面向过程的战略投送能力评估指标体系及评估方法研究

2013-12-15王春颖陈兆仁

军事运筹与系统工程 2013年1期

王春颖陈兆仁

(军事交通学院，天津300161)

1 引言

战略投送能力是战斗力生成和保持的重要条件，涉及作战与保障等诸多环节。这些环节构成了复杂的网络结构，彼此制衡、相互交织地影响着战略投送能力的高低。战略投送能力的大小，仅从单个环节出发是无法确定的，必须统筹全局、通盘考虑，建立科学合理的评估指标体系并采用正确的评估方法，才能从宏观上系统分析战略投送能力的影响要素和作用机理，把握战略投送能力生成规律，为加强战略投送能力建设提供理论依据和决策指导;从微观上深入剖析战略投送的指挥保障流程和运作机制，把握战略投送能力的运用规律，为优化战略投送资源配置提供数据模型和分析方法。

目前针对战略投送能力的评估工作大多是就某个勤务保障环节或保障装备的评估，如港、站装卸载能力或防护抢修能力的评估［1，2］，某条道路或区域路网通过能力的评估［3］，保障装备效能的评估等［4］，并没有反映战略投送体系的整体能力、动态能力，因此难以做到全面、准确的评估。设计科学合理的评估指标体系，是保证战略投送能力评估工作信度和效度的前提与关键。本文面向战略投送全过程，分析了战略投送能力的基本要素，设计了战略投送能力评估指标体系，研究了每项指标的计算方法，并给出了评估方法。

2 战略投送能力的基本要素

战略投送系统涉及的因素很多，要素十分复杂，这些因素纵横交织，相互影响，体现在战略投送的诸多环节之中［5］。

战略投送运用多种运输方式将多个运输对象投送到多个目的地，具有多方向、远距离、大规模的特点，涉及到局部乃至整个综合运输网、多种投送方式、大量的投送工具、巨量的投送对象(人员、物资、装备)、错综复杂的组织指挥和控制关系、强有效的运输保障和交通保障等。其中综合运输网、投送工具、投送对象是“硬件”因素，是与战略投送系统的硬件资源直接相关的，是物的因素，是静态的。虽然投送对象中也有人员，但他们不是系统的主体，而是作为主体控制的对象。从这个意义上看，投送对象中的人员也可以看作是物的因素。组织指挥是“软件”因素，是与战略投送系统中的指挥者直接相关的，是人为了完成战略投送任务对战略投送系统进行组织管理的具体体现，是人的因素，是动态的。另外，战略投送系统中还有一些因素是“硬件”因素和“软件”因素的结合，如运输保障和交通保障，可称为综合因素，即人的因素和物的因素的结合。综上所述，战略投送能力的基本要素有以下六个:综合交通网、投送工具、投送对象、组织指挥、运输保障、交通保障。基本要素是在战略投送系统内部作用的、与战略投送行动直接相关的因素。然而，影响战略投送能力的还有一些外部因素，这些因素通过改变战略投送外部环境而对战略投送能力间接起作用，主要有:国家军事战略、作战形态、军队编成、装备状况、交通运输潜力、交通动员水平、社会环境、地理气象环境、复杂电磁环境、敌军打击干扰等。当外部条件一定的情况下，基本要素对战略投送能力起决定性作用。

3 战略投送能力评估指标体系

战略投送能力评估要求综合考虑铁、水、公、空、管多种运输方式，装、运、卸多个投送环节，运力动员、交通保障、组织指挥等多种任务。因此，战略投送能力由多个层次的能力构成。从整体来看，战略投送能力还体现在快速投送能力、持久投送能力、一体化投送能力等多个方面。这些能力都是处在复杂的内、外部环境中的战略投送体系所表现出来的能力。因此，本文首先提出反映系统整体能力的、基于投送效果的评估指标体系，然后落实到战略投送各环节的能力构成中，提出基于战略投送能力构成的评估指标体系。前者是后者的依据，后者是前者的进一步细化与分解。

3.1 基于投送效果的评估指标体系

基于投送效果的评估指标体系，评估指标向量确定为V(K，J，W，M，D，I，C)。其中K，J，W，M，D，I，C分别代表投送快速性(完成投送的时间)、投送持久性、投送稳定性、反应敏捷性、投送精确性、投送一体性、投送经济性。

