聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)效能評估研究

劉國清，劉　中，王　海，劉海偉，康星慧

(1.軍事交通學(xué)院 聯(lián)合投送系，天津 300161; 2.天津龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司，天津 300042；3.中央軍委后勤保障部 漢陰油料倉庫，陜西 漢陰 725100)

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聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)效能評估研究

劉國清1，劉中1，王海1，劉海偉2，康星慧3

(1.軍事交通學(xué)院 聯(lián)合投送系，天津 300161; 2.天津龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司，天津 300042；3.中央軍委后勤保障部 漢陰油料倉庫，陜西 漢陰 725100)

針對聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了效能評估指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了效能評估模型，選取層次分析法和模糊綜合評價法進(jìn)行定量與定性分析，最后結(jié)合具體系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證分析。

聯(lián)合投送；調(diào)度指揮；效能評估

聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)效能主要是指系統(tǒng)所蘊(yùn)藏的有利作用，這種作用體現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)后能達(dá)到調(diào)度指揮高效、獲取信息實(shí)時準(zhǔn)確、投送態(tài)勢展現(xiàn)直觀形象、系統(tǒng)操作便捷等方面，在戰(zhàn)時又體現(xiàn)在聯(lián)合投送調(diào)度對于前方作戰(zhàn)的供應(yīng)保障能力上。聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)效能評估是指利用定性和定量的評估方法，綜合分析系統(tǒng)性能以及系統(tǒng)對于調(diào)度指揮過程所產(chǎn)生的影響。評估過程需要結(jié)合系統(tǒng)的具體功能以及實(shí)際使用情況構(gòu)建合理的評估指標(biāo)體系，同時選擇恰當(dāng)?shù)脑u估方法，計(jì)算出系統(tǒng)的實(shí)際效能指標(biāo)，為系統(tǒng)功能鑒定以及進(jìn)一步改進(jìn)提供依據(jù)。

1　系統(tǒng)功能分析

聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)鐵路、公路、水路、航空軍事運(yùn)輸以及多式聯(lián)運(yùn)全過程的實(shí)時管理與監(jiān)控，為軍事運(yùn)輸管理提供信息化技術(shù)手段[1]。主要包括計(jì)劃提報(bào)、計(jì)劃管理、動態(tài)跟蹤、運(yùn)輸調(diào)度、運(yùn)輸戰(zhàn)備和民用交通資源信息獲等幾大功能。

1.1計(jì)劃提報(bào)

計(jì)劃提報(bào)功能主要是指部隊(duì)歸口的計(jì)劃提報(bào)單位依據(jù)運(yùn)輸任務(wù)提出軍事運(yùn)輸需求，向運(yùn)輸投送部門提報(bào)運(yùn)輸計(jì)劃，是各級運(yùn)輸投送部門快速、準(zhǔn)確獲取部隊(duì)軍事運(yùn)輸需求的基本途徑。

1.2計(jì)劃管理

計(jì)劃管理是指部隊(duì)有關(guān)單位利用運(yùn)輸工具輸送人員、物資或裝備而編報(bào)的經(jīng)運(yùn)輸投送部門核準(zhǔn)的計(jì)劃，它是完成軍事運(yùn)輸任務(wù)的重要環(huán)節(jié)，是運(yùn)輸投送部門、部隊(duì)與地方運(yùn)輸行業(yè)協(xié)同組織運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，不僅是軍事行動和后勤保障計(jì)劃的重要組成部分，也是國家運(yùn)輸計(jì)劃的重要組成部分。及時、準(zhǔn)確、合理地編制軍事運(yùn)輸計(jì)劃，對于迅速準(zhǔn)確、安全保密、綜合運(yùn)用、經(jīng)濟(jì)合理地完成軍事運(yùn)輸任務(wù)具有重要作用。

