基于灰色-粗糙集的雷達陣地工程建設風險評價指標體系構建

摘要：為更好地開展雷達陣地工程建設風險管理，構建合理的雷達陣地工程建設風險評價指標體系是基礎。通過分析雷達陣地工程建設的外部、內部風險源，借鑒國內陣地工程建設風險評價相關文獻，綜合考慮外部環(huán)境、組織管理、人員、技術、設備、材料6個方面的風險因素，運用灰色-粗糙集理論對初選指標進行約簡優(yōu)化，最終構建包含6個一級指標、48個二級指標的雷達陣地工程建設風險評價指標體系。約簡后的評價指標體系更為精簡、高效，可為雷達陣地工程建設風險管理提供參考。

關鍵詞：灰色關聯(lián)度；粗糙集；陣地工程；風險評價指標體系

0 引言

陸基、?；?、天基、空基預警探測體系共同組成了保證國家戰(zhàn)略安全的一體化綜合“屏障”，其中地基雷達因其全天候、全天時等優(yōu)勢，具有不可替代的地位和作用，受到世界各國的重視。我國于20世紀70年代建成第一部遠程預警相控陣雷達。隨著雷達技術不斷發(fā)展和軍事需求不斷提高，雷達陣地工程建設的要求也不斷更新和改進，新時期需要建設能夠滿足新型雷達部署要求的雷達陣地。雷達陣地工程作為一項重要的國防工程，具有戰(zhàn)略意義重大、工程規(guī)模大、投資金額大、建設周期長等特點，建設過程中存在眾多潛在風險因素，構建全面、科學的風險評價指標體系有助于提高組織的風險管理水平，對雷達陣地工程建設的順利推進具有重要意義。

雷達陣地通常由雷達設施、行政辦公樓、生活用房及附屬設施等組成^[1]。針對陣地工程建設問題，曹林等^[2]使用層次分析法和自編碼神經網絡篩選指標法，構建了陣地工程效能評估指標體系。韓志超等^[3-4]使用扎根理論和灰色-粗糙集方法分別進行了陣地改造施工風險識別和評價指標體系構建。劉漢增等^[5-6]使用基于證據推理算法的置信規(guī)則庫推理方法（RIMER），分別構建了陣地工程施工環(huán)境評價模型和陣地建設安裝工程安全風險評價模型；此外，還采用風險過濾評級與管理方法（RFRM），確定了陣地建設風險等級全息建模（HHM）框架中的重點風險因素^[7]。

由于陣地工程的軍事特殊性，目前針對陣地工程建設風險的公開文獻資料較少。本文首先在現有研究成果的基礎上進行風險評價指標初選，然后為了保證風險評價指標的精簡、高效，進一步對初選指標進行約簡優(yōu)化。目前，國內學者研究探討了Vague集理論^[8]、遺傳算法^[9]、粗糙集理論^[10]等多種指標約簡方法。通過對比各種方法的特點，本文運用灰色-粗糙集理論對初選指標進行約簡，最終構建了一套雷達陣地工程建設風險評價指標體系，可為雷達陣地工程建設風險管理提供參考。

1 評價指標初選

1.1 風險源分析

工程中存在的不確定性決定了風險的不可避免性。風險源是“對導致風險具有內在可能性的元素或元素的集合”^[14]。風險源是風險存在的根本，其既可能是有形的，也可能是無形的。基于建設工程的普遍規(guī)律，結合雷達陣地工程建設的特點，雷達陣地工程建設的風險因素主要源于以下兩個方面。

1.1.1 外部風險源

外部風險源是指項目管理者無法控制或即使采取一定手段、技術也難以控制的外部環(huán)境因素，主要包括自然環(huán)境、社會經濟、政治軍事。

（1）自然環(huán)境因素。自然環(huán)境主要包括地形地貌、氣象水文、地質條件等變化。天氣是工程事故的一個重要誘發(fā)因素^[15]，惡劣天氣條件導致施工無法進行，還需要及時采取防護措施，而一些無法勘測到的地質條件變化對地下工程的影響相較于地上工程會更為明顯^[15]，滑坡、泥石流等嚴重的地質災害則可能對工程造成不可修復的破壞。