3.1.1 投送快速性

投送快速性可通过投送持续时间来体现。投送持续时间是指按照合理的投送方案，从投送开始至投送全部完成所持续的时间。投送快速性可用投送持续时间与预定投送时间的比值来衡量。

3.1.2 投送持久性

投送持久性是战略投送持续保障能力的表征。运载工具的持续集结能力的变化、敌方的硬打击和软杀伤的积累，都可能对投送持久性产生影响。投送持久性可通过单位时间投送量随时间的变化规律来体现，如图1所示。

图1 投送持久性对投送能力的影响

3.1.3 投送稳定性

投送稳定性是战略投送系统抗干扰能力的表征。投送稳定性通过投送持续时间对各种扰动的响应曲线来体现。有扰动条件下的投送持续时间均值与无扰动时投送持续时间的比值越小，投送稳定性越好。投送持续时间的概率分布函数对于对各种扰动的可能响应曲线如图2所示。

3.1.4 反应敏捷性

反应敏捷性是应急投送的需要。反应敏捷性体现了战略投送体系各环节连接的通畅性，由各个环节反应时间的均值来度量，包括:决策时间、任务领受时间、方案制定时间、适运性评估时间、运力动员时间、部署变更生效时间、干扰反应时间等。

3.1.5 投送精确性

在投送任务明确的前提下，投送精确性取决于对交通运输系统整体能力的把握。交通运输资源动态掌握不准确、交通动员能力掌握不准确、路网特性把握不准确、路网稳定性不强，都将导致投送精确性降低。投送精确性由投送任务的实际完成时间与预期完成时间的差值来度量。

3.1.6 投送一体性

投送一体性是保持投送部队的建制完整性的表征。假设一次投送任务中各部(分)队的到达时间为随机变量的样本，则样本方差为投送一体性的度量，方差越大，投送一体性越差。其中计算均值时可按每个部(分)队在联合作战中的重要程度赋予权值。

3.1.7 投送经济性

投送经济性是在满足投送需求，且投送时限符合要求的前提下，投送花费的经济成本合理程度。一般情况下，直接费用难以计算，则按各种运输方式的线路和运载工具的军运占用率来间接衡量。设Vij表示各线路的军运占用率，其中i=1，2，3，4，5分别代表铁、公、水、空、管五种运输方式，j代表各条线路，Wij代表Vij的权重，则投送经济性的衡量方法为，该值反映了投送经济性的趋向。

3.2 基于能力构成的评估指标体系

图3 基于能力构成的战略投送能力评估指标体系

基于能力构成的战略投送能力评估指标体系如图3所示，评估指标向量确定为C(C1(C11，C12，C13，C14)，C2(C21，C22，C23)，C3(C31，C32)，C4(C41，C42，C43，C44))。C1代表装卸保障能力，其中C11、C12、C13、C14分别代表运力动员集结能力、运载工具载运能力、装备物资适运能力、港站机场装卸吞吐能力;C2代表运行通过能力，其中C21、C22、C23分别代表通道运输能力、衔接运输能力、迂回倒运能力;C3代表交通保障能力，其中C31、C32分别代表交通防护能力、交通抢修能力;C4代表组织指挥能力，其中C41、C42、C43、C44分别代表战场感知动态监控能力、信息处理能力、信息传递能力、决策与协调能力。

4 战略投送能力评估指标计算

基于战略投送能力构成的评估指标体系向量，由运行通过能力、装卸保障能力、交通保障能力和组织指挥能力构成。该指标体系的评估通过建立战略投送体系各子系统模型来进行。

4.1 运行通过能力模型

4.1.1 通道运输能力模型

(1)运输通道能力模型。连接装载地域和前沿集结地域的运输通道，其能力可描述为C(C1，C2，…，Cn)。其中Ci=Ci(Pi，Fi，Ti，Qi，Xi，Ri，Wi)为第i子通道，Pi表示路径，Fi表示运输方式，Ti表示路径走行时间，Qi表示单位时间的流量，Xi表示该路径上的最大限界等级，Ri表示该路径上的最小转弯半径，Wi表示该路径上的最大承重能力(如果此路径上有桥梁等)。

