补给舰导弹海上补给人员编组优化分析

刘 江胥 艳

（1.海军航空工程学院 烟台 264001）（2.中国人民解放军91208部队 青岛 266000）

1 引言

综合补给舰作为海上装备保障的重要力量，其导弹海上补给能力越来越受到关注。近年来，我海军以综合补给舰为补给平台的导弹海上补给演练逐渐趋于常态，旨在通过演练提升补给舰导弹海上补给能力，满足海战场海上装备保障快速高效的需求。演练中为保证导弹海上补给行动的顺利实施，往往需要位补给舰建立以补给部门人员为主体的导弹海上补给实施组织。实践表明补给舰导弹海上补给人员编组的合理与否在一定程度上影响导弹海上补给行动组织实施的效率［1］。那么，如何结合优化改进的方法，对补给舰导弹海上补给人员编组进行优化分析将成为一个亟待探讨解决的问题。

2 补给舰导弹海上补给人员编组

根据导弹海上补给的各个环节，补给舰导弹海上补给人员通常编为导弹输转组、吊装转运组和安全警戒组这3个实施小组，其中吊装转运组负责人为补给舰补给部门长，导弹输转组和安全警戒组的负责人由两名补给分队长担任，3个实施小组统一由补给舰舰长领导。当补给舰与接收舰并靠完毕，发布导弹海上补给部署后，3个实施小组遂分头展开行动。负责导弹输转组的补给分队长指挥组内人员将导弹由补给舰弹药舱输转至补给舰甲板指定位置，然后由补给长下口令指挥吊装转运组将导弹吊装转运至接收舰，同时另一名补给分队长带领安全警戒组负责导弹整个吊装转运期间的安全警戒工作，当出现因机械故障、操作失误或其他原因危机舰艇与人员安全的情况时，立即请示中止任务。

在实际组织实施导弹海上补给过程中我们发现，负责导弹输转组的补给分队长在导弹由补给舰弹药舱运送至甲板前，需要随时通过无线电设备向补给舰舰长汇报导弹输转的工作进度，当补给舰舰长得知导弹输转的进度后，再告知补给长做好吊装转运工作的准备，可见各级指挥员之间沟通的过程不免显得费时周折。导弹海上补给的中心工作是吊装转运导弹，不妨由导弹输转组直接向补给长汇报输转进度，由补给长直接掌控导弹海上补给组织实施工作的节奏。与此同时，补给长在指挥导弹吊装转运时，与安全警戒组共同位于补给舰甲板，可考虑同时兼顾安全警戒工作，因此，如果将导弹输转组、吊装转运组和安全警戒组同时归补给长指挥领导，再由补给长将导弹海上补给组织实施工作进展情况向补给舰舰长汇报，那么从海上补给工作进展的角度，可以达到提高工作效率的目的。下面我们通过建立导弹海上补给人员编组优化模型来进行验证。

3 补给舰导弹海上补给人员编组优化分析的数学模型

3.1 熵理论简介

熵概念来自热力学，1864年由德国的克劳修斯提出，1882年波尔兹曼发展了熵理论，并把熵解释为“失去的信息”。他认为，“熵取决于系统内微观粒子排列的几率”，即一个孤立的系统必定自发回归到熵极大的平衡态［2］。换言之，熵可以对一个系统的微观状态作定量化的描述，从而反映出系统组织结构有序度的高低。而系统组织结构的有序度是指将指令传输的速率和准确性加权综合，得出关于系统的不确定性的度量情况。系统的组织结构有序度通常用R表示，有：R=αE+βM 。其中，E表示指令传输的速率，即组织结构的时效；M表示指令传输的准确性，即组织结构的质量；α、β则分别为组织结构时效和质量的权重系数。对于一个系统的组织结构而言，熵值R越大，表示系统有序程度越高，系统组织结构则越优；反之，熵值R越小，表示系统有序程度越低，系统组织结构则越不合理［3～6］。

补给舰导弹海上补给人员编组优化分析的基本思路：首先将补给舰导弹海上补给人员编组看作是一个系统，并把它抽象成对应的拓扑结构，通过对拓扑结构的时效性和准确性建立熵模型计算，定量分析指令在拓扑结构中传输时效和传输质量的不确定性，进而给出补给舰导弹海上补给人员编组拓扑结构的有序度评价，结合补给舰导弹海上补给人员编组优化前后的有序度大小的对比分析，得出补给舰导弹海上补给人员编组优化分析的结论。需要强调的是，在建立补给舰导弹海上补给人员编组的拓扑结构时，由于同一层级的指挥节点之间不存在相互指挥的关系，因此在分析的导弹海上补给指挥机构中只考虑纵向的指挥节点之间的关联［7～10］。

3.2 补给舰导弹补给人员编组的时效熵

在限定的指挥关系下，指令在指挥组织结构各层级指挥节点间传输的速率，称为指挥组织结构的时效。我们把反映指令在指挥组织结构中传输时效性的不确定性的度量用熵来表示，称为指挥组织结构的时效熵［11～12］。

