抗震救災(zāi)通信保障組織結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

武警工程大學(xué)研究生管理大隊14隊 陳 帥

武警工程大學(xué)信息工程系 任學(xué)軍 朱吉勝 邵文靜

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展促使軍事理論、兵力結(jié)構(gòu)及技術(shù)裝備發(fā)生了質(zhì)的飛躍，由于個體能力的局限性及使命的復(fù)雜性，軍事行動的優(yōu)勢獲取不再僅僅依托于軍事裝備功能及個體能力，更要依托于一定的組織結(jié)構(gòu)[1]，通過對戰(zhàn)場環(huán)境測度、資源的優(yōu)化分配及兵力合理調(diào)度，構(gòu)建能夠適應(yīng)軍事環(huán)境，充分發(fā)揮組織效能的組織結(jié)構(gòu)[2]，以圓滿完成使命任務(wù)。

組織權(quán)變論認為，沒有普遍適用的最優(yōu)組織結(jié)構(gòu)及形式，只有在某一具體使命環(huán)境中，適用于具體條件的最優(yōu)組織[3]。本文將依據(jù)抗震救災(zāi)通信保障任務(wù)實際，結(jié)合C2組織理論設(shè)計適用于具體使命環(huán)境的通信保障組織，以改善目前通信保障組織結(jié)構(gòu)及資源分配中存在的問題。

1 通信保障組織結(jié)構(gòu)設(shè)計

抗震救災(zāi)通信保障組織結(jié)構(gòu)設(shè)計中，實現(xiàn)災(zāi)區(qū)通信保障是整個設(shè)計的任務(wù)目標(biāo)，將此任務(wù)進行分解，可得到一個由多個子任務(wù)組成的任務(wù)集合[4]。結(jié)合C2組織理論和抗震救災(zāi)通信保障實際，提出抗震救災(zāi)通信保障組織結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，共分為兩個步驟：通信保障任務(wù)計劃階段和應(yīng)急通信指揮所協(xié)作關(guān)系網(wǎng)設(shè)計階段[5]。

1.1 通信保障任務(wù)計劃階段

本階段采用MPLDS算法進行任務(wù)計劃設(shè)計，首先定義了3種優(yōu)先權(quán)函數(shù)，即通信保障任務(wù)選擇通信分隊、通信分隊選擇通信保障任務(wù)和可選通信保障任務(wù)集中任務(wù)的選擇，而后針對解決優(yōu)先級沖突問題設(shè)計了沖突消除算法，最終確定通信保障任務(wù)與通信分隊之間的最優(yōu)配置關(guān)系。

算法描述：

（1）優(yōu)先級定義：

1）通信保障任務(wù)優(yōu)先系數(shù)Pr。

在確定優(yōu)先級系數(shù)時，常使用關(guān)鍵路徑算法(CP)、層次分配算法(LA)和加權(quán)長度算法(WL)。本文中，選用加權(quán)長度算法(WL)來確定優(yōu)先級系數(shù)。

OUT(i)是指通信保障任務(wù)ti的后續(xù)任務(wù)集。

2）通信保障任務(wù)選擇通信分隊的優(yōu)先級tp。

在通信保障任務(wù)對通信分隊進行選擇時，主要考慮兩個問題：一是最小化通信保障任務(wù)的完成時間；二是通信分隊合理配置，最大化資源的利用率[9]。在求解tp中，定義了時間優(yōu)先級系數(shù)tp1和矢量距離優(yōu)先級系數(shù)tp2。

tl(m)是指通信分隊Pm最后要處理的通信保障任務(wù)，PCm是指通信分隊Pm所擁有的資源能力矢量。由于tp1和tp2屬于不同的兩個概念，不能簡單的對其數(shù)值進行運算，所以建立公式(2-4)確定最后的優(yōu)先級。其中i和j分別表示tp1和tp2在其各自序列中的位置，最終所得tp越小，則其優(yōu)先級越高。

3）通信分隊自主選擇通信保障任務(wù)的優(yōu)先級Pt。

在通信分隊對通信保障任務(wù)的選擇中，也定義了兩個優(yōu)先級系數(shù)，即時間優(yōu)先級系數(shù)Pt1和矢量距離優(yōu)先級系數(shù)Pt2。在這一過程中，定義了通信保障任務(wù)處理的三個狀態(tài)：已處理完的任務(wù)、正在處理的任務(wù)和尚未處理的任務(wù)。在此主要考慮第3種情況，即尚未處理的任務(wù)。