（2）社會經濟因素。軍隊工程投資屬于非營利性投資，經濟風險集中體現在建設成本控制方面^[16]。雷達陣地工程建設通常投資金額大、建設周期長，可能受國家經濟政策調整、原材料價格上漲、人力成本升高等變化影響，進而導致成本超支。敵特間諜活動、社會治安秩序、地區(qū)民俗活動、當地衛(wèi)生健康狀況、交通便利程度、雙擁共建水平等社會因素也會對工程安全保密、順利施工等有一定的影響。

（3）政治軍事因素。軍隊工程以實戰(zhàn)為牽引，以打贏為目標，受國際和國內政治軍事宏觀形勢影響。為應對國際安全形勢變化、外軍軍事部署調整、外軍武器裝備升級等情況，宏觀政策調整可能促使項目目標做出相應調整，主管部門可能會對項目完工工期、相關技術標準做出調整。而為確保國家重大會議等活動期間的安全穩(wěn)定，工程建設施工可能要求暫停，從而影響工期進度?？傮w來說，軍隊工程涉及的二次變更較一般建設項目更普遍^[16]。

1.1.2 內部風險源

內部風險源是指存在于項目內部，項目管理者采取一定手段、技術能夠在一定程度上控制的項目內部因素，主要包括組織管理、人員技術、設備材料。

（1）組織管理因素。項目組織結構設計需要充分考慮組織結構特點、項目特點、項目環(huán)境等各種因素，其設計是否合理對項目實施具有重要影響。軍隊總承包單位通常管理項目眾多，管理精力較為分散。同時，軍隊建設工程項目涉及面廣，保密要求高，既要協(xié)調好工程建設參與方，又要協(xié)調好軍地各級部門；既要管理好軍隊人員，又要管理好地方人員，因此管理水平也對項目實施具有重要影響。

（2）人員技術因素。雷達站通常建在地勢較高、周圍無嚴重遮擋的山頂，山地坡度越大，建設大型雷達的陣面、場坪及配套設施難度越大。相較于民用雷達站和民用建筑，軍用雷達站基礎設施面積大、結構復雜，建筑質量和精度要求高，同時為盡可能地提高施工速度、縮短施工工期，工程中會采用“四新技術”（新技術、新工藝、新材料、新裝備），施工過程中可能會出現預料之外的新情況、新問題，這些特點對工程人員的技術能力提出較高要求。

（3）設備材料因素。陣地工程建筑相較于普通建筑需要具備一定的防護性、隱蔽性和耐久性，施工材料需要達到符合設計標準的防彈、防爆、防化、低反射等性能，以確保工程能夠有效地支持軍事行動，保護人員安全。這對施工設備和材料提出更高要求，涉及防護、排水、消防、電氣、防雷、通風等眾多類型，種類繁多且復雜，所需備品、油料、配件、原材料數量龐大，施工設備的正常運行、及時維護和施工材料的按時、按質供應，直接關系到施工的進度和質量。

1.2 評價指標初選

雷達陣地工程建設既有一般工程建設的共性風險，又有軍事工程的特殊風險，需要考慮的因素復雜多樣，因此，進行風險評價指標選擇時，既要保證科學性和系統(tǒng)性，又要考慮簡明性和實用性。

本文選取部分有代表性的參考文獻，從文獻中提取出144個風險因素。由于不同文獻對相同或相似的風險因素的描述不完全相同，另外還存在部分明顯不相關的風險因素，本文首先將144個風險因素進行合并或刪除，最終確定了61個有效影響因素，然后按照外部環(huán)境、組織管理、人員、技術、設備、材料6個維度對六大類風險進行歸納分類，建立雷達陣地工程建設風險初選評價指標體系，見表1。