1.3動態(tài)跟蹤

對軍事運(yùn)輸任務(wù)進(jìn)程進(jìn)行追蹤，通過智能感知平臺，實(shí)現(xiàn)對在運(yùn)物資、運(yùn)載工具、保障裝備、裝卸載現(xiàn)場以及交通設(shè)施的實(shí)時感知。動態(tài)跟蹤對實(shí)現(xiàn)鐵路、公路、水路、航空軍事運(yùn)輸以及綜合運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)力資源能力的動態(tài)掌握、軍事運(yùn)輸對象運(yùn)輸動態(tài)的及時掌控、調(diào)度指揮的全程可視可控具有極其重要的意義。

1.4運(yùn)輸調(diào)度

軍事運(yùn)輸調(diào)度按照軍事運(yùn)輸計(jì)劃要求，組織裝運(yùn)工具，協(xié)調(diào)裝卸用具，騰空裝載場地，擬制裝載計(jì)劃，及時掌握裝載進(jìn)程和組織實(shí)施情況；擬制運(yùn)行計(jì)劃，合理安排運(yùn)行路徑，改善運(yùn)行條件，強(qiáng)化運(yùn)行保障，提高運(yùn)行效率；擬制卸載計(jì)劃，組織卸載力量，加快卸載進(jìn)度；密切有關(guān)單位的組織協(xié)同，及時掌握運(yùn)輸情況，處理運(yùn)輸過程中發(fā)生的問題，保障軍事運(yùn)輸任務(wù)的完成。

1.5運(yùn)輸戰(zhàn)備

運(yùn)輸戰(zhàn)備功能主要是指根據(jù)預(yù)定作戰(zhàn)任務(wù)、戰(zhàn)備計(jì)劃和運(yùn)輸條件等在平時擬制部隊(duì)輸送和保障預(yù)案。它是部隊(duì)?wèi)?zhàn)備方案的組成部分，對保障部隊(duì)快速機(jī)動有重要作用。

1.6民用交通資源信息獲取

民用交通資源信息獲取功能主要是指從鐵路、公路、水路、航空民用交通運(yùn)輸信息系統(tǒng)中獲取軍事運(yùn)輸所需要的相關(guān)信息，并提供信息資源的采集、匯聚、接入等功能。

2　效能評估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

2.1指標(biāo)體系構(gòu)建

聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)作為運(yùn)輸投送領(lǐng)域的C4ISR系統(tǒng)，在性能上需要滿足獲取信息全面、準(zhǔn)確，信息處理及時、有效，綜合態(tài)勢直觀展現(xiàn)，輔助指揮員正確決策，具有較強(qiáng)的生存能力和相應(yīng)的保障措施等要求。

根據(jù)以上對聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)的性能要求分析，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙庖?，按照分層模式?gòu)建系統(tǒng)的效能評估指標(biāo)體系(見表1)。

表1　系統(tǒng)效能評估指標(biāo)層次模型

2.2權(quán)重計(jì)算方法選取

常用的效能評估的方法往往與權(quán)重的確定有很大關(guān)系，權(quán)重是指某一個效能指標(biāo)相對于同一級指標(biāo)而言的重要程度，是在其上一級指標(biāo)中占有比重的體現(xiàn)，同時也表明了它在整個系統(tǒng)中的重要程度[2]。選擇一個合理有效的方法計(jì)算權(quán)重，直接影響最終效能計(jì)算的可信性。

層次分析法(AHP)是一種比較常用的權(quán)重確定方法[3]，其兩兩比較的方式相比于直接賦值法有很大的優(yōu)勢。一方面，直接賦值法是由專家直接給出權(quán)值，一旦出現(xiàn)一個錯誤將導(dǎo)致此效能指標(biāo)權(quán)重偏離，而層次分析法兩兩比較的方式能將這種個別誤差的影響降低，結(jié)果相對穩(wěn)定；另一方面，這種比較的方法對于專家評判來說是一種相對簡單的方式，能夠更精確地做出判斷，結(jié)果也會更加合理。本文采用層次分析法計(jì)算權(quán)重，具體步驟在案例分析中進(jìn)行詳細(xì)描述。

