联合投送调度指挥系统效能评估研究

刘国清，刘　中，王　海，刘海伟，康星慧

(1.军事交通学院 联合投送系，天津 300161; 2.天津龙源风力发电有限公司，天津 300042；3.中央军委后勤保障部 汉阴油料仓库，陕西 汉阴 725100)



联合投送调度指挥系统效能评估研究

刘国清1，刘中1，王海1，刘海伟2，康星慧3

(1.军事交通学院 联合投送系，天津 300161; 2.天津龙源风力发电有限公司，天津 300042；3.中央军委后勤保障部 汉阴油料仓库，陕西 汉阴 725100)

针对联合投送调度指挥系统的特点，制定了效能评估指标，在此基础上构建了效能评估模型，选取层次分析法和模糊综合评价法进行定量与定性分析，最后结合具体系统实例进行了验证分析。

联合投送；调度指挥；效能评估

联合投送调度指挥系统效能主要是指系统所蕴藏的有利作用，这种作用体现在应用系统后能达到调度指挥高效、获取信息实时准确、投送态势展现直观形象、系统操作便捷等方面，在战时又体现在联合投送调度对于前方作战的供应保障能力上。联合投送调度指挥系统效能评估是指利用定性和定量的评估方法，综合分析系统性能以及系统对于调度指挥过程所产生的影响。评估过程需要结合系统的具体功能以及实际使用情况构建合理的评估指标体系，同时选择恰当的评估方法，计算出系统的实际效能指标，为系统功能鉴定以及进一步改进提供依据。

1　系统功能分析

联合投送调度指挥系统，旨在实现铁路、公路、水路、航空军事运输以及多式联运全过程的实时管理与监控，为军事运输管理提供信息化技术手段[1]。主要包括计划提报、计划管理、动态跟踪、运输调度、运输战备和民用交通资源信息获等几大功能。

1.1计划提报

计划提报功能主要是指部队归口的计划提报单位依据运输任务提出军事运输需求，向运输投送部门提报运输计划，是各级运输投送部门快速、准确获取部队军事运输需求的基本途径。

1.2计划管理

计划管理是指部队有关单位利用运输工具输送人员、物资或装备而编报的经运输投送部门核准的计划，它是完成军事运输任务的重要环节，是运输投送部门、部队与地方运输行业协同组织运输的依据，不仅是军事行动和后勤保障计划的重要组成部分，也是国家运输计划的重要组成部分。及时、准确、合理地编制军事运输计划，对于迅速准确、安全保密、综合运用、经济合理地完成军事运输任务具有重要作用。

1.3动态跟踪

对军事运输任务进程进行追踪，通过智能感知平台，实现对在运物资、运载工具、保障装备、装卸载现场以及交通设施的实时感知。动态跟踪对实现铁路、公路、水路、航空军事运输以及综合运输的运力资源能力的动态掌握、军事运输对象运输动态的及时掌控、调度指挥的全程可视可控具有极其重要的意义。

1.4运输调度

军事运输调度按照军事运输计划要求，组织装运工具，协调装卸用具，腾空装载场地，拟制装载计划，及时掌握装载进程和组织实施情况；拟制运行计划，合理安排运行路径，改善运行条件，强化运行保障，提高运行效率；拟制卸载计划，组织卸载力量，加快卸载进度；密切有关单位的组织协同，及时掌握运输情况，处理运输过程中发生的问题，保障军事运输任务的完成。

1.5运输战备

运输战备功能主要是指根据预定作战任务、战备计划和运输条件等在平时拟制部队输送和保障预案。它是部队战备方案的组成部分，对保障部队快速机动有重要作用。

1.6民用交通资源信息获取

民用交通资源信息获取功能主要是指从铁路、公路、水路、航空民用交通运输信息系统中获取军事运输所需要的相关信息，并提供信息资源的采集、汇聚、接入等功能。

2　效能评估指标体系设计

2.1指标体系构建

联合投送调度指挥系统作为运输投送领域的C4ISR系统，在性能上需要满足获取信息全面、准确，信息处理及时、有效，综合态势直观展现，辅助指挥员正确决策，具有较强的生存能力和相应的保障措施等要求。

根据以上对联合投送调度指挥系统的性能要求分析，结合相关领域专家意见，按照分层模式构建系统的效能评估指标体系(见表1)。

表1　系统效能评估指标层次模型

2.2权重计算方法选取

常用的效能评估的方法往往与权重的确定有很大关系，权重是指某一个效能指标相对于同一级指标而言的重要程度，是在其上一级指标中占有比重的体现，同时也表明了它在整个系统中的重要程度[2]。选择一个合理有效的方法计算权重，直接影响最终效能计算的可信性。

