增強(qiáng)內(nèi)部和外部的團(tuán)結(jié)，鞏固和提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，保證勝利完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2 模糊層次分析主要流程

模糊層次分析法的主要流程： 首先建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再利用AHP 對(duì)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，然后用Fuzzy 法確定評(píng)語(yǔ)集、構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)矩陣，計(jì)算出決策集，最后根據(jù)最大隸屬度原則給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

2.1 運(yùn)用層次分析法確定權(quán)重

運(yùn)用AHP 進(jìn)行分析時(shí)， 首先要將所包含的因素分組，每一組作為一個(gè)層次，按照最高層、中間層和最低層的形式排列起來(lái)。 接著構(gòu)造判斷矩陣

為保證分析的可靠性和科學(xué)性， 需要對(duì)矩陣R 進(jìn)行一致性檢[7]：

其中：R.I.（random index）為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值如表3所示；C.I.（consistency index）為一致性指標(biāo)；C.R.（consistency ratio）為一致性比率。 當(dāng)C.R.＜0.1 時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣N 有滿(mǎn)意一致性；若C.R.＞0.1，則需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修正。

表3 判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值RI

專(zhuān)家的主觀判斷性對(duì)層次分析法得出的結(jié)果影響較大， 而且準(zhǔn)則層的指標(biāo)較多時(shí)易導(dǎo)致數(shù)據(jù)量較大且難以確認(rèn)權(quán)重，為減少這個(gè)負(fù)面影響，本文引入了模糊評(píng)價(jià)的方法[8]。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行軍事問(wèn)題評(píng)價(jià)的基本思路是：首先針對(duì)軍事系統(tǒng)的特點(diǎn)，確定評(píng)價(jià)對(duì)象集、因素集和評(píng)語(yǔ)集，建立評(píng)價(jià)因子的權(quán)重分配向量，通過(guò)各因素模糊評(píng)價(jià)獲得綜合模糊評(píng)價(jià)矩陣，進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合分值，步驟說(shuō)明如下：

2.2.1 確定評(píng)價(jià)因素集和評(píng)價(jià)等級(jí)

評(píng)價(jià)因素集是影響評(píng)價(jià)軍事系統(tǒng)能力的各項(xiàng)指標(biāo)，用U={u1，u2，…，um}表示。 評(píng)價(jià)等級(jí)用V={v1，v2，…，vn}表示，Vj為第j 種評(píng)價(jià)結(jié)果，n 為總的評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)。通過(guò)咨詢(xún)相關(guān)專(zhuān)家的意見(jiàn)， 將評(píng)語(yǔ)集中對(duì)各因素的評(píng)價(jià)等級(jí)分為很好、較好、中等、較差、很差。

2.2.2 通過(guò)對(duì)單因素模糊評(píng)價(jià)得出模糊關(guān)系矩陣

確定因素ui對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)vi（i=1，2，…，n）的隸屬度rij。這樣m 個(gè)因素的評(píng)價(jià)集就構(gòu)造出一個(gè)總的評(píng)價(jià)矩陣：

2.2.3 明確各類(lèi)評(píng)價(jià)因素的相對(duì)權(quán)重向量

權(quán)重向量采用層次分析法得到，表示為

式中：ai（i=1，2，…，m）為各因素的權(quán)重系數(shù)。

2.2.4 計(jì)算綜合評(píng)價(jià)向量

式中：“·”為模糊合成算子，在考慮選取模糊合成算子“·”時(shí)選擇加權(quán)平均型的模糊綜合算子， 該模型依據(jù)指標(biāo)權(quán)重的大小綜合考慮了所有指標(biāo)的信息。

2.2.5 分析綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上面計(jì)算得到的綜合評(píng)價(jià)值B， 根據(jù)最大隸屬度原則對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行最終評(píng)定[9]。

