基于灰色聚類(lèi)的物資戰(zhàn)損性分析

【后勤保障與裝備管理】

基于灰色聚類(lèi)的物資戰(zhàn)損性分析

伍岳1，楊西龍1，田雷振2

(1.后勤工程學(xué)院 后勤信息與軍事物流工程系，重慶401311； 2. 62153部隊(duì)，河南 沁陽(yáng)454591)

摘要：根據(jù)不同物資戰(zhàn)時(shí)損失的差異性影響因素，構(gòu)建了物資戰(zhàn)損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用模糊一致性矩陣對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了確定。對(duì)選取的12種具有代表性的物資通過(guò)灰色聚類(lèi)分析法進(jìn)行了分類(lèi)，分類(lèi)結(jié)果與物資實(shí)際戰(zhàn)損率情況相吻合，能夠?yàn)閼?zhàn)損性相似而缺乏數(shù)據(jù)的物資劃分類(lèi)別提供參考。

關(guān)鍵詞：灰色聚類(lèi)；戰(zhàn)損性；物資；模糊一致性

收稿日期：2014-11-17

作者簡(jiǎn)介：伍岳(1990—)，男，碩士研究生，主要從事物流管理與物資儲(chǔ)備研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.06.017

中圖分類(lèi)號(hào)：E233

文章編號(hào)：1006-0707(2015)06-0066-04

本文引用格式：伍岳，楊西龍，田雷振.基于灰色聚類(lèi)的物資戰(zhàn)損性分析[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2015(6):66-69.

Citation format:WU Yue, YANG Xi-long, TIAN Lei-zhen.Analysis of Battle Damage Characters of Materials Based on Grey Clustering[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(6):66-69.

Analysis of Battle Damage Characters of Materials

Based on Grey Clustering

WU Yue1, YANG Xi-long1, TIAN Lei-zhen2

(1.Department of Logistics Information & Logistics Engineering, Logistic Engineering University,

Chongqing 401311, China; 2. The No. 62153rdTroop of PLA, Qinyang 454591, China)

Abstract:According to the difference factors affecting between different materials of losses in time of war, the evaluation index system of the material battle damage characters was built and the weight of each index was determined by the fuzzy consistent matrix. 12 typical materials were classified by grey clustering analysis method and the classification result was simulated in practical damage ratio, which provides reference of classification to the materials which are similar to the sample but little data.

Key words: grey clustering; battle damage; materials; fuzzy consistent

戰(zhàn)時(shí)物資損失率對(duì)物資總體需求量的確定具有重要影響，科學(xué)合理地預(yù)測(cè)戰(zhàn)時(shí)物資損失量的多少能夠有效促進(jìn)物資保障的精確化，減少后勤保障負(fù)擔(dān)，提高保障效能。分析物資戰(zhàn)損性是指對(duì)各類(lèi)物資在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下受損程度多少的判斷，它既需要從物資本身的性質(zhì)出發(fā)，也需涵蓋戰(zhàn)時(shí)外部受敵襲擊的可能性和受損程度，是一種綜合考慮因素。

對(duì)于物資戰(zhàn)損的研究，一般主要是從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和工作可靠性出發(fā)，常見(jiàn)的有對(duì)于裝備的戰(zhàn)傷研究，如孫樂(lè)等[1]通過(guò)設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)，對(duì)卡車(chē)毀傷進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，得到了部件毀傷分布的結(jié)果；王德才等[2]分析了個(gè)人防護(hù)器材戰(zhàn)損的基本特點(diǎn)和規(guī)律，建立了戰(zhàn)損率預(yù)測(cè)模型；石全等[3]對(duì)裝備戰(zhàn)傷進(jìn)行了全面地梳理，分析了各類(lèi)戰(zhàn)場(chǎng)裝備損傷機(jī)理，進(jìn)行了裝備戰(zhàn)損模擬和預(yù)測(cè)。這些研究為戰(zhàn)損研究提供了大量的新思路和方法，對(duì)具體物資的戰(zhàn)損研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。本研究從戰(zhàn)時(shí)物資戰(zhàn)損性出發(fā)，建立了物資戰(zhàn)損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用灰色聚類(lèi)分析的方法，對(duì)樣本物資的分類(lèi)進(jìn)行了案例分析，為區(qū)分不同物資戰(zhàn)損率等級(jí)提供參考和借鑒。