通信分隊對通信保障任務(wù)選擇的優(yōu)先級系數(shù)Pt可最終表示為公式(2-7)。其中h和k分別表示Pt1和Pt2在各自排序中的位置。

（2）消除優(yōu)先選擇沖突：

通過分析研究通信保障任務(wù)選擇通信分隊優(yōu)先級系數(shù)tp和通信分隊選擇通信保障任務(wù)優(yōu)先級系數(shù)Pt的確定，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個特點如表1所示：

表1 優(yōu)先級系數(shù)之間存在的沖突

其中，tpim為通信保障任務(wù)ti選取通信分隊Pm的優(yōu)先級系數(shù)，Ptmi為通信分隊Pm選取通信保障任務(wù)ti的優(yōu)先級系數(shù)。

通過表1所示，當(dāng)互補選擇出現(xiàn)時，tp和Pt就會產(chǎn)生沖突，針對這種情況，需要對其優(yōu)先級再次進行確定，本章采用加權(quán)方法，對tp和Pt進行優(yōu)先級的協(xié)調(diào)，可記為PR(tp,Pt)，其定義式為公式(2-8)：

1.2 應(yīng)急通信指揮所協(xié)作關(guān)系網(wǎng)設(shè)計階段

高第一階段通信保障任務(wù)計劃的設(shè)計，明確了通信分隊——通信保障任務(wù)之間的調(diào)度配置方案，第二階段將通信分隊進行有效聚類，形成多個通信分隊組，并由相應(yīng)的應(yīng)急通信指揮所進行指揮和控制，這是通信保障指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。

算法描述：

（1）應(yīng)急通信指揮所DMn的分配矢量Qn：

其中in為分配給應(yīng)急通信指揮所DMn的通信分隊個數(shù)，uni表示應(yīng)急通信指揮所和通信保障任務(wù)之間是否建立分配關(guān)系。

（2）分配矢量之間的距離d(Q1,Q2)：

（3）合并后的內(nèi)、外部協(xié)作：

應(yīng)急通信指揮所DMn和DMm合并為新的應(yīng)急通信指揮所G，則新應(yīng)急通信指揮所G與其他應(yīng)急通信指揮所之間的直接外部協(xié)作量為：

新應(yīng)急通信指揮所G的內(nèi)部協(xié)作量：

新應(yīng)急通信指揮所G總的外部協(xié)作量：

新的應(yīng)急通信指揮所集合中其他應(yīng)急通信指揮所（通信分隊組）的外部協(xié)作量為：

（4）工作負載：

合并應(yīng)急通信指揮所DMr和DMs為新的應(yīng)急通信指揮所 （通信分隊組），其總的工作負載可表示為：

2 結(jié)束語

組織結(jié)構(gòu)設(shè)計問題是多目標(biāo)、大規(guī)模的復(fù)雜性問題，主要目標(biāo)是優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)以縮短使命完成時間、提高使命完成效率。本文通過兩個步驟對通信保障組織進行設(shè)計，有效改善了原先組織結(jié)構(gòu)過扁平化、資源分配不均等問題。

本文對協(xié)作關(guān)系網(wǎng)的設(shè)計確定了應(yīng)急指揮所內(nèi)、外部協(xié)作和鏈接及鏈接權(quán)值，下一步將繼續(xù)對應(yīng)急指揮所指控關(guān)系進行設(shè)計，期望通過對應(yīng)急指揮所職責(zé)和控制范圍的優(yōu)化來平衡應(yīng)急指揮所之間的決策負載和協(xié)作負載，同時減少應(yīng)急指揮所之間、通信分隊之間的協(xié)作成本等。

[1]張杰勇,姚佩陽,周翔翔,孫鵬.網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)指揮控制組織設(shè)計方法綜述[J].電光與控制,2012,19(5):64-47.

[2]KATHLEEN M C,PRIETULA M J.Computational organization theory[M].Lawrence Erlbaum Associates.Hillsdale,New Jersey,1994:19-31.

[3]Pete A.Pattipati K R,Kleinman D L,Levchuk Y N.An overview of decision networks and organizations[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1998(5):172-192.

[4]Carley K M,Lin Z.Organizational Design Suited to High Performance under Stress[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,1995,25(4):221-231.

[5]Levchuk G M,Levchuk Y N,Luo J,et al.Normative design of organizations-Part Ⅱ.Organizational structure[J].Systems,M an and Cybernetics,Part A:Systems and Humans,IEEE Transactions on,2002,32(3):360-375.