这里还需要明确指挥组织结构微观态的概念，组织结构微观态是指从微观角度观察组织结构时某些指挥节点所处的数量状态，而实现概率是该指挥节点所处的微观态数量与组织结构中全部指挥节点微观态数量总和之比［13］。

设在补给舰导弹海上补给人员编组拓扑结构中，指挥层级为l层，指挥节点为n个。按照从上到下，从左到右的顺序依次为每个指挥节点编号。补给舰导弹海上补给人员编组拓扑结构中纵向从上到下任意两个指挥节点i与 j（1≤i＜j≤n）的时效熵定义为

其中，At是指挥组织结构的时效微观态总数，定义为指挥组织结构中上下层级间两两存在纵向联系的指挥节点的联系长度总的数量，有：

式中Lij为指挥组织结构中上下层级间的指挥节点的联系长度。当Lij=1时，指挥节点i与 j纵向相邻；当Lij=m+1时，指挥节点i与 j纵向之间存在m个指挥节点。

而当Lij=0时，指挥节点i与 j不存在纵向之间的联系，则有=0，于是有

定义补给舰导弹海上补给人员编组的总时效熵为

补给舰导弹海上补给人员编组的最大时效熵为

若补给舰导弹海上补给人员编组的时效用E来表示，则有

将式（1）、（2）代入（3）得：

显然，E越大，表示补给舰导弹海上补给人员编组指令传输的时效性越强。

3.3 补给舰导弹补给人员编组的质量熵

在限定的指挥关系下，不考虑时间因素，指令在指挥组织结构各层级指挥节点间传输的准确性，称为指挥组织结构的质量。对指令传输时准确性的不确定性的度量，称为指挥组织结构的质量熵［14～15］。

在指令传递过程中，指挥组织结构第i个指挥节点出错机会的不确定性，称为指挥节点i的质量熵，记作(i=1。2。…。n)。类似于补给舰导弹海上补给人员编组时效熵的确定方法，补给舰导弹海上补给人员编组质量熵可定义为

其中，Am是指挥组织结构的质量微观态总数，定义为指挥组织结构中上下层级间两两存在纵向联系的指挥节点的联系跨度总的数量，有

式中ki是指挥组织结构中指挥节点间的联系跨度数。相应地，补给舰导弹海上补给人员编组的总质量熵为

补给舰导弹海上补给人员编组的最大质量熵为

若补给舰导弹海上补给人员编组的质量用M来表示，则有将式（5）、（6）代入（7）得：

同样的，M值越大，表示补给舰导弹海上补给人员编组指令传输的准确性越高。

3.4 补给舰导弹补给人员编组的有序度

补给舰导弹海上补给人员编组有序度为

则补给舰导弹海上补给人员编组有序度为

R值越大，表明补给舰导弹海上补给人员编组的有序度越高，指挥关系越优。

4 补给舰导弹补给人员编组优化计算分析

4.1 补给舰导弹补给人员优化计算步骤

为了便于利用熵理论分析优化前后补给舰导弹海上补给人员编组的有序度，可对比优化前后人员编组的变化。计算过程如下：

第一步，建立补给舰导弹海上补给人员编组拓扑结构图。将补给舰导弹海上补给人员编组抽象成如下图所示的人员编组拓扑图。其中，图1为优化前补给舰导弹海上补给人员编组拓扑图；图2为优化后补给舰导弹海上补给人员编组拓扑图。

图1 优化前补给舰导弹海上补给人员编组拓扑图

图2 优化后补给舰导弹海上补给人员编组拓扑图

第二步，计算优化前后的补给舰导弹海上补给人员编组的时效熵。确定联系长度，计算时效微观态总数和时效微观态实现概率值，结果见表1、表2。

表1 优化前补给舰导弹海上补给人员编组的时效熵

表2 优化后补给舰导弹海上补给人员编组的时效熵

第三步，计算优化前后的补给舰导弹海上补给人员编组的质量熵。确定联系跨度，计算质量微观态总数和质量微观态实现概率值，结果见表3、表4。

表3 优化前补给舰导弹海上补给人员编组的质量熵

表4 优化后补给舰导弹海上补给人员编组的质量熵

第四步，计算优化前后的补给舰导弹海上补给人员编组的有序度，结果见表5。

表5 补给舰导弹海上补给人员编组优化分析指标值

4.2 优化计算结果分析

从表5中的计算结果可以看出，若将原有的导弹输转组、吊装转运组和安全警戒组统一由补给长负责领导，则优化后的补给舰导弹海上补给人员编组无论在时效、质量还是指挥组织结构的有序度方面都明显高于优化前。因而，优化后的补给舰导弹海上补给人员编组能够提高指令传输的时效和质量，能够使补给舰导弹补给人员编组得到优化。

5 结语

本文提出了将原有补给舰导弹海上补给人员编组进行整合，建立新的补给舰导弹海上补给人员编组的设想，并针对新的补给舰导弹海上补给人员编组，建立了基于熵理论的优化模型进行验证分析。分析结果表明，整合现有的导弹海上补给实施机构能够达到优化补给舰导弹海上补给人员编组的目的。与此同时，建立定量评价的结构熵模型对于研究补给舰导弹海上补给人员编组的优化分析具有一定的参考价值和可行性。