基于模糊決策的戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局優(yōu)化

鐘　敏，劉　興，劉艷娜

(1.軍事交通學(xué)院 基礎(chǔ)部，天津300161; 2.軍事交通學(xué)院 國防交通系,天津300161)

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基于模糊決策的戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局優(yōu)化

鐘敏1，劉興2，劉艷娜1

(1.軍事交通學(xué)院 基礎(chǔ)部，天津300161; 2.軍事交通學(xué)院 國防交通系,天津300161)

針對戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局問題，分析了決定戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局的不確定信息，提出了布局的動態(tài)優(yōu)化框架，分階段建立了相應(yīng)的決策模型。針對地域節(jié)點(diǎn)是否適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)問題，應(yīng)用模糊聚類方法進(jìn)行分類篩選。在篩選后的節(jié)點(diǎn)地域中，利用專家群體的一致性意見,基于直覺模糊值的多屬性群決策模型對節(jié)點(diǎn)排序，確定公路支援車隊(duì)優(yōu)先組建的節(jié)點(diǎn)地域，實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn)略投送公路支援力量的布局優(yōu)化。

戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)；布局優(yōu)化；模糊聚類；模糊多屬性群決策

戰(zhàn)略投送是為達(dá)成一定的戰(zhàn)略目的、綜合運(yùn)用各種運(yùn)輸力量向作戰(zhàn)或危機(jī)地區(qū)投入兵力集團(tuán)的行動[1]。戰(zhàn)略投送能力直接體現(xiàn)國家軍事威懾力，是保障軍隊(duì)快速機(jī)動、爭取戰(zhàn)爭主動權(quán)的重要能力之一。戰(zhàn)略投送需要在很短的時間內(nèi)將大量的兵力、裝備、物資集結(jié)于作戰(zhàn)或應(yīng)急事件所在的較為狹小的地域，要求軍交運(yùn)輸必須在極短的時間內(nèi)釋放出最大潛能的綜合運(yùn)輸保障能力[2]。本文探討的戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)是戰(zhàn)略投送支援保障力量的重要組成部分，是軍隊(duì)運(yùn)力的補(bǔ)充和豐富。按照軍民融合深度發(fā)展的戰(zhàn)略思想，戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)，平時服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，應(yīng)急時參加國家或地區(qū)應(yīng)急救援運(yùn)輸保障行動，戰(zhàn)時擔(dān)負(fù)戰(zhàn)略戰(zhàn)役兵力、裝備、物資的轉(zhuǎn)運(yùn)、投送等任務(wù)。戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)建設(shè)，涉及國家和社會運(yùn)輸保障資源以及他們與軍隊(duì)的協(xié)調(diào)融合，涉及面廣、組織復(fù)雜，面臨許多新情況、新問題、新要求。目前，部分戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)已經(jīng)按要求在相關(guān)地域完成組建，其他戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)將陸續(xù)進(jìn)入選址、布局、組建的狀態(tài)。研究戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的布局優(yōu)化，可以有效促進(jìn)戰(zhàn)斗力、保障力的生成，有利于我軍戰(zhàn)略投送能力的提升。

1　戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局優(yōu)化思路

戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)以所在地區(qū)已有的國防交通保障車隊(duì)為依托，考慮戰(zhàn)略投送對大型車輛的需求而組建。目前，戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的任務(wù)主要是保障戰(zhàn)略投送保障鏈的無縫銜接，即主要是鐵路、水路、航空不能到達(dá)的較短距離的轉(zhuǎn)運(yùn)；將來，戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)還可能直接承擔(dān)一部分戰(zhàn)略投送的任務(wù)。戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局，就是決定需要組建多少戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)以及在哪兒建和建多大規(guī)模。