1灰色聚類(lèi)分析方法

灰色聚類(lèi)法是一種多維灰色評(píng)估方法，其主要原理為將聚類(lèi)對(duì)象關(guān)于各個(gè)聚類(lèi)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的白化數(shù)按照若干的灰類(lèi)進(jìn)行劃定，從而來(lái)判定聚類(lèi)對(duì)象類(lèi)別[4]。

1.1評(píng)價(jià)矩陣的建立

聚類(lèi)對(duì)象為n種待評(píng)價(jià)的物資樣本，{xi}(i=1,2,…,n)；聚類(lèi)指標(biāo)為m個(gè)戰(zhàn)損性評(píng)價(jià)指標(biāo)，{yj}(j=1,2,…,m)；聚類(lèi)灰類(lèi)為p個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，{zk}(k=1,2,…,p)。那么xij即為聚類(lèi)對(duì)象i關(guān)于聚類(lèi)指標(biāo)j的樣本值，聚類(lèi)樣本矩陣為A=(xij)n×m。

1.2聚類(lèi)指標(biāo)值的處理

為了使各個(gè)指標(biāo)值便于比較，消除指標(biāo)單位差異，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，得到指標(biāo)值分布在0到100之間。采用計(jì)算式

(1)

1.3白化權(quán)函數(shù) f(·)的確定

(2)

(3)

(4)

圖1　白化權(quán)函數(shù)一般形式

1.4聚類(lèi)權(quán)的確定

對(duì)聚類(lèi)指標(biāo)進(jìn)行分析，當(dāng)指標(biāo)間的意義和量綱存在較大的差異時(shí)，以灰色變權(quán)聚類(lèi)可能使得指標(biāo)間作用懸殊很大，故采取灰色定權(quán)對(duì)各指標(biāo)賦予聚類(lèi)權(quán)，以綜合考慮各指標(biāo)因素具有一定的積極意義，其主要步驟為[6-7]：

1) 建立模糊優(yōu)先關(guān)系矩陣B

B=(bjl)m×m

(5)

其中：bjl為聚類(lèi)指標(biāo)yj對(duì)于yl的優(yōu)先關(guān)系系數(shù)，其值大小確定依照

2) 對(duì)優(yōu)先關(guān)系矩陣B進(jìn)行模糊一致性改造，得矩陣R

R=(rji)m×m

(6)

3) 運(yùn)用方根法對(duì)聚類(lèi)指標(biāo)yj權(quán)重ωj進(jìn)行計(jì)算

(7)

(8)

5) 進(jìn)行聚類(lèi)

(9)

當(dāng)式(9)滿足時(shí)，稱聚類(lèi)對(duì)象i屬于k*灰類(lèi)。

2樣本及指標(biāo)的選擇

戰(zhàn)時(shí)所需的各類(lèi)物資種類(lèi)繁多，數(shù)量龐大，對(duì)于各類(lèi)物資進(jìn)行單獨(dú)考慮顯然難以實(shí)現(xiàn)，本文選取其中12種具有代表性的物資，涵蓋了其中彈藥、油料、被裝等幾大類(lèi)進(jìn)行分析。指標(biāo)的選取主要考慮了物資在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中暴露的時(shí)間長(zhǎng)短，物資被敵人發(fā)現(xiàn)的難易程度、物資遭敵襲擊的連帶損失效應(yīng)及敵人攻擊的意愿度等多項(xiàng)因素。在本文中，具體指標(biāo)由運(yùn)輸時(shí)間M1、裝卸時(shí)間M2、供應(yīng)頻率M3、作戰(zhàn)重要性M4、導(dǎo)損性M5、價(jià)值M66個(gè)組成，這些指標(biāo)正相關(guān)均為戰(zhàn)損性強(qiáng)。具體分類(lèi)指標(biāo)體系如表1所示。

表1　分類(lèi)指標(biāo)

3分析計(jì)算過(guò)程

根據(jù)選取的指標(biāo)和樣本，將運(yùn)輸?shù)匦卧O(shè)定為平原微丘，運(yùn)輸工具設(shè)定為EQ某型汽車(chē)。對(duì)照相應(yīng)的數(shù)據(jù)，對(duì)難以量化的指標(biāo)數(shù)據(jù)采取專家評(píng)估值，得到量化的指標(biāo)值如表2所示。