(2)路网特性模型。连接装载地域和前沿集结地域的立体交通网络表示为G(V，E，F，C，T，R，Q，S)。其中V表示节点集合;E表示边集合;F=F{F(i，j)|(i，j)∈E}表示各边对应的运输方式的集合;C=C{C(i，j)|(i，j)∈E}表示各边的容量(通过能力)的集合;T=T{T(i，j)|(i，j)∈E}表示各边的通过时间的集合;R=R{R(i，j)|(i，j)∈E}表示各边的最小转弯半径的集合;向量Q=Q{(QName，QInE，QWei)}表示路网上桥梁的集合，QName为桥梁名称，QInE为桥梁所在边，QWei表示桥梁最大承重;向量S=S{(SName，SInE，SWei)}表示路网上隧道的集合，SName为隧道名称，SInE为隧道所在边，SWei表示隧道限界等级。可采用面向对象方法对路网建模。

4.1.2 衔接运输能力模型

衔接运输发生在两种运输方式的连接处，通常以部队摩托化机动和公路运输相补充的方式进行。各接运点之间的接运时间构成矩阵A=其中aij为从接运点i到接运点j的接运时间，n为需要接运的接运点个数。A是被接运对象、接运地域道路情况、公路运输保障力量和保障装备的函数。

4.1.3 迂回倒运能力模型

对于路网上每一个重要节点、边(主要是多条运输子通道交汇的点、边，其上具有桥梁或隧道的边)，评估模型为(N，{Pi，Fi，Ci，Ti|i=1，…，N})。其中N为迂回线条数，Pi为第i条迂回线，Fi为第i条迂回线的运输方式，Ci为第i条迂回线的通行能力，Ti为第i条迂回线的迂回倒运时间。

4.2 装卸保障能力模型

4.2.1 运力动员、集结能力模型

运力动员、集结能力有两种可能的模型。一种是运载工具按统计规律的动员、集结能力，其模型描述为V=V(L，M)，其中L为可动员的运载工具种类的集合，M为每类运载工具每昼夜可集结的数量。另一种是运载工具动态的动员、集结能力，主要适用于船舶、飞机等，模型用二维矩阵来描述，A=为可集结的运载工具的数量，m为备选的集结点的数量。其中aij=aij(MC，LB，DQWZ，JJSJ)为运载工具i向集结点j集结的情况。MC为运载工具i名称，LB为类型，DQWZ为当前位置，JJSJ为向集结点j集结所需时间。装卸力量、抢修抢建力量集结模型的建立与此类似。

4.2.2 运载工具性能模型

运载工具的性能主要是指速度和载运量两项参数，而载运量又包括整体载运量和单个运载工具的最大载运量。评估模型为F=({Si}，{qi}，{wi}，W)。其中{Si}为各类运载工具的速度集合，{qi}为单个运载工具的载运量的集合，{wi}为各类运载工具的载运量的集合，W为现有运载工具的总体载运量。一般而言，运载工具的性能是固定的。该模型需要一个能够提供各种运载工具性能参数的数据库。

4.2.3 装备适运性模型

对有特殊运输要求的装备，建立适运性评估模型V={Vi(MC，XJ，ZW，JZ，CZ，ZX)}。其中MC为装备的名称，XJ为运输时的限界要求，ZW为运输时能通过的最小转弯半径，JZ为装备的重量，CZ为适用的运载工具，ZX为适用的装卸工具。

4.2.4 站、港、机场装卸能力模型

(1)铁路车站装卸能力模型Z={Zi(WZ，ZXCD，DJS，DZTS，CZTS，DZS，GZS，WZS)}。其中WZ为车站位置，ZXCD为装卸载线的长度，DJS为调机数，DZTS为顶端站台数量，CZTS为侧面站台数量，DZS为每昼夜可吊装(卸)装备的数量，GZS为每昼夜可滚装(卸)装备的数量，WZS为每昼夜可装卸的物资吨数。ZXCD、DJS、DZTS、CZTS为车站的固有属性。DZS、GZS、WZS是车站的能力参数，为ZXCD、DJS、DZTS、CZTS等的函数。