隨著國家科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國際局勢的變化以及相應(yīng)戰(zhàn)略方向的調(diào)整，戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局是一個逐漸完善不斷變化的建設(shè)過程，除了受到戰(zhàn)略投送任務(wù)需求的主要影響，還受到軍隊(duì)自身運(yùn)輸能力、所在地區(qū)已有的國防交通保障車隊(duì)狀況、當(dāng)?shù)氐胤狡髽I(yè)運(yùn)輸能力與運(yùn)輸環(huán)境等影響；除了明確哪些地域可以且需要組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)，還要決定其中哪些節(jié)點(diǎn)優(yōu)先組建；除了對國家、軍隊(duì)運(yùn)輸能力現(xiàn)狀有所了解，還需進(jìn)一步對未來戰(zhàn)略投送的可能進(jìn)行判斷、對未來軍隊(duì)運(yùn)輸力量發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測以及對未來地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的了解。戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局面臨大量不確定條件，現(xiàn)有的選址模型并不適用。

本文針對我國目前發(fā)展特點(diǎn)，提出戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)布局的動態(tài)建設(shè)優(yōu)化框架，以適應(yīng)不斷變化的國際、國內(nèi)局勢。動態(tài)框架的思路如圖1所示。

圖1　公路支援保障力量布局動態(tài)框架

2　戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)組建地域分類篩選模型

戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)組建地域分類篩選的目的，是確定哪些地域適合新增戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)，哪些地域適合維持現(xiàn)狀，哪些地域不適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)而需要加強(qiáng)當(dāng)?shù)夭筷?duì)駐軍的運(yùn)輸能力。戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)組建地域分類篩選的結(jié)果，將提供動態(tài)階段性建設(shè)方案的選擇范圍，即在一定周期內(nèi)，確定哪些地域適合新增戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)。

2.1影響分類篩選的因素和分類篩選方法的選擇

考慮現(xiàn)有支援力量與戰(zhàn)略投送需求之間的匹配，對于需求大而現(xiàn)有支援力量達(dá)不到的區(qū)域，優(yōu)先考慮組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)。

(1)主要戰(zhàn)略戰(zhàn)役方向的可能需求，這涉及戰(zhàn)爭的可能形態(tài)、戰(zhàn)爭的可能規(guī)模、戰(zhàn)爭的可能對象等。當(dāng)戰(zhàn)爭的形態(tài)殘酷、規(guī)模較大時，對戰(zhàn)略投送的需求大，反之，對戰(zhàn)略投送的需求較??；另一方面，是戰(zhàn)爭的可能性，戰(zhàn)爭可能性越大的戰(zhàn)略戰(zhàn)役方向，越應(yīng)有充分的準(zhǔn)備。

(2)軍隊(duì)自身運(yùn)輸能力的發(fā)展與部署，這涉及軍隊(duì)?wèi)?zhàn)略投送中裝備配置狀態(tài)及鐵路、公路、水路、航空的銜接能力等。如果戰(zhàn)爭或應(yīng)急行動規(guī)模不大、投送任務(wù)不大、部隊(duì)自身具有完成任務(wù)的能力，可以不用戰(zhàn)略投送支援隊(duì)伍，即使征用，規(guī)模可以很??；反之，需要動員整個社會的力量，綜合協(xié)調(diào)予以保障。

(3)當(dāng)?shù)貒澜煌ūＵ宪囮?duì)的發(fā)展與現(xiàn)狀，這涉及當(dāng)?shù)貒澜煌ūＵ详?duì)伍中運(yùn)輸能力、維修保障能力、人員規(guī)模、訓(xùn)練狀態(tài)等。如果當(dāng)?shù)貒澜煌ūＵ宪囮?duì)有較好的基礎(chǔ)，組建戰(zhàn)略投送車隊(duì)將是一個相對容易的任務(wù)；反之，組建戰(zhàn)略投送車隊(duì)可能會相對困難。

