基于模糊層次分析的渡河工程保障能力評估方法研究

魏廷三， 李 凌， 李東明， 舒 涵

（1.陸軍工程大學野戰工程學院， 江蘇 南京 210007； 2.31607 部隊， 福建 漳州 363100；3.國防科技大學電子對抗學院， 安徽 合肥 230027）

0 引言

隨著我軍在渡河工程裝備上的改善， 渡河裝備儲備和渡河力量建設有了長足的進步， 渡河工程保障能力得到了明顯提升。但在當前我軍工程兵理論研究中，關于渡河工程保障能力評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， 對渡河工程保障能力建設的效果和水平缺乏客觀準確的判斷方法， 如何立足現有裝備條件，準確的進行系統仿真計算、決策，當前并無完善的研究體系和方法。軍隊調整改革之后，陸軍渡河保障力量結構與屬性都有較大調整，因此，結合新時代舟橋部（分）編制體制和戰斗、訓練經驗，以及信息化作戰渡河工程保障的特點規律， 創新渡河工程保障能力評估的方式、方法，對舟橋部（分）隊渡河工程保障能力進行建模和評估具有較強的現實意義， 是對我軍渡河工程保障理論體系的完善和創新。

渡河保障能力評估是復雜多指標評價問題， 適合用模糊層次分析法（F-AHP）進行研究。 模糊層次分析法是結合層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法（Fuzzy）的一種綜合評價方法[1]，具有定性和定量相結合、嚴謹性、靈活性等特點，在許多決策領域中都有廣泛的應用。 陳松輝等[2]以登陸作戰為背景， 運用層次分析與模糊綜合評判法分析影響登陸部隊作戰效能的各因素權重， 為確定登陸部隊兵力編成提供了論證。 宋歡等[3]通過分析導彈輸送任務行動過程中的伴隨保障需求， 建立伴隨保障能力評價模型， 并運用模糊層次分析法對某作戰保障單元進行了實例評估。逄海博[4]提出了一種改進模糊層次分析模型的構建方法， 實現了對擁堵模型指標的權重量化評估與權值優化。丁平[5]針對目前某型導彈虛擬訓練系統培訓效果的評估需求，構建一種虛擬訓練動態評價模型。利用層次分析法，對實例進行了驗證評估。Han Zijiao 等[6]利用模糊層次分析法對動力制氫技術對了綜合評價。

本文根據渡河工程保障任務特點規律， 構建了保障能力評估指標體系，建立評估模型，并對某次渡河行動進行實證分析，為評估渡河工程保障能力提供了科學的理論參考。

1 渡河工程保障能力指標體系的構建

1.1 確定評估指標

目前關于影響渡河工程保障能力評估的因素說法較多，各種因素影響重要程度不同，判別標準也不盡一致，使得指標的選取眾說紛紜，尚未達成共識。但就舟橋部（分）隊來說，其能力指標大體上可區分為快速反應能力、機動投送能力、指揮控制能力、戰場感知能力、渡場構筑能力、全維防護能力、作戰保障能力、后裝保障能力、政治作戰能力9項能力。這9 項指標主要是由舟橋部（分）隊編制裝備、遂行渡河工程保障任務來確定的。 指標體系如表1 所示。

表1 指標體系

表2 判斷矩陣中值的含義

1.2 評估指標的說明

評估指標的說明：①快速反應能力：是指部隊為適應戰爭、戰役、戰斗的突然性和戰場情況的急劇變化，而迅速作出決策和采取應變行動的作戰能力； ②機動投送能力：是指通過大型交通工具和其他平臺等，將裝備、物資、人員等投放到其他地方， 這項能力決定了保障范圍的大小、 保障強度的大小和保障持續時間等； ③指揮控制能力：是指揮員及指揮機關運用指揮工具，為達成一定的目的，綜合使用各種力量和手段，指揮協調所屬部隊，及控制部隊行動的能力；④戰場感知能力：是指為獲取敵情、地形及其他有關作戰情報的能力；⑤渡場構筑能力：是舟橋部（分）特有的專業能力，也是其核心能力，是指舟橋部（分）隊利用舟橋器材開設浮（門）橋渡場保障部隊渡河行動的能力；⑥全維護防護能力：是指利用各種手段，防敵偵察、監視、火力打擊、核生化防護、電磁干擾等能力；⑦作戰保障能力：是指保障戰斗單位順利遂行任務的能力，是通信、交通、工程、氣象、偽裝、測繪、對核生化武器防護、戰場管理等各項保障能力的總稱；⑧后裝保障能力：是指支援和保障作戰各種人力、物力、財力和技術及其組織的總和；⑨政治作戰能力：指部隊依據黨和國家的戰略意圖，貫徹執行黨的戰略方針、作戰原則和命令、指示、宣傳作戰目的和意義，鼓舞部隊士氣，激發官兵勇敢犧牲精神，維護部隊高度的集中統一和嚴格的紀律，增強內部和外部的團結，鞏固和提高部隊戰斗力，保證勝利完成作戰任務。

2 模糊層次分析主要流程

模糊層次分析法的主要流程： 首先建立評價指標體系，再利用AHP 對權重進行計算，然后用Fuzzy 法確定評語集、構建綜合評價矩陣，計算出決策集，最后根據最大隸屬度原則給出相應的評價。