3　效能評估計(jì)算

3.1二級能力指標(biāo)效能評估

(1)專家對聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究，然后在[ 1, 10 ]區(qū)間內(nèi)為每一個二級因素打分，分?jǐn)?shù)越高表明對該二級因素的滿意度越高。這里需要記下每個分?jǐn)?shù)被打的次數(shù)[4]。

(2)取評價集為{好，中，差}，利用模糊統(tǒng)計(jì)法計(jì)算每個分?jǐn)?shù)對應(yīng)評價集中元素的隸屬度。例如對于“好”這個模糊概念，有10位專家對其相應(yīng)區(qū)間進(jìn)行評判，結(jié)果認(rèn)為“好”對應(yīng)區(qū)間為[ 5,10]的專家有3位、[ 6, 10 ]4位、[ 7, 10 ]1位、[ 8,10 ]2位，則5、6、7對“好”的隸屬度分別為0.3、0.7和0.8，8、9、10均為1。

(4)將影響同一級因素的二級因素的評價結(jié)果排列起來組成一個n×3階模糊評價矩陣X。

3.2一級能力指標(biāo)效能評估

Pk=WTXk

正規(guī)化后得到Y(jié)k，Yk為包含3個元素的向量，表示該一級因素被評為“好”“中”“差”的比例。

3.3系統(tǒng)總體效能評估

根據(jù)Y1，Y2，…，Yk組成的模糊矩陣，使用一級能力指標(biāo)效能評估計(jì)算相同的方法，可以得到系統(tǒng)總體效能的評估結(jié)果Z。

4　案例分析

4.1案例想定

由于當(dāng)前聯(lián)合投調(diào)度指揮系統(tǒng)尚未研制成功，因此現(xiàn)在以駐某鐵路局軍代處鐵路軍事運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)為例進(jìn)行系統(tǒng)效能評估。本文在2.1中已經(jīng)構(gòu)建了聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)的指標(biāo)體系，按照這個指標(biāo)體系征求包括軍代處參謀、系統(tǒng)研發(fā)人員在內(nèi)10位專家的意見，采取問卷打分的形式收集重要參數(shù)值，以此為依據(jù)確定二級指標(biāo)分?jǐn)?shù)、判斷矩陣、評價集隸屬度等關(guān)鍵的問題。

(1)二級能力指標(biāo)分?jǐn)?shù)。打分采取10分制的形式進(jìn)行，表2中二級指標(biāo)分?jǐn)?shù)欄內(nèi)的10個數(shù)字分別為10位專家對相應(yīng)指標(biāo)所打的分?jǐn)?shù)。

(2)各級能力指標(biāo)判斷矩陣。一級能力指標(biāo)的相對權(quán)重見表3，“信息集成處理能力”二級能力指標(biāo)的相對權(quán)重見表4。

表2　二級能力指標(biāo)分?jǐn)?shù)

表2(續(xù))

表3　一級能力指標(biāo)相對權(quán)重

表 4　“信息集成處理能力”二級指標(biāo)系相對權(quán)重

其他二級指標(biāo)的相對權(quán)重表按照同樣方式填寫。

(3)評價級{好、中、差}對應(yīng)分?jǐn)?shù)的隸屬度值。10位專家對于評價集{好、中、差}在[1,10]區(qū)間上的隸屬情況見表5。

表5　專家評價隸屬

4.2系統(tǒng)效能評估

表1中已經(jīng)建立了系統(tǒng)效能評估的指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)之上，首先需要確定各級指標(biāo)的權(quán)重。

(1)確定各級指標(biāo)權(quán)重。首先求解一級指標(biāo) “信息集成處理能力”下的各二級指標(biāo)的權(quán)重，由表4可得“信息集成處理能力”下各二級指標(biāo)的判斷矩陣為