2 評價指標體系約簡優(yōu)化方法

評價指標約簡優(yōu)化的目的是從已選定的指標中識別和保留最具代表性、最重要的指標，以簡化評價過程。常用的指標約簡優(yōu)化方法有主成分分析法、因子分析法等，但普遍存在主觀性強、樣本需求量大等不足，在實際運用中效果不夠理想。通過對比各種方法的特點，同時考慮到雷達陣地工程建設可參考樣本數據有限，本文選用灰色-粗糙集理論進行指標約簡優(yōu)化并構建風險評價指標體系。

2.1 基于灰色-粗糙集的指標約簡方法

灰色關聯(lián)度理論（Grey Cluster Theory，GCT）是一種分析元素之間關聯(lián)程度的方法，該方法對樣本數據的限制較少且數量要求低，不要求樣本數據必須滿足特定分布規(guī)律。粗糙集理論（Rough Set Theory，RST）是一種處理模糊問題的常用方法，具有無需隸屬度函數等先驗性知識的特點，受前提條件約束較少，近年來被應用較多。

本文將灰色關聯(lián)聚類和粗糙集屬性約簡優(yōu)化方法相結合，將兩種方法的優(yōu)勢互補，在指標不確定、參考數據少的情況下進行指標篩選，約簡過程較為簡單，便于實際運用。

2.2 指標約簡步驟

邀請若干名相關領域專家以調查問卷的方式對各項指標進行評價打分（0～100分），分值越高，代表該指標越重要，所有指標均為正向指標。設風險評價指標體系為一個多屬性決策信息系統(tǒng)，S={U，A，V，f}，其中，U為評價對象集，A為屬性集，V為屬性值集，f為信息函數。

使用極差法對專家打分原始數據進行標準化處理，得到標準化后的評分特征數據列X。設X={x¹₁，x²₂，…，x^j_i}為指標評分變化的特征數據列，ωⁿ_mk（m，k=1，2，…，i;n=1，2，…，j）為評價對象x_m對x_k在第n個指標時的關聯(lián)系數，ω_mk為評價對象x_m對x_k的灰色絕對關聯(lián)度，公式如下

ωⁿ_mk=minmminnxⁿ_k－xⁿ_m+ρmaxmmaxnxⁿ_k－xⁿ_mxⁿ_k－xⁿ_m+ρmaxmmaxnxⁿ_k－xⁿ_m（1）

ω_mk=1j∑jn=1ωⁿ_mk（2）

式中，ρ∈［0，1］為分辨率。由此可得關聯(lián)矩陣A如下

設Y={Y₁，Y₂，…，Y_i}為待分類的評價對象集，其中，Y_m=（y_m1，y_m2，…，y_mj），y_mk為評價對象Y_m對于第k個指標的打分值。設閾值λ下的指標分類數為s，第r類所含評價對象數為n_r（r=1，2，…，s），統(tǒng)計量F公式如下

F=∑sr=1n_r∑jk=1（y_rk－y_k）²/（s－1）∑sr=1∑n_rm=1∑jk=1（y_mk－y_rk）²/（i－s）（4）

式中，y_rk為第r類評價對象在指標k上的打分平均值；y_k為全部評價對象在指標k上的打分平均值；i為待分類的評價對象總數，服從F（r－1，m－r）分布。根據數理統(tǒng)計相關知識，當Fgt;F_α時，分類較為合理；有多個F的值滿足Fgt;F_α時，則需要進一步比較（F－F_α）/F_α大小，取最大值；若沒有滿足Fgt;F_α，則增大α直至出現滿足Fgt;F_α。確定最佳閾值后，根據粗糙集理論進行指標約簡優(yōu)化。