(2)港口装卸能力模型G={Gi(WZ，LB，{MTj(MC，LX，BWS，DJS，ZDQZ)}，{BWj(MC，MT，BCNL)}，ZDQDNL，ZXGSS，ZXGRS，ZBS，WZS)}。其中WZ为港口位置;LB为港口类别(海港或内河港);{MTj(MC，LX，BWS，DJS，ZDQZ)}为码头情况，MC为码头j名称，LX为其类型(吊装码头或滚装码头)，BWS为其具有的泊位数，DJS为其拥有的吊机数，ZDQZ为码头的最大起重能力;{BWj(MC，MT，BCNL)}为泊位情况，MC为泊位j名称，MT为其所在码头，BCNL为其最大泊船能力(吨位);ZDQDNL为港口的最大起吊吨位;ZXGSS为港口拥有的装卸公司数;ZXGRS为港口拥有的装卸工人数;ZBS为每昼夜可装卸的装备数;WZS为每昼夜可装卸的物资吨数。

(3)机场装卸能力模型C={Ci(WZ，DJ，F X Q D J，P D C D，P D K D，P D H D，PXHXDC，PXHXDK，QJJX，TJWS，ZXJXS，ZDQJNL，ZDRYTT，ZBS，WZS，RYS)}。其中WZ为机场地理位置，DJ为机场等级，FXQDJ为飞行区等级，PDCD为跑道长度，PDKD为跑道宽度，PDHD为跑道厚度，PXHXDC为平行滑行道长，PXHXDK为平行滑行道宽，QJJX为最大起降机型，TJWS为停机位数量，ZXJXS为装卸机械数量，ZDQJNL为最大起降能力(架次/小时)，ZDRYTT最大人员吞吐量(人次/小时)，ZBS为装备装载能力(台/小时)，WZS为物资装载能力(吨/小时)，RYS为人员装载能力(人次/小时)。其中后五个参数为机场能力参数。

4.3 交通防护抢修能力模型

交通防护抢修能力主要是对重点交通目标的防护抢修能力。重点交通目标包括枢纽车站、港口、机场、桥梁、隧道、水库等。模型由表1、表2两个主从表描述(以其中关键要素为例)。

表1 (主表) 重点交通目标防护、抢修有关参数表

表2 (从表) 重点交通目标遭敌打击破坏后的抢修能力

4.4 指挥控制系统模型

在分析指挥控制系统的基础上，建立模型为{(Fi，Pi，Ti)，I1，I2，I3，Q，D，S，K，P，L}。其中Fi表示第i种指挥控制方式，Pi为Fi的可靠性概率，Ti为Fi的响应时间;I1、I2、I3、Q、D分别代表指挥控制系统的战场感知能力、信息处理能力、信息传递能力、问题求解能力、决策能力;S、K、P分别代表指挥自动化系统的战场生存能力、抗干扰能力和可靠性;L代表组织指挥体系效率。

5 战略投送能力评估方法

战略投送能力评估指标体系建立后，就可采用系统的评估方法进行评估。根据不同的投送外部条件，战略投送可能在没有敌方干扰的环境中进行，也可能在强敌干扰环境中进行。对于前者，可采用系统分析与计算相结合的评估方法，评估模型(流程)如图4所示。对于后者，可采用仿真评估法，面向战略投送过程，基于多Agent方法建立战略投送能力评估模型，仿真评估流程图如图5所示。

在建立了战略投送能力评价指标体系、准备好相应的基础数据(包括:部队建制与实力数据;武器装备运输性参数;路网、运载工具、交通设施基础数据等)、建立评估模型之后，可通过人—机结合的综合评估方式进行多次仿真，得出评估结论。实际应用表明，两种评估方法均可获得比较合理的评估结果。

6 结束语

本文在分析战略投送评估现状的基础上，探讨了战略投送能力的基本要素，建立了战略投送能力评估指标体系，并对各项指标的计算方法进行了研究，最后根据不同的投送外部条件，设计出了相应的评估模型。该评估指标体系面向战略投送全过程，反映了战略投送体系的整体能力和动态能力，评估方法从系统的角度出发分析和评估战略投送能力，科学系统的评估结果为加强战略投送能力建设提供了理论依据和决策指导。