導彈海上補給指揮關系優(yōu)化分析

劉江，胥艷

（1.海軍航空工程學院研究生管理大隊，山東煙臺264001；2.91208部隊，山東青島266000）

導彈海上補給指揮關系優(yōu)化分析

劉江1，胥艷2

（1.海軍航空工程學院研究生管理大隊，山東煙臺264001；2.91208部隊，山東青島266000）

針對導彈海上補給指揮關系的優(yōu)化問題，首先提出了整合導彈海上補給指揮機構(gòu)從而優(yōu)化指揮關系的設想，繼而分別建立了導彈海上補給指揮關系相應拓撲結(jié)構(gòu)的時效熵和質(zhì)量熵模型，并通過計算分析對比優(yōu)化前后指揮關系的優(yōu)劣，得出了與設想一致的結(jié)論。

導彈；海上補給；指揮關系；優(yōu)化

導彈海上補給指揮關系是海上編隊指揮員對歸其指揮的海上補給兵力、掩護兵力、救援兵力以及接收兵力行使指揮權(quán)時所構(gòu)成與被指揮者的關系[1]。隨著緊貼使命任務全新框架的確立，現(xiàn)行的導彈海上補給指揮關系也必將隨之發(fā)生變化。那么，如何結(jié)合優(yōu)化改進的方法，對導彈海上補給指揮關系進行優(yōu)化分析？這將成為一個亟待探討解決的問題。

1 導彈海上補給指揮關系

由于組織實施導彈海上補給動用的兵力多，因而為便于統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮導彈海上補給行動，在海上各兵力展開前，要成立導彈海上補給指揮機構(gòu)。現(xiàn)行的導彈海上補給指揮機構(gòu)為：補給艦設立1個海上指揮所，海上指揮所下轄補給兵力和3個指揮所（即掩護指揮所、救援指揮所和接收指揮所），各指揮所根據(jù)海上指揮所的命令指示，指揮和調(diào)動所屬海上兵力。當海上指揮所下達導彈海上補給命令時，需要逐個通知其所屬的3個指揮所，這3個指揮所接到命令后，再向所屬兵力傳達上級的補給命令，隨之各自展開行動。由此可見，現(xiàn)行的導彈海上補給指揮關系傳遞導彈海上補給命令的過程較為耗費時間。而在戰(zhàn)場上時間就是戰(zhàn)機，戰(zhàn)機往往又稍縱即逝，敵我雙方都會力爭在最短的時間內(nèi)調(diào)動所有的兵力，組織起有效的打擊。

為了達到縮短導彈海上補給命令傳遞時間的目的，可以考慮減少或合并接受命令的對象。現(xiàn)實情況中，部分擔負海上救援任務的兵力往往也同時擔負海上掩護任務，因此，如果將海上指揮所下轄的掩護指揮所和救援指揮所進行整合，新成立1個勤務指揮所，負責統(tǒng)一指揮調(diào)動海上掩護和救援兵力，那么從指揮結(jié)構(gòu)來看，使海上指揮所從原來指揮3個指揮所減少到指揮2個指揮所，有助于提高導彈海上補給的指揮效率。這種導彈海上補給指揮關系可以使海上編隊指揮員將主要精力集中在綜合情報分析和海戰(zhàn)場全局綜合決策上，致力于需要指揮員協(xié)調(diào)控制的工作。這樣的指揮關系將有助于提高導彈海上補給指揮效能，同時，海上補給指揮的跨度也比較合適，橫向結(jié)構(gòu)也非常合理[2-5]。

2 導彈海上補給指揮關系優(yōu)化分析的數(shù)學模型

2.1 熵理論簡介

熵概念來自熱力學，1864年由德國的克勞修斯提出，1882年波爾茲曼發(fā)展了熵理論，并把熵解釋為“失去的信息”。他認為，“熵取決于系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子排列的概率”，即一個孤立的系統(tǒng)必定自發(fā)回歸到熵極大的平衡態(tài)[6]。換言之，熵可以對一個系統(tǒng)的微觀狀態(tài)作定量化的描述，從而反映出系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度的高低。而系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的有序度是指將指令傳輸?shù)乃俾屎蜏蚀_性加權(quán)綜合，得出關于系統(tǒng)的不確定性的度量情況。

系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度通常用R表示，有：R=αE+βM。其中，E表示指令傳輸?shù)乃俾剩唇M織結(jié)構(gòu)的時效；M表示指令傳輸?shù)臏蚀_性，即組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；α、β則分別為組織結(jié)構(gòu)時效和質(zhì)量的權(quán)重系數(shù)。

對于一個系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)而言，熵值R越大，表示系統(tǒng)有序程度越高，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)則越優(yōu)；反之，熵值R越小，表示系統(tǒng)有序程度越低，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)則越不合理[7-10]。

