基于DEMATEL-TFNAHP 的合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)權(quán)重確定方法*

朱學(xué)耕，劉家路，高洪龍，楊陳陳，張雙喜

（陸軍裝甲兵學(xué)院蚌埠校區(qū)戰(zhàn)術(shù)系，安徽 蚌埠 233000）

0 引言

合成營是陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)基本單元，由多種兵種力量相互融合而成，具有模塊化、多能化的特點(diǎn)［1］。在未來信息化局部戰(zhàn)爭中，具有獨(dú)立完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力。上級(jí)在賦予其具體任務(wù)時(shí)，通常根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)、敵情和作戰(zhàn)能力大小為依據(jù)，因此，對(duì)合成營進(jìn)行作戰(zhàn)能力評(píng)估可以為上級(jí)指揮決策提供可靠的依據(jù)。作戰(zhàn)能力評(píng)估是作戰(zhàn)指揮活動(dòng)的重要組成部分，在整個(gè)作戰(zhàn)能力評(píng)估過程中，評(píng)估指標(biāo)體系模型、評(píng)估指標(biāo)權(quán)重和評(píng)估方法是其3 個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中，評(píng)估指標(biāo)體系模型是基礎(chǔ)，評(píng)估方法是核心，評(píng)估指標(biāo)權(quán)重則是關(guān)鍵，它直接影響著評(píng)估結(jié)果的可信度和準(zhǔn)確性。目前在作戰(zhàn)能力評(píng)估中對(duì)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重信息的確定主要依據(jù)主觀法、客觀法和主客觀組合法3 種方法。文獻(xiàn)［2］利用典型的主觀法——層次分析法獲得坦克電臺(tái)通信效能評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，文獻(xiàn)［3-4］結(jié)合灰色理論、模糊理論將層次分析法進(jìn)行改進(jìn)，使獲取評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重信息更加符合實(shí)際，這些方法簡單明了，但獲取的主要是主觀權(quán)重，受專家偏好影響較大；文獻(xiàn)［5］利用直覺模糊熵獲取裝備供應(yīng)商評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，熵權(quán)法完全克服了專家的偏好，但是得到的結(jié)果往往與事物真實(shí)的發(fā)展規(guī)律不相符；為了減少單一使用主、客觀方法帶來的不足，文獻(xiàn)［6-8］分別在最小相對(duì)信息熵、離差平方和最大、離差平方和最小的原則上，將主客觀權(quán)重進(jìn)行線性組合得到組合權(quán)重，有效地融合了專家偏好和評(píng)估指標(biāo)的客觀信息，使得到的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重結(jié)果更加合理。但是在這些方法中，獲取評(píng)估指標(biāo)權(quán)重時(shí)，只考慮了指標(biāo)層相對(duì)于目標(biāo)層或者上一指標(biāo)層的隸屬關(guān)系，并沒有考慮同一層指標(biāo)間的相互影響程度，而作戰(zhàn)能力評(píng)估是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各評(píng)估指標(biāo)并不是獨(dú)立的，它們是相互融合、相互影響的有機(jī)整體，比如說：合成營情報(bào)偵察能力較強(qiáng)，則情報(bào)的獲取、處理、分發(fā)水平較高，便于指揮員根據(jù)戰(zhàn)場信息作出指揮決策，反之，如果戰(zhàn)場信息把握不完整，則會(huì)直接導(dǎo)致指揮員指揮決策的失誤。同樣，如果合成營指揮控制能力較強(qiáng)，指揮員能夠較好地指揮情報(bào)偵察力量獲取準(zhǔn)確的戰(zhàn)場信息，能夠避免人員的傷亡和提高裝備的利用效率。由此可以看出，在整個(gè)作戰(zhàn)能力評(píng)估體系中，評(píng)估指標(biāo)之間的影響關(guān)系直接影響著整體作戰(zhàn)能力生成。因此，在進(jìn)行作戰(zhàn)能力評(píng)估時(shí)，確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重還應(yīng)當(dāng)充分考慮它們之間的影響關(guān)系。