將判斷矩陣每列進(jìn)行正規(guī)化處理，可得如下矩陣：

將此矩陣按行相加得

[0.5740.2871.9251.2530.962]T

經(jīng)過正規(guī)化處理后得特征向量：

W1=[0.1150.0570.3850.2510.192]T

為了驗(yàn)證判斷矩陣的一致性，需要求其最大特征值，公式為

式中：n為判斷矩陣的維數(shù)；Wi和Wj是特征向量中的第i個和第j個數(shù)值；cij為判斷矩陣中第i行第j列對應(yīng)的數(shù)值。將n=5代入上式可得

λmax=5.072

將最大特征值代入一致性檢驗(yàn)公式

其中RI可通過查表得到，n=5時，RI=1.12，可得

CR=0.016<0.1

因此，判斷矩陣一致性滿足要求，“信息集成處理能力”指標(biāo)下二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

按照相同的方法可得出其他權(quán)值向量。

“態(tài)勢展現(xiàn)能力”指標(biāo)下二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W2=[0.076，0.130，0.184，0.249，0.315，

0.047]T

“系統(tǒng)通信能力”指標(biāo)下二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W3=[0.099，0.322，0.064，0.291，0.224]T

“決策支持能力”指標(biāo)下二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W4=[0.119，0.082，0.059，0.351，0.246，

0.143]T

“生存保障能力”指標(biāo)下二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W5=[0.389，0.166，0.269，0.108，0.067]T

一級指標(biāo)權(quán)值向量為

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

(2)計(jì)算評價集隸屬度向量。確定了各級指標(biāo)的權(quán)重后，需要確定評價集{好，中，差}在專家打分中的隸屬度，對表5中專家打分情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見表6)。由表6可計(jì)算出評價集{好，中，差}的隸屬度(見表7)。

表6　分?jǐn)?shù)區(qū)間認(rèn)同情況統(tǒng)計(jì)

表7　評價集隸屬度

由表7可得隸屬度向量表達(dá)式：

L好=[0，0，0，0，0，0，0.4，0.9，1，1]T

L中=[0，0，0.1，0.7，0.9，1，0.6，0.1，0，0]T

L差=[1，1，0.9，0.3，0.1，0，0，0，0，0]T

從左至右的數(shù)據(jù)表示專家打分為1，2，…，10的人數(shù)。

即為“信息來源多樣性”指標(biāo)的評估結(jié)果。這個結(jié)果表明對于“信息來源多樣性”這個指標(biāo)，專家認(rèn)為好的占4%，認(rèn)為中的占26%，認(rèn)為差的占70%。按照上述方法可得其他二級指標(biāo)的評估結(jié)果。

(4)一級能力指標(biāo)評估。首先計(jì)算一級能力指標(biāo)“信息集成處理能力”的評估值。由上文可得“信息集成處理能力”下的所有二級能力指標(biāo)的模糊評估矩陣：

由之前計(jì)算的二級能力指標(biāo)權(quán)值向量可知，“信息集成處理能力”下的二級指標(biāo)的權(quán)值向量為

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

則可得

P1=W1TX1=[0.316,0.433,0.252]

正規(guī)化處理后得

Y1=[0.316,0.433,0.252]

即為一級能力指標(biāo)“信息集成處理能力”的評估值。按照相同的方法可以得到其他幾個一級能力指標(biāo)的效能評估向量如下：

一級能力指標(biāo)“態(tài)勢展現(xiàn)能力”的效能評估向量為

Y2=[0.430,0.422,0.148]

一級能力指標(biāo)“系統(tǒng)通信能力”的效能評估向量為

Y3=[0.679,0.298,0.023]

一級能力指標(biāo)“決策支持能力”的效能評估向量為

Y4=[0.388,0.558,0.054]

一級能力指標(biāo)“生存保障能力”的效能評估向量為

Y5=[0.493,0.485,0.022]

(5)系統(tǒng)總體效能評估。系統(tǒng)的總體效能評估值計(jì)算和一級能力指標(biāo)效能計(jì)算方法相同，首先需要計(jì)算一級能力指標(biāo)的模糊評估矩陣：