導彈海上補給指揮關系優(yōu)化分析的基本思路：首先，將導彈海上補給指揮關系看作是一個系統(tǒng)，并把它抽象成對應的拓撲結(jié)構(gòu)；通過對拓撲結(jié)構(gòu)的時效性和準確性建立熵模型計算，定量分析指令在拓撲結(jié)構(gòu)中傳輸時效和傳輸質(zhì)量的不確定性，進而給出導彈海上補給指揮關系拓撲結(jié)構(gòu)的有序度評價；結(jié)合導彈海上補給指揮關系優(yōu)化前后的有序度大小的對比分析，得出導彈海上補給指揮關系優(yōu)化分析的結(jié)論。

需要強調(diào)的是，在建立導彈海上補給指揮關系的拓撲結(jié)構(gòu)時，由于同一層級的指揮節(jié)點之間不存在相互指揮的關系，因而在分析的導彈海上補給指揮機構(gòu)中只考慮縱向的指揮節(jié)點之間的關聯(lián)[11-12]。

2.2 導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的時效熵

在限定的指揮關系下，指令在指揮組織結(jié)構(gòu)各層級指揮節(jié)點間傳輸?shù)乃俾?，稱為指揮組織結(jié)構(gòu)的時效。把反映指令在指揮組織結(jié)構(gòu)中傳輸時效性的不確定性的度量用熵來表示，稱為指揮組織結(jié)構(gòu)的時效熵[13-15]。

這里還需要明確指揮組織結(jié)構(gòu)微觀態(tài)的概念，組織結(jié)構(gòu)微觀態(tài)是指從微觀角度觀察組織結(jié)構(gòu)時某些指揮節(jié)點所處的數(shù)量狀態(tài)，而實現(xiàn)概率是該指揮節(jié)點所處的微觀態(tài)數(shù)量與組織結(jié)構(gòu)中全部指揮節(jié)點微觀態(tài)數(shù)量總和之比。

設在導彈海上補給指揮拓撲結(jié)構(gòu)中，指揮層級為l層，指揮節(jié)點為n個。按從上到下，從左到右的順序依次為每個指揮節(jié)點編號。

導彈海上補給指揮拓撲結(jié)構(gòu)中縱向從上到下任意2個指揮節(jié)點i與j（1≤i＜j≤n）的時效熵為：

當Lij=1時，指揮節(jié)點i與j縱向相鄰；Lij=m+1時，指揮節(jié)點i與j縱向之間存在m個指揮節(jié)點；Lij=0時，指揮節(jié)點i與j不存在縱向之間的聯(lián)系，則有，于是有

定義導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的總時效熵為：

導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的最大時效熵為：

若導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的時效用E來表示，則有

將式（2）、（3）代入（4）得：

顯然，E越大，表示導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)指令傳輸?shù)臅r效性越強。

2.3 導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)量熵

在限定的指揮關系下，不考慮時間因素，指令在指揮組織結(jié)構(gòu)各層級指揮節(jié)點間傳輸?shù)臏蚀_性，稱為指揮組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。對指令傳輸時準確性的不確定性的度量，稱為指揮組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)量熵[16-18]。

在指令傳遞過程中，指揮組織結(jié)構(gòu)第i個指揮節(jié)點出錯機會的不確定性，稱為指揮節(jié)點i的質(zhì)量熵，記作。類似于導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)時效熵的確定方法，導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)質(zhì)量熵可定義為：

相應地，導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量熵為：

導彈海上補給指揮組治結(jié)構(gòu)的最大質(zhì)量熵為：

若導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為M，則有

將式（6）、（7）代入（8）得：

同樣地，M值越大，表示導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)指令傳輸?shù)臏蚀_性越高。

2.4 導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的有序度

導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)有序度為R=αE+βM。因為指揮組織結(jié)構(gòu)的時效性和準確性同等重要，即，則導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)有序度為。R值越大，表明導彈海上補給指揮組織結(jié)構(gòu)的有序度越高，指揮關系越優(yōu)。

3 導彈海上補給指揮關系優(yōu)化計算分析

3.1 導彈海上補給指揮關系優(yōu)化計算步驟

為了便于利用熵理論分析優(yōu)化前后導彈海上補給指揮關系的有序度，可對比優(yōu)化前后指揮關系的變化，計算過程如下。

第1步：建立導彈海上補給指揮關系拓撲結(jié)構(gòu)圖。將導彈海上補給指揮關系抽象成如圖1、2所示的指揮關系拓撲圖。

第2步：計算優(yōu)化前后的導彈海上補給指揮關系的時效熵。確定聯(lián)系長度，計算時效微觀態(tài)總數(shù)和時效微觀態(tài)實現(xiàn)概率值，結(jié)果見表1、2。

表1 優(yōu)化前導彈海上補給指揮關系的時效熵Tab.1 Current topological structure related to time-effect for command relationship of missile replenishment at sea