表2　量化的指標(biāo)值

1) 指標(biāo)值無(wú)量綱化處理

為消除指標(biāo)之間的單位差異，根據(jù)式(1)對(duì)表2中的指標(biāo)值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，可得無(wú)量綱化的指標(biāo)值如表3所示。

表3　無(wú)量綱化的指標(biāo)值

2) 白化權(quán)函數(shù)的確定

采用累積百分頻率法[8]確定白化權(quán)函數(shù)，以表3中的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)的累積百分頻率進(jìn)行分析，并繪制出相應(yīng)的累積百分頻率曲線，曲線上不同累積百分頻率所對(duì)應(yīng)的數(shù)值即為灰類(lèi)的白化值如表4所示，然后按式(2)～式(4)對(duì)各指標(biāo)灰類(lèi)分別進(jìn)行計(jì)算，可得各物資對(duì)應(yīng)指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值如表5所示[9]。

表4　灰類(lèi)的白化值

3) 指標(biāo)聚類(lèi)權(quán)的確定

優(yōu)先關(guān)系矩陣B為

由式(6)對(duì)優(yōu)先關(guān)系矩陣B進(jìn)行改造，得到模糊一致矩陣R為

由式(7)可得，運(yùn)輸時(shí)間、裝卸時(shí)間、供應(yīng)頻率、重要性、導(dǎo)損性、價(jià)值6個(gè)物資戰(zhàn)損性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重分別為：ω1=0.142，ω2=0.127，ω3=0.216，ω4=0.172，ω5=0.245，ω6=0.097。

由式(8)可得

由表6結(jié)合式(9)，取各樣本聚類(lèi)系數(shù)的最大值，可得聚類(lèi)結(jié)果如表7所示。

同理可得其他灰色聚類(lèi)系數(shù)，如表6所示。

表5　指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值

表7　物資分類(lèi)結(jié)果

4結(jié)束語(yǔ)

本文在對(duì)物資戰(zhàn)損性影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從戰(zhàn)損性出發(fā)建立了物資分類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過(guò)采用灰色聚類(lèi)分析法，對(duì)給出的樣本物資進(jìn)行了分類(lèi)研究，分類(lèi)結(jié)果與實(shí)際情況能夠較好地吻合。在后續(xù)的物資戰(zhàn)損性研究方面，還可對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和分類(lèi)數(shù)量進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)聚類(lèi)樣本選取更廣泛和有代表性，對(duì)得到的分類(lèi)結(jié)果可結(jié)合相應(yīng)實(shí)戰(zhàn)和演習(xí)數(shù)據(jù)，劃定各類(lèi)的戰(zhàn)損率范圍，為性質(zhì)相近而缺乏數(shù)據(jù)的物資進(jìn)行歸類(lèi)提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫樂(lè),石少勇,王碧翠,等.單裝戰(zhàn)損評(píng)估仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].火力與指揮控制,2012,37(2):177-180.

[2]王德才,朱建新,晏國(guó)輝.個(gè)人防護(hù)器材戰(zhàn)損率預(yù)測(cè)研究[J].防化學(xué)報(bào),2008,(1):57-59.

[3]石全,米雙山,王廣彥,等 裝備戰(zhàn)傷理論與技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:12-48.

[4]張作剛,崔國(guó)偉,秦瑞清.灰色聚類(lèi)分析在航材分類(lèi)中的運(yùn)用[J].四川兵工學(xué)報(bào),2013,34(9):56-59.

[5]王媛媛，陸化普，秦旭彥.基于灰色聚類(lèi)分析的城市交通路網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)方法研究[J].公路交通科技,2005,22(8):118-121.

[6]王成志,張少蘋(píng),董鵬.基于灰色權(quán)聚類(lèi)的國(guó)防科技動(dòng)員能力評(píng)估[J].兵工自動(dòng)化,2012,31(8):19-23.

[7]朱興琳，艾力·斯木吐拉,艾爾肯·托乎提,等.公路交通安全評(píng)價(jià)的灰色聚類(lèi)法[J].公路工程,2009,34(2):157-160.

[8]唐其環(huán).灰色聚類(lèi)灰類(lèi)白化函數(shù)確定方法的探討[J].四川兵工學(xué)報(bào),1996,17(4):4-7.

[9]劉思峰,黨耀國(guó),方志耕,等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，2004.

(責(zé)任編輯楊繼森)