3 雷達陣地工程建設風險評價體系構建

3.1 構建評分矩陣

邀請9名國防工程專家和工程技術人員，采取問卷調查的形式對各項指標進行打分評價，此次問卷調查共發(fā)放問卷9份，收回有效問卷9份。按照灰色-粗糙集指標約簡方法，以設備風險（O₅）下的11個指標O₅₀₁～O₅₁₁（為便于閱讀，以f₁～f₁₁代表O₅₀₁～O₅₁₁）為例進行計算。9名專家（Z₁～Z₉）對指標f₁～f₁₁的打分數據經標準化處理后，專家打分標準化數據表見表2。

3.2 灰色動態(tài)聚類分析

根據式（1）～式（3），ρ=0.5時的灰色關聯(lián)矩陣A公式如下

通過比較關聯(lián)矩陣中每列數據，依次找到最大的關聯(lián)系數，并對該數據加框標記，以便于下一步進行樣本聚類。分類數為1和9的兩種情況沒有實際應用價值，在此略去不再討論。根據式（4）依次計算分類數為2～8這7種情況的統(tǒng)計量，得到α=0.05時的最佳閾值λ=0.654 6，即最佳分類數為3，最佳分類為U/C={{z₂，z₃，z₄，z₆，z₇，z₉，}，{z₁，z₅，}，{z₈}}。

3.3 評價指標約簡

依據粗糙集理論，依次去掉指標f₁～f₁₁，剩余10項指標在最佳分類數為3時的動態(tài)聚類結果見表3。

由表3可以清晰地看出Ind（C）=Ind（C-{f₇}）=Ind（C-{f₈}），即去除指標f₇、f₈時的聚類結果與全指標下聚類結果相同，說明刪除指標f₇、f₈不會影響評價對象聚類結果，這兩項指標為冗余指標，應約簡刪除。去除其他9項指標會導致聚類結果與全指標下聚類結果產生差異，說明刪除這9項指標會影響評價對象聚類結果，應予以保留。經過以上步驟，設備風險（O₅）下的11項指標f₁～f₁₁約簡為9項指標{f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，f₆，f₉，f₁₀，f₁₁}。

3.4 風險評價指標約簡結果

按照以上步驟依次對外部環(huán)境風險、組織管理風險、人員風險、技術風險、材料風險進行指標約簡優(yōu)化，最終將61個初選指標約簡為48個指標，構建雷達陣地工程建設風險評價指標體系，見表4。

從表4中可以看出，外部環(huán)境風險、組織管理風險所含風險指標較多，說明外部環(huán)境和組織管理存在較多可能影響工程建設順利進行的因素。

構建風險評價指標體系是風險管理的基礎，未來還需要對風險可能發(fā)生的概率和影響程度進行評估，并對風險因素間的耦合關系進行研究，制訂風險管理計劃，建立持續(xù)的風險監(jiān)測和反饋機制，以提高風險管理的科學性和有效性。

4 結語

本文通過分析雷達陣地工程建設的外部、內部風險源，結合相關文獻資料，識別出雷達陣地工程建設風險指標并構建了風險評價指標體系，主要結論如下：

（1）雷達陣地工程建設風險可分為外部環(huán)境、組織管理、人員、技術、設備、材料6個方面，共48個評價指標，其中，外部環(huán)境和組織管理所含風險指標較多。

（2）運用灰色-粗糙集理論能夠在可參考樣本數據有限的情況下進行指標約簡優(yōu)化，降低初選指標的冗余，經過約簡后的評價指標體系更為精簡、客觀。

（3）構建風險評價指標體系是風險管理的基礎，為了更好地提高風險管理水平，未來還需要進一步進行風險評估、風險耦合研究，建立完備的風險管理體系。

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收稿日期：2024-06-07

作者簡介：

勾起躍（通信作者）（1993—），男，研究方向：工程管理。

鄧滿琪（1991—），女，研究方向：工程管理。

呼凱凱（1987—），男，博士，講師，碩士研究生導師，研究方向：工程管理、裝備管理。

孫啟競（1996—），女，研究方向：工程管理。

韓志超（1994—），男，助理工程師，研究方向：工程管理。