2.1 運用層次分析法確定權重

運用AHP 進行分析時， 首先要將所包含的因素分組，每一組作為一個層次，按照最高層、中間層和最低層的形式排列起來。 接著構造判斷矩陣

為保證分析的可靠性和科學性， 需要對矩陣R 進行一致性檢[7]：

其中：R.I.（random index）為隨機一致性指標，其值如表3所示；C.I.（consistency index）為一致性指標；C.R.（consistency ratio）為一致性比率。 當C.R.＜0.1 時，認為判斷矩陣N 有滿意一致性；若C.R.＞0.1，則需對判斷矩陣進行修正。

表3 判斷矩陣的平均隨機一致性指標值RI

專家的主觀判斷性對層次分析法得出的結果影響較大， 而且準則層的指標較多時易導致數據量較大且難以確認權重，為減少這個負面影響，本文引入了模糊評價的方法[8]。

2.2 模糊綜合評價法

利用模糊綜合評價方法進行軍事問題評價的基本思路是：首先針對軍事系統的特點，確定評價對象集、因素集和評語集，建立評價因子的權重分配向量，通過各因素模糊評價獲得綜合模糊評價矩陣，進行復合運算得到綜合評價結果，計算每個評價對象的綜合分值，步驟說明如下：

2.2.1 確定評價因素集和評價等級

評價因素集是影響評價軍事系統能力的各項指標，用U={u1，u2，…，um}表示。 評價等級用V={v1，v2，…，vn}表示，Vj為第j 種評價結果，n 為總的評價結果數。通過咨詢相關專家的意見， 將評語集中對各因素的評價等級分為很好、較好、中等、較差、很差。

2.2.2 通過對單因素模糊評價得出模糊關系矩陣

確定因素ui對應的評價等級vi（i=1，2，…，n）的隸屬度rij。這樣m 個因素的評價集就構造出一個總的評價矩陣：

2.2.3 明確各類評價因素的相對權重向量

權重向量采用層次分析法得到，表示為

式中：ai（i=1，2，…，m）為各因素的權重系數。

2.2.4 計算綜合評價向量

式中：“·”為模糊合成算子，在考慮選取模糊合成算子“·”時選擇加權平均型的模糊綜合算子， 該模型依據指標權重的大小綜合考慮了所有指標的信息。

2.2.5 分析綜合評價結果

根據上面計算得到的綜合評價值B， 根據最大隸屬度原則對評價對象進行最終評定[9]。

3 實例分析

以某渡河工程保障行動為例， 根據所建模型對保障能力進行評估。

3.1 評價指標體系權重計算

根據表1 的渡河工程保障能力評估指標體系層，由專家按照9 標度法打分， 構建準則層對于目標層的判斷矩陣N 如下：

通過yaahp 軟件計算求得判斷矩陣的權重向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C.I.=0.0045，一致性比率C.R.=0.0.0031＜0.1，具有滿意一致性。

同理構建對應快速反應能力、機動投送能力、指揮控制能力、戰場感知能力、渡場構筑能力、全維防護能力、作戰保障能力、后裝保障能力、政治作戰能力9 項能力的判斷矩陣：

求解得出相應的權重向量如下：

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

3.2 模糊綜合評價計算

一級指標因素集為E={E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9}；二級指標因素集為：

由10 名專家與部隊人員分別對該保障行動的二級指標進行評估，得出相應的隸屬度rij，rij為指標ui被評為vj的數量與專家總數之比，評價結果如表4 所示。

表4 評價結果

根據上表可得到各評價因素的模糊關系矩陣：

由式（6）計算二級指標模糊評價向量Bi=Ai·Ri=[b1，b2，…，bn]：

由二級指標的模糊評價向量可得到綜合模糊關系矩陣R：

計算二級指標模糊評價向量：B=A·R=（0.084，0.281，0.531，0.101，0.003）

對評價集賦分：V={90，80，70，60，50}， 求得綜合評價得分S=B·VT=73.42。

4 評價結果分析

此次渡河工程保障能力綜合評分為73.42 分，沒達到較好評價，處在中等偏上水平，說明該舟橋部（分）隊在渡河工程保障能力方面還有較大的提升空間。 根據能力評估指標分析可知， 渡場構筑能力和政治作戰能力這2 個因素的所占權重最大（50.85%），但在這2 個能力的評價指標上結果不夠理想，特別是浮橋構筑能力、安全保衛能力等方面的評價有一大半在中等偏下， 這些評價較大程度地降低了綜合評分。經過綜合分析評估，該舟橋部（分）隊應這次渡河工程保障行動中存在的短板和弱項， 找準焦點問題，突出行動重點，扎實訓練，更好地提高作戰保障能力。

5 結束語

筆者分析了渡河工程保障任務， 根據行動特點構建了能力指標體系， 并將模糊層次分析的方法運用到保障能力評估當中，最后結合實例進行了計算。 結果表明：使用該方法對渡河工程保障能力進行評估，數據明顯，便于分析渡河工程保障行動中存在的短板弱項， 以此促進舟橋部（分）隊建設全面發展。