(4)當(dāng)?shù)氐胤狡髽I(yè)運(yùn)輸能力與運(yùn)輸環(huán)境，這涉及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、交通運(yùn)輸設(shè)施發(fā)展?fàn)顟B(tài)、交通運(yùn)輸車輛發(fā)展?fàn)顟B(tài)等。一般而言，經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的地區(qū)，組建戰(zhàn)略投送車隊(duì)會較容易，這些車隊(duì)平時可從經(jīng)營活動中獲得經(jīng)濟(jì)收益，而戰(zhàn)時則用于軍事運(yùn)輸；經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，組建戰(zhàn)略投送車隊(duì)較困難，主要是大型車很難滿足要求，即使?jié)M足，其平時的利用不會很充分，難以獲得經(jīng)濟(jì)效益，很難持續(xù)發(fā)展。

所有這些因素是不斷發(fā)展變化的，存在相當(dāng)大的不確定性，包含大量的隨機(jī)、模糊信息。且各因素描述不同的影響側(cè)面，各因素對戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)運(yùn)輸需求的影響作用不一，再加上能夠組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的縣級以上的行政區(qū)域多達(dá)2 000多個，各地在需求、組建條件、交通環(huán)境等方面有著較大差別?？紤]所收集的數(shù)據(jù)性質(zhì)，采用模糊聚類的方法，將縣級以上行政區(qū)域進(jìn)行分類，對于不同類別的行政區(qū)域采取不同的策略。

2.2模糊聚類篩選

根據(jù)前文分析，對縣級以上行政區(qū)域，針對是否適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)進(jìn)行分類，所考慮的節(jié)點(diǎn)區(qū)域?yàn)閚個，記ui為某個節(jié)點(diǎn)區(qū)域，i=1,2,…，n，記為

U={u1，u2，…,un}

分析每個節(jié)點(diǎn)區(qū)域的各種情況，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，并由此對其進(jìn)行評價，對其中能精確表示的盡量精確表示，對其中不能直接用數(shù)值表示的指標(biāo)，可通過專家打分的方式確定其指標(biāo)取值。選取指標(biāo)集為X={x1，x2，…，xm}，每個節(jié)點(diǎn)區(qū)域ui的評價指標(biāo)記為

{xi1,xi2,…，xim}，i=1，2，…,n

原始數(shù)據(jù)矩陣可以表示為

采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑺袛?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化到[0，1]之間，選用數(shù)量積法、夾角余弦法、相關(guān)系數(shù)法、絕對值指數(shù)法[3]中的一種方法求出rij，rij為xi與xj的相似系數(shù)。可得模糊相似矩陣為

(1)

求取模糊等價矩陣t(R)，可采用“平方計算法”求模糊等價矩陣t(R)。

對模糊等價矩陣進(jìn)行聚類處理，取不同的閾值λ∈[0，1]，通過分析得到最有價值的分類關(guān)系，建立動態(tài)聚類圖，確定現(xiàn)階段最適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的節(jié)點(diǎn)區(qū)域類。

2.3算例聚類結(jié)果

以想定的××戰(zhàn)區(qū)××省的數(shù)據(jù)為例，其國防交通專業(yè)保障隊(duì)伍編組數(shù)據(jù)聚類結(jié)果見表1。根據(jù)上文分析，選定節(jié)點(diǎn)地域可能面臨的戰(zhàn)爭規(guī)模、國防交通專業(yè)保障隊(duì)伍的人數(shù)、指揮和運(yùn)輸類車輛數(shù)、當(dāng)?shù)貒澜煌ūＵ详?duì)伍建設(shè)情況等作為具體聚類指標(biāo)，經(jīng)過模糊聚類篩選，模糊聚類結(jié)果如圖2所示。

表1　　××戰(zhàn)區(qū)××省內(nèi)國防交通專業(yè)保障隊(duì)伍編組

圖2　節(jié)點(diǎn)篩選的模糊聚類結(jié)果

所聚類的類別分為6類：類1={地點(diǎn)JN，地點(diǎn)WF，地點(diǎn)ZB}，類2={地點(diǎn)LC}，類3={地點(diǎn)DY}，類4={地點(diǎn)LY}，類5={地點(diǎn)DZ，地點(diǎn)JNI}，類6={地點(diǎn)QD，地點(diǎn)YT，地點(diǎn)RZ}。目前階段適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的節(jié)點(diǎn)地域集為：類1={地點(diǎn)JN，地點(diǎn)WF，地點(diǎn)ZB}。