表2 優(yōu)化后導彈海上補給指揮關系的時效熵Tab.2 Optimized topological structure related to time-effect for command relationship of missile replenishment at sea

第3步：計算優(yōu)化前后的導彈海上補給指揮關系的質(zhì)量熵。確定聯(lián)系跨度，計算質(zhì)量微觀態(tài)總數(shù)和質(zhì)量微觀態(tài)實現(xiàn)概率值，結(jié)果見表3、4。

表3 優(yōu)化前導彈海上補給指揮關系的質(zhì)量熵Tab.3 Current topological structure related to quality for command relationship of missile replenishment at sea

表4 優(yōu)化后導彈海上補給指揮關系的質(zhì)量熵Tab.4 Optimized topological structure related to quality for command relationship of missile replenishment at sea

第4步：計算優(yōu)化前后的導彈海上補給指揮關系的有序度，結(jié)果見表5。

表5 導彈海上補給指揮優(yōu)化分析指標值Tab.5 Optimization analysis index for command relationship of missile replenishment at sea

3.2 優(yōu)化計算結(jié)果分析

從表5中的計算結(jié)果可以看出，若將原有的掩護指揮所和救援指揮所整合成1個勤務指揮所，則優(yōu)化后的導彈海上補給指揮機構(gòu)無論在時效、質(zhì)量還是指揮組織結(jié)構(gòu)的有序度方面都明顯高于優(yōu)化前。因而優(yōu)化后的導彈海上補給指揮機構(gòu)能提高指令傳輸?shù)臅r效和質(zhì)量，能使導彈海上補給指揮關系得到優(yōu)化。

4 結(jié)論

本文提出了將原有導彈海上補給指揮機構(gòu)進行整合，建立新的導彈海上補給指揮關系的設想，并針對新的導彈海上補給指揮關系，建立了基于熵理論的優(yōu)化模型進行驗證分析。分析結(jié)果表明，整合現(xiàn)有的導彈海上補給指揮機構(gòu)能夠達到優(yōu)化指揮關系的目的。與此同時，建立定量評價的結(jié)構(gòu)熵模型對于研究導彈海上補給指揮關系的優(yōu)化分析具有一定的參考價值和可行性。

[1]孫學鋒，劉江.反艦導彈海上補給行動的組織與實施[J].海軍航空工程學院學報：軍事版，2016，14（2）：53-55. SUN XUEFENG，LIU JIANG.Anti-ship missile sealift action and implementation[J].Journal of Naval Aeronautical and Astronautical University：Military Edition，2016，14（2）：53-55.（in Chinese）

[2]劉永輝.關于新型驅(qū)逐艦作戰(zhàn)指揮關系的探討[J].艦艇學術研究，1998（3）：9-12. LIU YONGHUI.Discussion about the new destroyer battle command relationship[J].Ships Academic Research，1998（3）：9-12.（in Chinese）

[3]黃超會，楊春，史宗鵬.軍事戰(zhàn)略、組織結(jié)構(gòu)及指揮流程與信息技術融合的關系模型研究[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程，2006，20（3）：48-52. HUANG CHAOHUI，YANG CHUN，SHI ZONGPENG. Analysis for the relationship between military strategy，organization structure and command process with information technology[J].Military Operations Research and Systems Engineering，2006，20（3）：48-52.（in Chinese）

[4]程志超，鄧良夫，張敏.信息技術與軍隊組織結(jié)構(gòu)[J].科技進步與對策，2005（3）：164-165. CHENG ZHICHAO，DENG LIANGFU，ZHANG MIN. Information technology and military organizational structure[J].Science&Technology Progress and Policy，2005（3）：164-165.（in Chinese）

[5]劉宏芳，陽東升，劉忠，等.兵力編成結(jié)構(gòu)裁剪中指揮關系優(yōu)化研究[J].國防科技大學學報，2006，28（4）：99-104. LIU HONGFANG，YANG DONGSHENG，LIU ZHONG，et al.Research on optimize algorithms of command relationship tailoring military force structure[J].Journal of National University of Defense Technology，2006，28（4）：99-104.（in Chinese）

[6]劉蜀，李登峰.驅(qū)護艦指揮關系的時效和質(zhì)量熵分析方法[J].指揮控制與仿真，2009（2）：62-64. LIU SHU，LI DENGFENG.Efficiency entropy and quality entropy analysis for command relationship of destroyer and frigate[J].Command Control&Simulation，2009（2）：62-64.（in Chinese）

[7]程啟月.作戰(zhàn)指揮決策運籌分析[M].北京：軍事科學出版社，2004：94-96. CHENG QIYUE.Analysis for operation command decision strategy[M].Beijing：Military Science Press，2004：94-96.（in Chinese）

