基于综合贴近度的战略投送行动方案优选方法

曹 鹏，李海燕，杨培强

(蚌埠汽车士官学校 司训勤务系，安徽 蚌埠 233011)



● 基础科学与技术 Basic Science & Technology

基于综合贴近度的战略投送行动方案优选方法

曹 鹏，李海燕，杨培强

(蚌埠汽车士官学校 司训勤务系，安徽 蚌埠 233011)

为提高战略投送行动方案选择的科学性，针对各选择因素权重信息不能完全确知的不确定性多属性决策问题，提出一种基于综合贴近度的战略投送行动方案优选方法，引入综合贴近度作为衡量投送方案优劣的指标，构建了基于综合贴近度的优选决策模型。经实例验证，该模型在战略投送行动方案优选中是可行和有效的。

战略投送；综合贴近度；方案优选；多属性决策

信息化条件下的战略投送行动具有空间多维、力量多元、手段多样等特点，为完成一项战略投送任务可能形成多个特征各异的行动方案。如何综合衡量不同方案的优劣，对其进行科学的优选和排序是战略投送行动决策的一个关键问题。文献[1]构建了战略投送方案综合效益评估指标体系，运用层次分析法确定了指标权重。其研究侧重整体投送效益分析，未针对特定投送任务。文献[2]构建了一种从定性到定量、概略评估与详细评估相结合的战略投送能力评估方法框架，但其研究未涉及指标权重的确定问题。文献[3—6]针对构建的指标体系，采用了不同的权重处理方法，但均未考虑部分权重信息未知的情况。为解决战略投送行动方案优选中的影响因素复杂、定性定量交织、权重信息不全等问题，本文引入衡量方案的重要概念——综合贴近度，并提出一种基于综合贴近度的战略投送行动方案优选方法。

1 影响方案选择的主要因素

1.1 自然环境

战场环境是在一定的空间和时间里，由各种因素相互作用而形成的、不为作战主体所控制，但能对作战主体的活动产生直接影响的客观条件。它主要由物质因素和精神因素两部分组成[1]。环境物质因素包括自然环境、社会环境和基础设施等方面。战略投送行动的自然环境主要包括投送区域的地理、水文、潮汐、气象、天候等条件，不同的战略投送方案，由于行动路线、方式的差异，可能面临大相径庭的自然环境，是否具备完成投送任务所需的自然环境是进行方案选择的重要参考。

1.2 交通设施

交通设施主要指战场建设、武器装备以及可利用的机场、港口、道路网、通信网、动力网、水利网等设施。组织实施战略投送，必须依托一定的交通设施。有没有一定的战场建设基础，能否筹措到足够的投送装备，以及是否具备必要的基础设施，均是战略投送行动方案选择时必须综合衡量的要件。良好的交通设施能够有效加快投送速度，控制投送成本，大幅提升战略投送行动的效益。

1.3 投送时间

未来信息化局部战争，突发性强、节奏快、消耗大，对战略投送行动的时效性要求高。通过及时的战略投送，快速地聚集力量，在较短的时间内形成局部地区的力量优势，示形于敌，给敌以心理上的战略威慑，甚至可以达到不战而屈人之兵的效果。因此，投送时间是战略投送行动方案选择时需要重点关注的影响因素，有时甚至是首要因素。各行动方案，由于运输路线、投送方式、保障力量不同，投送时间可能存在很大区别，应当在综合考虑各种因素的基础上，兼顾需求与可能，尽量选择投送时间短的行动方案，通过快捷、高效的战略投送赢得战场的主动权。

1.4 敌情威胁

信息化战场上，多种高分辨率传感器用于侦察监视，战场环境高度透明。随着精确制导武器的广泛应用，战略投送防护变得日益困难。战略投送力量既要防传统意义上的“硬”打击，又要防计算机病毒和黑客的“软”杀伤，其生存将面临很大的威胁。因此，敌情威胁的严重程度也是方案选择的重要依据。其他条件接近时，首选敌情威胁小的方案。但必须看到，敌情威胁小的投送方案往往要在时间、消耗、防护力量上付出较大代价，必须从投送效能最大化角度出发，科学研判，整体考量。

1.5 综合消耗

战略投送是一项涉及面十分广泛的系统工程。战略投送的组织指挥工作涉及总部、军区、省军区有关部门，诸军兵种、各战役军团和战术兵团、各投送纵(梯)队等；其实施涉及军内运力和地方运力，军内运力又分为各军兵种的建制运力，投送的方式分为铁路、公路、水路、航空投送等；防护工作涉及防护部(分)队、武警部队、公安和民兵预备役部队等；保障工作涉及保障部(分)队和地方卫生、通信、气象水文、交通等部门；从过程来看，完成一项投送任务大多需要通过多种运输方式，在每一种方式的投送过程中，又有装、运、卸、中转等多个环节，还有许多外部协作条件[1]。可见，完成一次战略投送任务，需要消耗大量资源。因此，在军事效益优先的原则下，选择综合消耗较小的投送方案能够有效提高投送行动的经济效益。

2 综合贴近度评估方法

2.1 基本理论

为了消除不同量纲对方案选择结果的影响，决策时需要对决策矩阵A进行规范化处理，得到R=(rij)m×n。方案xj的综合属性值zj(ω)满足：

(1)

式中ωi为第i个属性ui的权重。

当属性权重ωi确定时，各方案可以按综合属性值大小区分优劣。反之，则无法直接确定综合属性值。下面针对属性权重不完全确知的情况进行讨论。

对于给定的ω={ω1，ω2，…,ωm}∈H，一般认为方案中综合属性值zj(ω)最大的是最优方案。此时，方案优选归结为一个属性权重信息不全的多目标决策问题：

(MOP)maxz(ω)=(z1(ω),z2(ω)，…，zn(ω))