3　基于直覺模糊值的公路支援保障力量多屬性群決策布局優(yōu)化

通過前述的篩選階段，得到了范圍較小的適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的節(jié)點(diǎn)區(qū)域集。由于戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的布局，既不是以完成任務(wù)的時間為目標(biāo)，也不是以覆蓋某區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)，而是以是否能提高軍隊(duì)的戰(zhàn)略投送能力為目標(biāo)，完全不同于一般的選址模型，因此，本文將前述篩選階段所得的節(jié)點(diǎn)區(qū)域集看作可能的方案集，采用多屬性決策的方法，選擇階段性的組建節(jié)點(diǎn)。

但是某個城市(或地區(qū))是否適合組建戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)，要構(gòu)建傳統(tǒng)多屬性決策需要的相互獨(dú)立、互不交叉、互不影響的屬性指標(biāo)非常困難，且各因素描述不同的影響側(cè)面，各因素對戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)運(yùn)輸需求的影響作用不一，盡管已經(jīng)縮小了選擇范圍，仍然很難直接對各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序比較。因此，采用基于直覺模糊集的群決策方法[4-7]，充分利用和反映專家群體的一致性意見，使決策結(jié)果盡量科學(xué)合理、避免失誤，又使得決策具有簡單可行的操作性?？紤]到相關(guān)專家各自的專業(yè)領(lǐng)域與經(jīng)驗(yàn)不同，專家的個人偏好并不相互獨(dú)立，社會地位、知識面接近的專家偏好較為接近，有交叉和關(guān)聯(lián)，本文采用基于直覺模糊值Sugeno積分算子的多屬性群體決策方法。設(shè)多屬性群體決策中，E={e1，e2，…，er}為專家集，A={a1，a2，…，am}為備選節(jié)點(diǎn)集，X={x1，x2，…，xn}為備選節(jié)點(diǎn)的決策屬性集。

3.1基于直覺模糊值Sugeno積分算子的多屬性群體決策方法

(2)

于是，可得第k位專家的直覺模糊值決策矩陣：

(3)

與確定屬性指標(biāo)集的直覺模糊重要性測度類似的方法，確定專家集E={e1，e2，…，er}中，專家與專家集的直覺模糊重要性測度。

(4)

3.2示例的綜合評價結(jié)果

現(xiàn)邀請3位專家，分別記為(e1，e2，e3)，屬性x1為節(jié)點(diǎn)是否適合主要戰(zhàn)略戰(zhàn)役方向的可能需求，屬性x2為當(dāng)?shù)貒澜煌ūＵ详?duì)伍是否適合組建，屬性x3為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、交通運(yùn)輸設(shè)施發(fā)展、交通運(yùn)輸車輛發(fā)展?fàn)顟B(tài)是否適合組建。分別對3個可選節(jié)點(diǎn)(地點(diǎn)JN，地點(diǎn)WF，地點(diǎn)ZB)進(jìn)行評估，記為(a1，a2，a3)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，先請專家首先給出屬性指標(biāo)集(x1，x2，x3)上的直覺模糊重要性測度為

τ({x1})=(0.8，0.1)，τ({x2})=(0.7，0.2)，τ({x3})=(0.5，0.4)，τ({x1，x2})=(0.9，0.1)，τ({x2，x3})=(0.8，0.2)，τ({x1，x3})=(0.8，0.1)，τ({x1，x2，x3})=(1，0)

3位專家(e1，e2，e3)的直覺模糊重要程度分別為

τ({e1})=(0.4，0.5)，τ({e2})=(0.4，0.3)，τ({e3})=(0.3，0.6)，τ({e1,e2})=(0.7，0.1)，τ({e2，e3})=(0.6，0.2)，τ({e1，e3})=(0.7，0.2)，τ({e1，e2，e3})=(1，0)

