基于概率型网络的破障装备编组运用效能评估

涂建刚

(徐州工程兵学院,江苏 徐州 221004)



基于概率型网络的破障装备编组运用效能评估

涂建刚

(徐州工程兵学院,江苏 徐州 221004)

针对破障装备的编组问题，利用概率型网络时间参数计算方法,构建了工程兵破障装备编组运用效能评估模型。结合示例分析计算了给定障碍配系和破障时间条件下,不同装备编组完成破障任务的概率。该模型可为工程兵破障装备编组运用方案优化提供理论支撑。

概率型网络;破障装备;编组运用;效能评估

开辟通路是工程兵极其重要的一项任务。对于指挥员而言,重点关注给定破障任务、破障时间条件下,如何采取最优的装备编组方案,快速遂行破障任务。在给定时间条件下,利用一定的装备编组方案,能否完成任务,完成任务的概率有多大。本文采取概率型网络方法,将破障装备与障碍配系之间的对应关系抽象为网络图,结合统筹图相关理论确定关键线路,利用三点时间估算法,计算给定破障时间内能完成破障任务的概率,为工程兵破障装备编组方案优化提供技术支撑。

1 概率型网络的时间参数计算

2 破障装备编组运用网络模型

设一条通路障碍数为M,第i类障碍有Ni种破障方式,第j种破障方式克服第i类障碍的时间为tij(i=1,2,…,M,j=1,2,…,Ni),综合影响系数为K,克服一条通路最少时间为Tmin:

根据破障任务完成度模型Tmin计算方法,问题转化为求解网络图的关键线路问题,如图1所示。在实际破障过程中,由于受战场环境、装备性能、人员因素等各种环境因素的影响,每列障碍的破除时间是不能完全确定的[2]。因此,采用三点时间法,以(ta+4tm+tb)/6为均值,[(tb-ta)/6]2为方差的随机变量T的期望值作为破障任务完成的实际时间,计算指定破障时间Ts内能完成整个任务的概率为Φ(t)。

图1 开辟通路任务简化示意图

3 示例计算与分析

假设敌方障碍配系如图2所示。

图2 典型障碍配系(障碍假设)

依据障碍配系,构建破障装备与障碍之间的对应关系如图3所示[3]，对应的网络图如图4所示。

假设破障最悲观时间、可能时间和破障最乐观时间如表1所示。

1) 计算均值、方差

根据表2中计算数据,利用公式(ta+4tm+tb)/6、(tb-ta)/6分别计算平均工作时间t和方差σ。

2) 确定关键线路

根据表2中,可以确定关键线路如图5粗线所示。

表1 典型障碍物破除时间一览表(数据假想)

表2 均值、方差计算一览表

图3 破障关系简图

图4 与破障关系对应的网络图

图5 关键路线图(粗线部分)

3) 给定时间完成任务概率

关键线路为1→2→3→5→6→8→7→11→10→12→13→17,关键任务为(1→2)、(3→5)、(6→8)、(7→11)、(10→12)、(13→17),则有:

4) 模型分析

假设给定破障时间分别为22min、23min、24min、25min,则完成破障任务的概率分别为:

从以上计算结果可以看出:

1)理想情况下,当给定破障时间为24min以上时,完成任务概率为1,即能够完成障碍破除任务,相对应的装备编组方式为:综合扫雷车破除混合雷场、C-4炸药或者集团装药破除三角锥、刚性爆破筒或直列装药破除桩砦、火箭爆破器破除铁丝网、集团装药破除阻绝壕、阻绝墙爆破器破除阻绝墙[4-6]。

2)模型在处理装备编组方式时,主要从作业时间进行分析,没有考虑战场环境的影响。但实际作业过程中,由于人员指挥、装备损伤等因素的影响,某道障碍可能无法破除或者破除时间很长,此时关键线路的Tz→∞,从而导致Φ(t)→0,即此时完成任务概率为0,无法完成破障任务,此时应考虑次优路线进行重新计算。

3)在利用该模型进行仿真计算时,为了综合分析战场环境、装备、指挥等因素对破障作业的影响程度,可引入综合影响系数ki来修正模型中的均值Tz和方差σ。

4)由于模型构建时,主要从最慢时间tbi、最可能时间tmi、最快时间tai来对一件任务的时间度量,事实上,完成任何任务都存在这样一个问题。因此,模型不仅适应于破障装备,其他装备编组运用都可借鉴相应方法,计算给定作战时间内完成任务的概率。

4 结束语

本文利用统筹图概率型网络的时间参数计算方法,构建了基于概率型网络的破障装备编组运行效能评估模型,依据该模型,可以推算出各种不同破障装备编组形式、给定作业时间条件下完成破障任务的概率,为任意障碍配系快速形成最优装备编组方案提供了一种简单便捷的技术途径。

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Effectiveness Evaluation of the Obstacle Breaking Equipment GroupingApplication Based on Probabilistic network

TU Jian-gang

(College of Engineer Corps, Xuzhou 221004, China)

Utilizing the calculation method of probability network time parameters, we construct the Grouping application efficiency evaluation model of the engineering broken barrier equipment. The given obstacles and breaching time conditions the probability of different equipment Grouping application breaking avoidance task is calculated with the example analysis. The model can provide a theoretical support for the optimization of the grouping application plan of engineering equipment.

probabilistic network; breaking equipment; grouping application; effectiveness evaluation

2017-02-20

涂建刚(1979-)，男，湖北鄂州人，硕士，讲师，研究方向为装备管理与运用。

1673-3819(2017)03-0067-03

E24

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.03.015

修回日期： 2017-03-16