之前已經(jīng)計(jì)算得出一級能力的指標(biāo)權(quán)值向量：

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

因此可得

Q1=WTY=[0.455,0.456,0.090]

正規(guī)化處理后得

Z=[0.455,0.456,0.090]

Z即為系統(tǒng)總體效能評估值，其中“好”“中”“差”的比例分別為45.5%、45.6%和9%，按照最大隸屬原則，可以認(rèn)為系統(tǒng)總體效能評估結(jié)果為“中”。

4.3評估結(jié)果分析

通過對駐某鐵路局軍代處所使用的鐵路軍事運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行評估，最終評估結(jié)果為“中”，下面對結(jié)果進(jìn)行分析。

結(jié)果為“中”，則說明系統(tǒng)具有改進(jìn)的空間，具體需要改進(jìn)的指標(biāo)可通過各指標(biāo)的效能評估值來確定。通過從一級指標(biāo)至二級指標(biāo)的順序查詢，發(fā)現(xiàn)一級指標(biāo)中評價為“差”的比例相對較多的指標(biāo)為“信息集成處理能力”和“態(tài)勢展現(xiàn)能力”，其評估結(jié)果分別為

Y1=[0.316,0.433,0.252]

Y2=[0.430,0.422,0.148]

進(jìn)一步分析兩個一級指標(biāo)中的二級指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)“信息來源多樣性”“信息融合效果”和“態(tài)勢信息綜合性”這3個指標(biāo)的評估結(jié)果為“差”，因此為了改善系統(tǒng)整體性能，這3個指標(biāo)是需要重點(diǎn)改進(jìn)的。

需要明確的是，由于本實(shí)例針對鐵路軍事運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行評估，因此評估結(jié)果中與綜合信息集成和綜合態(tài)勢展現(xiàn)相關(guān)的3個指標(biāo)比較差，這也是單一運(yùn)輸方式調(diào)度指揮系統(tǒng)與聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)之間的差異所在。所以在現(xiàn)有調(diào)度指揮系統(tǒng)基礎(chǔ)之上發(fā)展聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的綜合集成與展現(xiàn)具有重要意義。

5　結(jié)　語

聯(lián)合投送調(diào)度指揮系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸投送保障需求及時獲取、保障資源動態(tài)掌握、保障計(jì)劃科學(xué)制定、保障動態(tài)智能感知和保障行動全程調(diào)控的核心所在。本文在對系統(tǒng)功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建了相應(yīng)的功能指標(biāo)體系，并提出了定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)效能評估方法，為系統(tǒng)功能鑒定以及修改完善提供了依據(jù)。

[1]夏威，朱建民，呂俊.論后勤信息化建設(shè)戰(zhàn)略[J].后勤學(xué)術(shù)，2005(7) ：9-12.

[2]陳曉明.C4ISR系統(tǒng)效能評估研究[J].電光與控制，2010，17(1)：48-50.

[3]王偉.裝備保障系統(tǒng)效能綜合評估方法研究[D].長沙：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009.

[4]劉新勇，劉雅奇，李琳.指揮自動化系統(tǒng)綜合效能評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010，26(1)：30-32.

(編輯：閆曉楓)

Effectiveness Assessment of Joint Projection Dispatching & Controlling System

LIU Guoqing1, LIU Zhong1, WANG Hai1, LIU Haiwei2，KANG Xinghui3

(1.Joint Projection Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China； 2.Tianjin Longyuan Wind Power CO.,LTD., Tianjin 300042, China； 3.Hanyin Oil Depot, Logistics Support Department of CMC, Hanyin 725100, China)

The joint projection dispatch and control has its own unique characteristics. This paper establishes an effectiveness assessment index system on which an effectiveness assessment model is built. Both quantitative and qualitative analyses are carried out by using AHP and fuzzy comprehensive evaluation method. Case analysis is also carried out to verifly this model.

joint projection; dispatch and control; effectiveness assessment

2016-03-10；

2016-03-24.

劉國清(1986—)，男，碩士，講師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.007

E234

A

1674-2192(2016)09- 0028- 06