3 實(shí)例分析

以某渡河工程保障行動(dòng)為例， 根據(jù)所建模型對(duì)保障能力進(jìn)行評(píng)估。

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重計(jì)算

根據(jù)表1 的渡河工程保障能力評(píng)估指標(biāo)體系層，由專(zhuān)家按照9 標(biāo)度法打分， 構(gòu)建準(zhǔn)則層對(duì)于目標(biāo)層的判斷矩陣N 如下：

通過(guò)yaahp 軟件計(jì)算求得判斷矩陣的權(quán)重向A=（0.0619，0.0643，0.1190，0.0605，0.2608，0.0605，0.0619，0.0634，0.2477），可得一致性指標(biāo)C.I.=0.0045，一致性比率C.R.=0.0.0031＜0.1，具有滿(mǎn)意一致性。

同理構(gòu)建對(duì)應(yīng)快速反應(yīng)能力、機(jī)動(dòng)投送能力、指揮控制能力、戰(zhàn)場(chǎng)感知能力、渡場(chǎng)構(gòu)筑能力、全維防護(hù)能力、作戰(zhàn)保障能力、后裝保障能力、政治作戰(zhàn)能力9 項(xiàng)能力的判斷矩陣：

求解得出相應(yīng)的權(quán)重向量如下：

計(jì) 算 可 知 矩 陣A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9皆 符 合滿(mǎn)意一致性。

3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算

一級(jí)指標(biāo)因素集為E={E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9}；二級(jí)指標(biāo)因素集為：

由10 名專(zhuān)家與部隊(duì)人員分別對(duì)該保障行動(dòng)的二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得出相應(yīng)的隸屬度rij，rij為指標(biāo)ui被評(píng)為vj的數(shù)量與專(zhuān)家總數(shù)之比，評(píng)價(jià)結(jié)果如表4 所示。

表4 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上表可得到各評(píng)價(jià)因素的模糊關(guān)系矩陣：

由式（6）計(jì)算二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)向量Bi=Ai·Ri=[b1，b2，…，bn]：

由二級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)價(jià)向量可得到綜合模糊關(guān)系矩陣R：

計(jì)算二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)向量：B=A·R=（0.084，0.281，0.531，0.101，0.003）

對(duì)評(píng)價(jià)集賦分：V={90，80，70，60，50}， 求得綜合評(píng)價(jià)得分S=B·VT=73.42。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

此次渡河工程保障能力綜合評(píng)分為73.42 分，沒(méi)達(dá)到較好評(píng)價(jià)，處在中等偏上水平，說(shuō)明該舟橋部（分）隊(duì)在渡河工程保障能力方面還有較大的提升空間。 根據(jù)能力評(píng)估指標(biāo)分析可知， 渡場(chǎng)構(gòu)筑能力和政治作戰(zhàn)能力這2 個(gè)因素的所占權(quán)重最大（50.85%），但在這2 個(gè)能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)上結(jié)果不夠理想，特別是浮橋構(gòu)筑能力、安全保衛(wèi)能力等方面的評(píng)價(jià)有一大半在中等偏下， 這些評(píng)價(jià)較大程度地降低了綜合評(píng)分。經(jīng)過(guò)綜合分析評(píng)估，該舟橋部（分）隊(duì)?wèi)?yīng)這次渡河工程保障行動(dòng)中存在的短板和弱項(xiàng)， 找準(zhǔn)焦點(diǎn)問(wèn)題，突出行動(dòng)重點(diǎn)，扎實(shí)訓(xùn)練，更好地提高作戰(zhàn)保障能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

筆者分析了渡河工程保障任務(wù)， 根據(jù)行動(dòng)特點(diǎn)構(gòu)建了能力指標(biāo)體系， 并將模糊層次分析的方法運(yùn)用到保障能力評(píng)估當(dāng)中，最后結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算。 結(jié)果表明：使用該方法對(duì)渡河工程保障能力進(jìn)行評(píng)估，數(shù)據(jù)明顯，便于分析渡河工程保障行動(dòng)中存在的短板弱項(xiàng)， 以此促進(jìn)舟橋部（分）隊(duì)建設(shè)全面發(fā)展。