层次分析法(AHP)是一种比较常用的权重确定方法[3]，其两两比较的方式相比于直接赋值法有很大的优势。一方面，直接赋值法是由专家直接给出权值，一旦出现一个错误将导致此效能指标权重偏离，而层次分析法两两比较的方式能将这种个别误差的影响降低，结果相对稳定；另一方面，这种比较的方法对于专家评判来说是一种相对简单的方式，能够更精确地做出判断，结果也会更加合理。本文采用层次分析法计算权重，具体步骤在案例分析中进行详细描述。

3　效能评估计算

3.1二级能力指标效能评估

(1)专家对联合投送调度指挥系统进行调查研究，然后在[ 1, 10 ]区间内为每一个二级因素打分，分数越高表明对该二级因素的满意度越高。这里需要记下每个分数被打的次数[4]。

(2)取评价集为{好，中，差}，利用模糊统计法计算每个分数对应评价集中元素的隶属度。例如对于“好”这个模糊概念，有10位专家对其相应区间进行评判，结果认为“好”对应区间为[ 5,10]的专家有3位、[ 6, 10 ]4位、[ 7, 10 ]1位、[ 8,10 ]2位，则5、6、7对“好”的隶属度分别为0.3、0.7和0.8，8、9、10均为1。

(4)将影响同一级因素的二级因素的评价结果排列起来组成一个n×3阶模糊评价矩阵X。

3.2一级能力指标效能评估

Pk=WTXk

正规化后得到Yk，Yk为包含3个元素的向量，表示该一级因素被评为“好”“中”“差”的比例。

3.3系统总体效能评估

根据Y1，Y2，…，Yk组成的模糊矩阵，使用一级能力指标效能评估计算相同的方法，可以得到系统总体效能的评估结果Z。

4　案例分析

4.1案例想定

由于当前联合投调度指挥系统尚未研制成功，因此现在以驻某铁路局军代处铁路军事运输调度指挥系统为例进行系统效能评估。本文在2.1中已经构建了联合投送调度指挥系统的指标体系，按照这个指标体系征求包括军代处参谋、系统研发人员在内10位专家的意见，采取问卷打分的形式收集重要参数值，以此为依据确定二级指标分数、判断矩阵、评价集隶属度等关键的问题。

(1)二级能力指标分数。打分采取10分制的形式进行，表2中二级指标分数栏内的10个数字分别为10位专家对相应指标所打的分数。

(2)各级能力指标判断矩阵。一级能力指标的相对权重见表3，“信息集成处理能力”二级能力指标的相对权重见表4。

表2　二级能力指标分数

表2(续)

表3　一级能力指标相对权重

表 4　“信息集成处理能力”二级指标系相对权重

其他二级指标的相对权重表按照同样方式填写。

(3)评价级{好、中、差}对应分数的隶属度值。10位专家对于评价集{好、中、差}在[1,10]区间上的隶属情况见表5。

表5　专家评价隶属

4.2系统效能评估

表1中已经建立了系统效能评估的指标体系，在此基础之上，首先需要确定各级指标的权重。

(1)确定各级指标权重。首先求解一级指标 “信息集成处理能力”下的各二级指标的权重，由表4可得“信息集成处理能力”下各二级指标的判断矩阵为

将判断矩阵每列进行正规化处理，可得如下矩阵：

将此矩阵按行相加得

[0.5740.2871.9251.2530.962]T

经过正规化处理后得特征向量：

W1=[0.1150.0570.3850.2510.192]T

为了验证判断矩阵的一致性，需要求其最大特征值，公式为

式中：n为判断矩阵的维数；Wi和Wj是特征向量中的第i个和第j个数值；cij为判断矩阵中第i行第j列对应的数值。将n=5代入上式可得

λmax=5.072

将最大特征值代入一致性检验公式

其中RI可通过查表得到，n=5时，RI=1.12，可得

CR=0.016<0.1

因此，判断矩阵一致性满足要求，“信息集成处理能力”指标下二级指标的权值向量为

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

按照相同的方法可得出其他权值向量。

“态势展现能力”指标下二级指标的权值向量为

W2=[0.076，0.130，0.184，0.249，0.315，

0.047]T

“系统通信能力”指标下二级指标的权值向量为

W3=[0.099，0.322，0.064，0.291，0.224]T

“决策支持能力”指标下二级指标的权值向量为

W4=[0.119，0.082，0.059，0.351，0.246，

0.143]T

“生存保障能力”指标下二级指标的权值向量为

W5=[0.389，0.166，0.269，0.108，0.067]T

一级指标权值向量为

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

(2)计算评价集隶属度向量。确定了各级指标的权重后，需要确定评价集{好，中，差}在专家打分中的隶属度，对表5中专家打分情况进行统计(见表6)。由表6可计算出评价集{好，中，差}的隶属度(见表7)。