3位專家對每個節(jié)點(diǎn)在各指標(biāo)屬性下的評估信息，經(jīng)過統(tǒng)計處理后，可表示為直覺模糊值，于是可得如下的決策矩陣：

(∨(∧(0.5，1)，∧(0.6，0.8)，∧(0.8，0.8))，∧(∨(0.4，0)，∨(0.3，0.1)，∨(0.1，0.1)))=

(0.8，0.1)

τ2((k),…，(3))])=(∨(∧(0.8，1)，∧(0.8，0.7)，∧(0.8，0.3))，∧(∨(0.2，0)，∨(0.2，

0.2)，∨(0.1，0.6)))=(0.8，0.2)

于是，可知節(jié)點(diǎn)a1，a2，a3的排序?yàn)?/p>

a1?a3?a2

即

地點(diǎn)JN?地點(diǎn)ZB?地點(diǎn)WF

對××戰(zhàn)區(qū)××省內(nèi)的城市節(jié)點(diǎn)區(qū)域，目前階段應(yīng)該優(yōu)先在地點(diǎn)JN組建戰(zhàn)略投送支援保障車隊(duì)，而地點(diǎn)ZB次之、地點(diǎn)WF再次之。

4　結(jié)　語

戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)是戰(zhàn)略投送支援保障力量的重要組成部分，戰(zhàn)略投送支援車隊(duì)的布局優(yōu)化，有利于戰(zhàn)略投送能力的提高。通過對戰(zhàn)略投送公路支援保障力量布局的研究，綜合考慮目前我國的情況，其布局優(yōu)化不是孤立的，必須置于國家戰(zhàn)略投送的能力體系中，著眼全局優(yōu)化的目標(biāo)而布局。

[1]劉繼賢.圍繞戰(zhàn)略投送能力的要求實(shí)行院校轉(zhuǎn)型[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報,2012,14(10):1-2.

[2]徐為軍,盧俊.對加強(qiáng)應(yīng)急抽組支援公路運(yùn)輸力量建設(shè)的思考[J].軍用汽車管理,2008(2):15-16.

[3]張明智.模糊數(shù)學(xué)與軍事決策[M].北京:國防大學(xué)出版社,1997:91-101.

[4]萬樹平.直覺模糊多屬性決策方法綜述[J].控制與決策,2010(11):1601-1605.

[5]譚春橋,陳曉紅.基于直覺模糊值Sugeno積分算子的多屬性群決策[J].北京理工大學(xué)學(xué)報,2009(1):85-89.

[6]高巖,周德群,劉晨琛.一種基于Choquet積分的多屬性模糊決策方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2009(9):72-77.

[7]陳曉紅.復(fù)雜大群體決策方法及應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2009:71-83.

(編輯：張峰)

Location Optimization of Vehicle Fleet for Strategic Projection Support Based on Fuzzy Determination

ZHONG Min1，LIU Xing2，LIU Yanna1

(1.General Courses Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China; 2.National Defense Traffic Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

To solve the problems existing in the loaction of strategic projection support vehicle fleet, this paper analyzes the uncertainties in the location determination and proposes the dynamic optimization frame for the location. The corresponding determination models are established on different stages. Fuzzy clustering method is applied to assort all points that a vehicle fleet can be located in. By taking opinions of experts and using fuzzy multiple attribute group decision-making model, the priorities of the points are decided to optimize the location of the highway support capability in strategic projection.

vehicle fleet for stragetic projection support; location optimization; fuzzy clustering; fuzzy multiple arrtirbute group decision-making

2016-04-20；

2016-05-19.

軍事交通學(xué)院科研基金項(xiàng)目(2014B02)；軍事經(jīng)濟(jì)研究中心研究課題(JSJJ2015-041).

鐘敏(1973—)，女，博士，副教授.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.002

E234

A

1674-2192(2016)09- 0005- 05