[8]單曉泉，薛凱.基于不確定熵理論的炮兵指揮體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J].炮兵學院學報，2009（3）：94-96. SHAN XIAOQUAN，XUE KAI.Optimization based on uncertain entropy theory artillery command structure[J]. Journal of Artillery College，2009（3）：94-96.（in Chinese）

[9]牟牧，劉曉東，靳小超.基于熵學理論的部隊指揮體制組織結(jié)構(gòu)評價研究[J].裝備指揮技術學院學報，2010，21（3）：114-116. MU MU，LIU XIAODONG，JIN XIAOCHAO.Research on military command organization system structure evaluation based on the theory of entropy[J].Journal of the Academy of Equipment Command Technology，2010，21（3）：114-116.（in Chinese）

[10]蘇憲程，汪雄，蘇志華，等.指揮體系結(jié)構(gòu)熵理論分析應用[J].射擊學報，2010（3）：7-9. SU XIANCHENG，WANG XIONG，SU ZHIHUA，et al. Entropy theory analysis for the application of command structure[J].Journal of Shooting，2010（3）：7-9.（in Chinese）

[11]李登峰.模糊多目標多人決策與對策[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003：81-85. LI DENGFENG.Fuzzy multi-objective people decision and countermeasures[M].Beijing：National Defence Industry Press，2003：81-85.（in Chinese）

[12]高晶，白劍林.一種C4ISR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)熵評價方法[J].電光與控制，2007，14（2）：85-88. GAO JING，BAI JIANLIN.Entropy evaluation method of C4ISRsystem structure[J].Electronics Optics&Control，2007，14（2）：85-88.（in Chinese）

[13]徐海峰，李相民，王磊，等.基于AHP與熵權(quán)的艦艇編隊信息作戰(zhàn)能力模糊綜合評估[J].火力與指揮控制，2013，38（6）：93-96. XU HAIFENG，LI XIANGMIN，WANG LEI，et al.Fuzzy comprehensive information warfare ability evaluation of ship formation based on AHP and entropy-weighted method evaluation[J].Fire Control&Command，2013，38（6）：93-96.（in Chinese）

[14]魏德才，張諍敏，李闖，等.基于模糊貼近度和熵權(quán)的航空裝備維修安全綜合評價[J].中國安全科學學報，2012，22（2）：107-111. WEI DECAI，ZHANG ZHENGMIN，LI CHUANG，et al. Airline equipment maintenance safety comprehensive evaluation based on fuzzy asymmetric proximity and entropy[J].China Safety Science Journal，2012，22（2）：107-111.（in Chinese）

[15]趙新好，姚安林，郭磊，等.基于AHP-熵權(quán)法的輸氣站場區(qū)塊風險因素權(quán)重確定方法研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術，2012，8（10）：91-96. ZHAO XINHAO，YAO ANLIN，GUO LEI，et al.Study on determination of risk factors weight at process units in gas transmission station based on AHP-entropy method [J].Journal of Safety Science and Technology，2012，8（10）：91-96.（in Chinese）

[16]胡振山，徐紅領，于泉，等.基于層次分析法與熵權(quán)法的定額幅度差[J].北京工業(yè)大學學報，2014，40（9）：1371-1378. HU ZHENSHAN，XU HONGLING，YU QUAN，et al. The fixed amplitude difference based on AHP and entropy method[J].Journal of Beijing University of Technology，2014，40（9）：1371-1378.（in Chinese）

[17]岳超源.決策理論與方法[M].北京：科學出版社，2003：201-202. YUE CHAOYUAN.Decision theory and method[M].Beijing：Science Press，2003：201-202.（in Chinese）

[18]凌海風，鄭宇軍，蕭毅鴻.裝備保障智能優(yōu)化決策方法與應用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2015：124-125. LING HAIFENG，ZHENG YUJUN，XIAO YIHONG.Intelligent optimization decision method and application of equipment support[M].Beijing：National Defence Industry Press，2015：124-125.（in Chinese）

Optimized Analysis of Command Relationship for Missile Replenishment at Sea

LIU Jiang1,XU Yan2
（1.Graduate Students’Brigade,NAAU,Yantai Shandong 264001,China; 2.The 91208thUnit of PLA,Qingdao Shandong 266000,China）

For solving the problem how to analyze the optimization of command relationship for missile replenishment at sea quantitatively,the idea about optimize the command relationship of missile replenishment at seawas proposed in this paper.Then the topological structure entropy model related to time-effect and quality was established,and the conclusion was receivesd corresponding to the qualitative analysis after analyzing the optimized command relationship and the exist?ing command relationship quantitatively.

missile;replenishment at sea;command relationship;optimized

E911

A

1673-1522（2017）02-0241-05

10.7682/j.issn.1673-1522.2017.02.012

2017-01-09；

2017-03-13

劉江（1983-），男，碩士生。