基于GIS的AHP法在后勤配置地域輔助決策中的應(yīng)用

杭振興，徐祖武，曹 恕，孫朋朋

（軍事經(jīng)濟學(xué)院，湖北 武漢 430035）

后勤配置地域是后勤機關(guān)、部（分）隊配置和展開工作的地域。后勤配置地域選定有兩種情況：一是由合成軍指揮員直接指定后勤配置地域；二是由后勤指揮員提出建議，報合成軍指揮員批準。無論何種情況，指揮員都需要結(jié)合作戰(zhàn)部署、敵情、地形等各個方面的因素，選出最優(yōu)的地域作為后勤配置地域。本文將地理信息系統(tǒng)（GIS）與層次分析法（AHP）相結(jié)合，通過定量研究構(gòu)造出指標體系和模型，為科學(xué)優(yōu)選后勤配置地域提供參考。

1 后勤配置地域選擇影響因素分析

后勤配置地域選擇需要考慮的因素很多，通過對后勤配置地域要求和原則進行分析和分類，影響要素分可為兩個方面，即地理環(huán)境要素和非地理環(huán)境要素（見表1）。由于非地理環(huán)境要素難以量化處理，且本文是基于GIS的研究，因此文中只針對地理環(huán)境要素對后勤配置選擇輔助決策的影響進行研究。

表1 后勤配置地域影響因素分析表

2 后勤配置地域選擇評估指標體系

2.1 評估指標體系的建立

根據(jù)地理環(huán)境因素影響因素的分析，結(jié)合層次分析法，配置地域的地理環(huán)境評估指標體系由道路、水系、明顯地物、地形、植被、展開地幅等6個第一層評估指標確定，配置地域的效果評估可由第一層這 6個評估指標的權(quán)重計算得到。其中每個評估指標又可分為若干層子評估指標，即第二層、第三層等。每一層評估指標的權(quán)重可以由它下一層的評估指標權(quán)重計算得到，以此類推。這樣，就可以通過由專家賦予權(quán)重的不能再分解的評估指標從下到上、逐級計算出各層的評估指標的權(quán)重，從而計算出整個配置地域的綜合評估結(jié)果。

如果把配置地域總的評價效果記為 Wg ，那么Wg可以由道路的權(quán)重W01、水系的權(quán)重W02、地形的權(quán)重W03、明顯地物的權(quán)重W04、植被的權(quán)重W05、展開地幅的權(quán)重W06計算得到。

Wg = W01 +W02 + W03 + W04 + W05 + W06

權(quán)重的取值一是來自定量的原則，如后勤配置地域需要一定的展開地幅，在后勤部署中有明確的定量要求，根據(jù)這些定量的原則，給定適當?shù)臋?quán)重。二是來自于經(jīng)驗的積累。主要來自于平時演習(xí)、訓(xùn)練等有關(guān)數(shù)據(jù)的總結(jié)和相關(guān)專家長期的認定，在定量原則的基礎(chǔ)上結(jié)合實際情況加以使用。

按照上述方法，對地理環(huán)境要素建立層次結(jié)構(gòu)，并劃分權(quán)重范圍，確定評估指標體系如表2所示（表中的數(shù)值都是假定的）：

表2 后勤配置地域選擇效果評估指標表

2.2 評估指標體系的分解

表2僅給出了第一層評估指標和權(quán)重，還可進一步細化和分解，下面以道路為例簡要說明評估指標體系的分解。將道路這個第一層評估指標分解為公路和鐵路兩個第二層評估指標，其中又在公路中給出了10種情況，鐵路給出了3種情況，并分別賦予不同的權(quán)重值，如表3所示。道路權(quán)重取值0.2，公路權(quán)重取值為0.17，鐵路權(quán)重取值為0.03。

因為道路分為公路、鐵（水）路二個評估指標，道路的權(quán)重01 就可以由公路的權(quán)重0101 和鐵（水）路的權(quán)重0102 計算得到。而公路的權(quán)重0101 和鐵（水）路的權(quán)重0102又有多種情況（見表3），這樣，在地理信息平臺上讀取道路信息時，就可以把讀取的信息和后臺道路數(shù)據(jù)庫中的各種情況進行比較，符合哪一種，公路的權(quán)重0101和鐵（水）路的權(quán)重0102 就按哪一種情況取值。

比如在可選配置地域內(nèi)搜索到2 條縱向良好路，一條橫向良好路，沒有鐵路（或水路），那么第一層整個道路的權(quán)重 01 就等于第二層的權(quán)重 0.85；如果在可選配置地域內(nèi)搜索到2 條縱向良好路，一條橫向良好路，距離鐵路（或水路）大于10km，那么第一層整個道路的權(quán)重 01 就等于第二層的公路權(quán)重和（或水路）的權(quán)重之和，即0.18=0.17+0.01。

其它要素也可以依此建立類似層次結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實際需要進一步分層。

表3 后勤配置地域道路評估指標表

3 后勤配置地域選擇評估中的約束條件

依據(jù)上述指標體系對后勤配置地域選擇進行綜合評判，很可能出現(xiàn)單項條件不滿足（如無水源），但綜合評價分數(shù)滿足要求的情況。因此，要建立約束條件排除那些不能滿足基本配置要求的區(qū)域（不可行區(qū)域），具體如下所示。

