武警部隊兵力運輸調(diào)度優(yōu)化建模與計算

田飛龍　張尚峰　鄭后磊　范海東

摘 要：隨著社會突發(fā)事件的日益增多，武警部隊處突、維穩(wěn)的任務(wù)也日益加重，加之武警部隊點多、線長、面廣的部隊分布狀況，在面臨多地同時發(fā)生突發(fā)事件，需要周邊或是更遠的武警部隊派遣兵力時，如何綜合考慮部隊輸送的時效性、安全性與經(jīng)濟性來優(yōu)化兵力運輸調(diào)度方案，達到最大效益，是我們需要考慮的問題。文章運用層次分析法和線性規(guī)劃方法來建立模型并求解。

關(guān)鍵詞：兵力運輸；效益；層次分析法；線性規(guī)劃法

1 問題的提出

武警部隊兵力運輸是為維穩(wěn)、處突服務(wù)的，因此，能否滿足維穩(wěn)、處突的要求，是衡量部隊兵力運輸是否合格的根本標準。部隊兵力運輸與一般運輸在調(diào)度決策目標上一般有很大的區(qū)別，一般運輸調(diào)度決策目標主要考慮的是經(jīng)濟效益，而軍事運輸調(diào)度問題會受到多種因素的影響。當后勤指揮人員在制定決策的時候，應(yīng)權(quán)衡出運輸時效性、安全性以及經(jīng)濟性之間的利害關(guān)系。另外，機動師編制下的團，團或支隊編制下的營連一級單位，都具有長時間或短時間的獨立行動作戰(zhàn)能力，所以，當有多起突發(fā)事件同時發(fā)生時，可能需要從不同的機動師或總隊抽調(diào)兵力運輸?shù)讲煌氖掳l(fā)地點。因此，有必要對多個運輸方案的綜合效益進行定量化評估，并結(jié)合各個部隊的兵力實力與事發(fā)地點的兵力需求確定最終的兵力運輸調(diào)度方案。文章提出一種基于層次分析法的兵力運輸效益評估方法，并運用線性規(guī)劃來確定最終的兵力調(diào)度方案。

2 兵力運輸方案效益評估

層次分析法（Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP）是系統(tǒng)工程中常用的一種定性與定量相結(jié)合的評價和決策方法，特別適用于多目標、多層次以及難以完全用定量方法來分析與決策的復雜大系統(tǒng)問題。文章以三個部隊向兩個事發(fā)地域輸送兵力的方案擬制為例，用層次分析法求解各兵力運輸方案效益。

2.1 構(gòu)造部隊兵力輸送方案效益的層次結(jié)構(gòu)模型

部隊兵力輸送方案效益的影響因素有很多，針對多個部隊向多個目標地點輸送兵力的實際情況，主要需要考慮時效性、安全性、經(jīng)濟性這三個因素。一般情況下，時間是兵力輸送最需要考慮的因素，因為運輸時間越短，部隊到位就越快，更容易在維穩(wěn)處突時掌握主動權(quán)，將損失降低到最小，所以時效性是影響兵力輸送方案效益的一個主要因素；安全是軍事運輸?shù)幕疽笾?，因為沒有安全就沒有軍事運輸任務(wù)的圓滿完成，還會造成經(jīng)濟損失及其他影響，所以安全性也是影響兵力輸送方案效益的一個重要因素；兵力運輸?shù)慕?jīng)濟性受到運輸距離、輸送方式的影響，以最小的經(jīng)濟投入，獲得最大的綜合效益，是運輸問題一直以來追求的目標，所以經(jīng)濟性也是影響兵力輸送方案效益的一個重要因素。

文章以武警某機動師A、B、C三個團向a、b兩個事發(fā)地點輸送兵力為例，遵循系統(tǒng)性、科學性、全面性的原則，綜合考慮部隊兵力輸送的時效性、安全性和經(jīng)濟性的影響，建立了部隊兵力輸送方案效益的層次結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

建立層次分析模型后，我們需要在各層元素之間進行兩兩比較，構(gòu)造出比較判斷矩陣。對于n個元素來說，我們得到兩兩比較判斷矩陣A=（aij）n*n。為了使決策判斷定量化，形成數(shù)值判斷矩陣，需要根據(jù)一定的比率標度將判斷定量化，文章采用T.L.Saaty教授首次提出的1～9標度方法。

文章假設(shè)向ab兩地點輸送兵力重要性相同，而時效性、安全性、經(jīng)濟性三個影響因素的相互重要性不同，故分別構(gòu)造兩個判斷矩陣來表示時效性、安全性、經(jīng)濟性對向ab兩地輸送兵力方案效益的影響。表2為構(gòu)造的D-E層判斷矩陣，表3為構(gòu)造的E-F層判斷矩陣。

2.3 計算各輸送方案的指標權(quán)重

3 確定兵力運輸調(diào)度方案

線性規(guī)劃（Linear Programming，簡稱LP）是運籌學中研究較早、發(fā)展較快、應(yīng)用廣泛、方法較成熟的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)、經(jīng)濟分析、經(jīng)營管理和工程技術(shù)等方面。文章根據(jù)各輸送方案對兵力輸送綜合效益的絕對權(quán)重，再利用線性規(guī)劃方法來確定最終的兵力調(diào)度方案，以達到最大的綜合效益。

這里，假設(shè)A、B、C三個團分別有5、7、6個建制連可以派遣到a、b兩地，a、b兩地各需要7、6個建制連的兵力，另外，由于B、C兩團裝備的某型裝備是a地必須的，且派遣不小于3支分隊。問應(yīng)如何制定兵力運輸調(diào)度方案，在滿足a、b兩地需求的前提下，使得兵力輸送綜合效益最高。

利用matlab對模型求解，得x=430042 z=3.1594，所以，制定兵力輸送方案： A、B兩團分別向地點a派遣4、3支分隊，B、C兩團分別向地點b派遣4、2支分隊，此時，兵力輸送綜合效益最高。

4 結(jié)束語

文章緊密圍繞武警部隊兵力運輸調(diào)度優(yōu)化問題進行研究，在參考和借鑒以前研究成果的基礎(chǔ)上，采用定性與定量相結(jié)合的方法，運用層次分析法和線性規(guī)劃法等相關(guān)學科理論，認真分析武警部隊兵力運輸調(diào)度模型，對武警部隊兵力運輸調(diào)度方案的選擇問題進行了優(yōu)化。研究的目的是使該模型符合武警部隊執(zhí)行維穩(wěn)、處突等突發(fā)性任務(wù)的實際情況，解決武警部隊兵力運輸調(diào)度方案的優(yōu)化問題。

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作者簡介：田飛龍（1990-），男，河南省沁陽市人，工作單位：武警后勤學院，職務(wù)：研究生學員，研究方向：后方專業(yè)勤務(wù)。