表6　分数区间认同情况统计

表7　评价集隶属度

由表7可得隶属度向量表达式：

L好=[0，0，0，0，0，0，0.4，0.9，1，1]T

L中=[0，0，0.1，0.7，0.9，1，0.6，0.1，0，0]T

L差=[1，1，0.9，0.3，0.1，0，0，0，0，0]T

从左至右的数据表示专家打分为1，2，…，10的人数。

即为“信息来源多样性”指标的评估结果。这个结果表明对于“信息来源多样性”这个指标，专家认为好的占4%，认为中的占26%，认为差的占70%。按照上述方法可得其他二级指标的评估结果。

(4)一级能力指标评估。首先计算一级能力指标“信息集成处理能力”的评估值。由上文可得“信息集成处理能力”下的所有二级能力指标的模糊评估矩阵：

由之前计算的二级能力指标权值向量可知，“信息集成处理能力”下的二级指标的权值向量为

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

则可得

P1=W1TX1=[0.316,0.433,0.252]

正规化处理后得

Y1=[0.316,0.433,0.252]

即为一级能力指标“信息集成处理能力”的评估值。按照相同的方法可以得到其他几个一级能力指标的效能评估向量如下：

一级能力指标“态势展现能力”的效能评估向量为

Y2=[0.430,0.422,0.148]

一级能力指标“系统通信能力”的效能评估向量为

Y3=[0.679,0.298,0.023]

一级能力指标“决策支持能力”的效能评估向量为

Y4=[0.388,0.558,0.054]

一级能力指标“生存保障能力”的效能评估向量为

Y5=[0.493,0.485,0.022]

(5)系统总体效能评估。系统的总体效能评估值计算和一级能力指标效能计算方法相同，首先需要计算一级能力指标的模糊评估矩阵：

之前已经计算得出一级能力的指标权值向量：

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

因此可得

Q1=WTY=[0.455,0.456,0.090]

正规化处理后得

Z=[0.455,0.456,0.090]

Z即为系统总体效能评估值，其中“好”“中”“差”的比例分别为45.5%、45.6%和9%，按照最大隶属原则，可以认为系统总体效能评估结果为“中”。

4.3评估结果分析

通过对驻某铁路局军代处所使用的铁路军事运输调度指挥系统进行评估，最终评估结果为“中”，下面对结果进行分析。

结果为“中”，则说明系统具有改进的空间，具体需要改进的指标可通过各指标的效能评估值来确定。通过从一级指标至二级指标的顺序查询，发现一级指标中评价为“差”的比例相对较多的指标为“信息集成处理能力”和“态势展现能力”，其评估结果分别为

Y1=[0.316,0.433,0.252]

Y2=[0.430,0.422,0.148]

进一步分析两个一级指标中的二级指标，发现“信息来源多样性”“信息融合效果”和“态势信息综合性”这3个指标的评估结果为“差”，因此为了改善系统整体性能，这3个指标是需要重点改进的。

需要明确的是，由于本实例针对铁路军事运输调度指挥系统进行评估，因此评估结果中与综合信息集成和综合态势展现相关的3个指标比较差，这也是单一运输方式调度指挥系统与联合投送调度指挥系统之间的差异所在。所以在现有调度指挥系统基础之上发展联合投送调度指挥系统，实现信息的综合集成与展现具有重要意义。

5　结　语

联合投送调度指挥系统是实现运输投送保障需求及时获取、保障资源动态掌握、保障计划科学制定、保障动态智能感知和保障行动全程调控的核心所在。本文在对系统功能进行分析的基础上构建了相应的功能指标体系，并提出了定性与定量相结合的系统效能评估方法，为系统功能鉴定以及修改完善提供了依据。

[1]夏威，朱建民，吕俊.论后勤信息化建设战略[J].后勤学术，2005(7) ：9-12.

[2]陈晓明.C4ISR系统效能评估研究[J].电光与控制，2010，17(1)：48-50.

[3]王伟.装备保障系统效能综合评估方法研究[D].长沙：国防科学技术大学，2009.

[4]刘新勇，刘雅奇，李琳.指挥自动化系统综合效能评估系统设计[J].微计算机信息，2010，26(1)：30-32.

(编辑：闫晓枫)

Effectiveness Assessment of Joint Projection Dispatching & Controlling System

LIU Guoqing1, LIU Zhong1, WANG Hai1, LIU Haiwei2，KANG Xinghui3

(1.Joint Projection Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China； 2.Tianjin Longyuan Wind Power CO.,LTD., Tianjin 300042, China； 3.Hanyin Oil Depot, Logistics Support Department of CMC, Hanyin 725100, China)

The joint projection dispatch and control has its own unique characteristics. This paper establishes an effectiveness assessment index system on which an effectiveness assessment model is built. Both quantitative and qualitative analyses are carried out by using AHP and fuzzy comprehensive evaluation method. Case analysis is also carried out to verifly this model.

joint projection; dispatch and control; effectiveness assessment

2016-03-10；

2016-03-24.

刘国清(1986—)，男，硕士，讲师.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.007

E234

A

1674-2192(2016)09- 0028- 06