1）機動條件差的區(qū)域。目前部隊的摩托化、機械化程度很高，因此對道路條件有很高的要求。本文把區(qū)域內(nèi)無良好道路（不占路）或距離主要前后送道路比較遠設(shè)為不可行區(qū)域。

2）水源不足的區(qū)域?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下，部隊作戰(zhàn)需要大量的供水保障，人員、裝備、工程和洗消用水等都必不可少，因此在進行后勤配置地域選擇時要盡可能靠近水系條件比較好的位置。在本文中，主要把區(qū)域內(nèi)無水源，其距離**千米內(nèi)無水源設(shè)為不可行區(qū)域。

3）距明顯地物較近、疫區(qū)及自然災(zāi)害多發(fā)的區(qū)域。

為了保障后勤庫所的安全，選擇后勤配置地域時要避開明顯的地物、疫區(qū)及自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)。本文把距明顯地物＜0.2km 的區(qū)域、疫區(qū)及自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)設(shè)為不可行區(qū)域。

4）植被覆蓋率不高的區(qū)域。植被的覆蓋程度對于配置區(qū)域內(nèi)各庫所的隱蔽性影響很大，植被覆蓋程度不高的區(qū)域一般不作為后勤配置地域。本文把覆蓋率＜30%的區(qū)域設(shè)為不可行區(qū)域。

5）不具有展開地幅的區(qū)域。后勤配置區(qū)域內(nèi)各庫所的展開需要一定的地幅，因此配置時要剔除不具有展開地幅的區(qū)域。本文設(shè)定配置地域內(nèi)如果有50%以上區(qū)域的坡度大于30度，則為不可行區(qū)域。

本文主要以引入約束閾值的形式對不可行區(qū)域進行量化。在第一層評估指標體系zbi(i=1,2,…6)中分別引入約束閾值Xi(i=1,2,…6) （道路為第二層評估指標體系），如表 4（表中的數(shù)值都是假定的）。如果指標體系中地理環(huán)境因素在約束閾值范圍內(nèi)，則Xi的值記為0；否則是1，即可行區(qū)域。取X=X1·X2…X6，則在第一層評估指標體系中地理環(huán)境因素只要有其中任何一項在約束閾值范圍內(nèi)，則X為0，即不可行區(qū)域，否則為1。

表4 后勤配置地域選擇約束條件分析表

由于采用約束閾值，可能出現(xiàn)可供選擇區(qū)域內(nèi)沒有符合條件的配置區(qū)域，這樣就需要進一步降低閾值要求，直到產(chǎn)生可行區(qū)域為止。

4 后勤配置地域選擇綜合評估模型

本文選擇簡單加權(quán)法作為評價函數(shù)。首先通過約束條件確定后方區(qū)域內(nèi)可行區(qū)域，然后利用評價函數(shù)對可行區(qū)域內(nèi)每個擬選擇后勤配置地域計算分值，以提供地理環(huán)境要素的量化指標，即

式中，Sij表示第i行，j 列網(wǎng)格的綜合評價分值，i = 1,2,…m；j=1,2,…n。ijW 為該網(wǎng)格內(nèi)某一地理要素的權(quán)重，Xij為該網(wǎng)格內(nèi)約束值。

5 計算機輔助決策

后勤配置地域輔助決策實質(zhì)是通過計算機輔助決策系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，輔助指揮員進行決策。本文的研究就是為輔助決策系統(tǒng)的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)，其基本思路如下。

首先根據(jù)建制內(nèi)及上級配屬、加強的后勤力量來確定后勤配置區(qū)域范圍，由此確定配置區(qū)域的長寬，再根據(jù)配置區(qū)域的長寬值，將后方區(qū)域平均劃分為i行j列的網(wǎng)格。逐行逐列掃描后方區(qū)域（陰影部分為可行區(qū)域），同時計算各單元格內(nèi)各地理要素評估得分，記錄并進行排序，取出前*個單元格作為最優(yōu)配置地域，供指揮員參考。

圖4 后方配置區(qū)內(nèi)劃分格，獲取單元格評估值Sij

用流程圖形式表示如圖5所示：

圖5 后期配置地域輔助決策流程圖

6 結(jié)束語

本文通過量化分析，構(gòu)建了后勤地域配置評估指標體系和模型，為后勤配置地域輔助決策提供了一種方法和思路，也為相應(yīng)輔助決策系統(tǒng)的開發(fā)奠定了一定的理論基礎(chǔ)。但后勤配置地域選擇是一個復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)部署問題，涉及到不同的戰(zhàn)斗類型、不同的后勤部署形式、不同的地形條件，需要針對不同的情況，結(jié)合部隊實際，對后勤配置地域各要素賦予不同的權(quán)重，因文章篇幅有限，在此僅對過程和方法說明。本文中后方區(qū)域采用無重疊區(qū)域劃分，可以采用重疊區(qū)域劃分進一步提高掃描精度，為此需進一步深入研究。

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