STω={ω1，ω2，…，ωm}∈H

(2)

对于此类多目标决策问题，寻找绝对最优解一般是很困难的，找到满意解即可达到方案优选的目的。

(3)

(4)

(5)

(6)

引入综合贴近度概念，定义为函数s(ω)为

(7)

对于任何ω∈H，综合贴近度s(ω)越大，该方案的综合属性值向量与综合属性正理想值向量越接近，与综合属性负理想值向量越疏远，则该方案越趋向最优。因此，可以把综合贴近度s(ω)作为方案优选的依据。通过极大化该指标，建立单目标优化模型：

(8)

求得最优综合属性权重向量ωb，进而得到相应的方案综合属性值向量z(ωb)，按各方案综合属性值的大小进行排序和择优。

2.2 构建优选模型

(1)由方案优选问题构造决策矩阵A=(αij)m×n；

(2)对矩阵A=(aij)m×n进行规范化处理，得到决策矩阵R=(rij)m×n；

(4)求解单目标决策问题(SOP3)，得到最优解ωb和方案综合属性值向量z(ωb)；

(5)按各方案综合属性值的大小进行排序和择优。

3 应用实例

根据上级指示，某战区要组织一次跨区战略投送行动。根据投送任务需求和前期掌握的各方面信息，形成3个战略投送行动方案x1、x2、x3。方案属性如本文第一部分所述，包括自然环境u1、交通设施u2、投送时间u3、敌情威胁u4、综合消耗u5。现在要综合考虑各方案属性，从方案集中选取最优战略投送方案。

对各方案具体属性值的评估本文不进行研究，直接给出结果。其中，自然环境、交通设施、敌情威胁、综合消耗的属性值采用0～1之间的数值给出，投送时间给出预期的投送时间值，单位为“h”。各方案属性值见表1。

表1 各方案属性值

在属性集中，自然环境u1、交通设施u2为效益型属性，投送时间u3、敌情威胁u4、综合消耗u5为成本型属性。属性ui的权重ωi不完全确知。已知的部分权重信息为：0.03≤ω1≤0．15、0．05≤ω2≤0．2、0．15≤ω3≤0．45、0．2≤ω4≤0．5、0．05≤ω5≤0．15。

(1)由表1中的数据建立决策矩阵。

(2)利用式(9)对决策矩阵进行规范化处理。

(9)

属性u1、u2已符合要求，无需处理。u3、u4、u5按式(9)进行规范处理，得到规范化矩阵为

(3)利用模型(SOP1)和(SOP2)分别求出正理想值向量zmax和负理想值向量zmin。zmax=(0．827，0．812，0．914)，zmin=(0．756，0．718，0．765)。

(4)利用式(7)求得：a=1．293，b=1．476。

(5)利用式(7)和模型(SOP3)，建立单目标决策模型为

得到最优解为

ωb=(0．09，0．16，0．37，0．31，0．07)

对应的方案综合属性值向量为

z(ωb)=(0．803 6，0．791 3，0．773 4)

因此，对3个战略投送方案的排序应该是x1、x2、x3，最优方案为x1。

4 结 语

本文针对方案优选中属性权重不能完全确知的不确定性多属性决策问题，提出了衡量方案优劣的一个关键指标——综合贴近度，并给出了一种基于综合贴近度的优选决策模型。研究表明，该方法思路清晰，计算简洁，能够较好地处理权重信息不全时的多属性决策问题，用于进行战略投送行动方案优选是适宜和有效的。但是，必须看到军事行动决策是一项实践性很强的工作，而任何一种定量分析方法也都有其局限性。以本文应用实例的优选结论为例，方案x1虽然综合属性值相对较高，但也有其明显的缺陷——投送时间较长，在投送任务紧急时，未必就是最佳选择。因此，指挥员在进行方案选择时，不仅需要参考定量分析结论，还要结合具体的任务需求和保障条件，进行全面考量，作出科学决策。

[1] 史新生,曾友春,董志强,等.战略投送基本问题研究[M].北京:军事科学出版社,2010:8.

[2] 管井标,周赤飞,许瑞明,等.战略投送能力评估方法研究[J].军事运筹与系统工程,2011，25(6):76-80.

[3] 冯卉,毛红保,邢清华.MADM组合赋权的防空重点保卫目标优选与排序[J].火力与指挥控制,2014,39(8):5-8.

[4] 阮树朋,赵文杰,孙亮.等.防空导弹阵地目标选择模型研究[J].四川兵工学报,2012,33(7):9-15.

[5] 雷霆，朱承.目标体系描述与火力分配方法研究[J].军事运筹与系统工程,2012,26(1)：67-70.

[6] 胡喜珍,夏军,曹素平.基于灰色墒权法的常规导弹部队作战能力评估[J].兵工自动化,2012,31(7):27-30.

(编辑：张峰)

Optimization Method of Strategic Projection Action Program Based on Compositive Proximal Degree

CAO Peng, LI Haiyan, YANG Peiqiang

(Driver Training Service Department, Bengbu Automobile NCO Academy, Bengbu 233011, China)

To improve the science of strategic projection action program, the paper proposes an optimization method of strategic projection action program based on Compositive Proximal Degree (CPD) in view of the uncertain multi-attribute decision-making problems, and establishes an optimization decision-making model with CPD as the measurement index. The case study proves that this model is feasible and effective in strategic projection action program optimization.

strategic projection; Compositive Proximal Degree; program optimization; multi-attribute decision-making

2015-05-08；

2015-08-27． 作者简介： 曹 鹏(1978—)，男，博士，讲师．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.018

E234

A

1674-2192(2016)03- 0081- 04