決策實(shí)驗(yàn)和評(píng)估實(shí)驗(yàn)法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL），是一種面向復(fù)雜系統(tǒng)因素分析的方法，尤其在研究復(fù)雜系統(tǒng)因素之間的交互作用及指標(biāo)權(quán)重確定方面得到廣泛的運(yùn)用［9-10］。文獻(xiàn)［11］利用DEMATEL 法理清了軍事通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各專業(yè)網(wǎng)系的相互影響程度，具有一定的客觀性和可行性。因此，為了完整描述評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重信息，文中利用決策實(shí)驗(yàn)與評(píng)估實(shí)驗(yàn)法獲得同一層次評(píng)價(jià)指標(biāo)間的影響權(quán)重，與利用三角模糊層次分析法（Triangular Fuzzy Number Analytic Hierarchy Process，TFNAHP）所獲取的垂直關(guān)系上的價(jià)值權(quán)重進(jìn)行融合，進(jìn)而獲得能夠反映評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重橫向與縱向信息的綜合權(quán)重，為下一步進(jìn)行作戰(zhàn)能力評(píng)估提供完整的權(quán)重信息。

1 合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估模型

合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系的建立主要從面向作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)要素和作戰(zhàn)體系3 個(gè)角度，由于面向作戰(zhàn)任務(wù)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，適用性較低；面向作戰(zhàn)體系相對(duì)來說比較復(fù)雜，對(duì)評(píng)估人員素質(zhì)要求較高；而面向作戰(zhàn)要素具有簡單明了和較好的通用性等特點(diǎn)。文中從基于作戰(zhàn)要素的角度進(jìn)行分析，主要從情報(bào)偵察、指揮控制、機(jī)動(dòng)突擊、火力打擊、野戰(zhàn)防空、整體防護(hù)和綜合保障等7 個(gè)作戰(zhàn)要素建立作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系［12］，如圖1 所示的層次結(jié)構(gòu)模型，其中，目標(biāo)層為合成營綜合作戰(zhàn)能力（D），指標(biāo)層為作戰(zhàn)要素（Ci）。

圖1 合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)模型

2 基于DEMATEL-TFNAHP 的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重確定方法

首先，在考慮各評(píng)估指標(biāo)與作戰(zhàn)能力隸屬關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用三角模糊層次分析法獲得其價(jià)值權(quán)重ω，其次，考慮評(píng)估指標(biāo)相互間的影響關(guān)系，利用決策實(shí)驗(yàn)與評(píng)估實(shí)驗(yàn)法獲得評(píng)估指標(biāo)的影響權(quán)重σ，最后將兩種權(quán)重信息利用積和歸一法進(jìn)行融合，獲得包含評(píng)估指標(biāo)與作戰(zhàn)能力隸屬程度信息和評(píng)估指標(biāo)之間相互影響信息的綜合權(quán)重w。

2.1 TFNAHP 法確定評(píng)估指標(biāo)縱向價(jià)值權(quán)重

具體步驟如下：

1）構(gòu)造三角模糊判斷矩陣A

表1 1-9 標(biāo)度法數(shù)量標(biāo)度

2）三角模糊數(shù)權(quán)重向量確定

4）求解可能度矩陣的排序向量ω

文中利用文獻(xiàn)［14］中給出的排序公式：

2.2 DEMATEL 法確定評(píng)估指標(biāo)橫向影響權(quán)重具體步驟如下：

1）建立評(píng)估指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，如圖2所示，直線將兩個(gè)有關(guān)聯(lián)的評(píng)估指標(biāo)相互連接，箭頭所指的方向，表示該評(píng)估指標(biāo)受到另一評(píng)估指標(biāo)的影響，其影響程度的大小分為5 個(gè)等級(jí)，分別為：無影響，低影響，中影響，高影響，極高影響，取值0、1、2、3、4。

圖2 評(píng)估指標(biāo)影響關(guān)系圖

2）建立直接影響矩陣G

邀請(qǐng)專家對(duì)指標(biāo)間相互影響程度進(jìn)行打分，設(shè)gij表示指標(biāo)Xi對(duì)指標(biāo)Xj的直接影響程度，指標(biāo)本身對(duì)自己沒有影響，即gij=0，構(gòu)成初始影響矩陣G。

其中，I 為n 階單位矩陣。

5）計(jì)算各指標(biāo)的中心度和原因度

將綜合影響矩陣T 的每行與每列分別加總求和，即可得出每行與每列的總和r 和c。

其中，ri為影響度，表示指標(biāo)i 對(duì)同一層次其他指標(biāo)的綜合影響值，ci表示被影響度，表示指標(biāo)i 受其他指標(biāo)的綜合影響值。而（ri+ci）稱之為中心度，（ri-ci）稱之為原因度。

6）計(jì)算指標(biāo)之間的影響權(quán)重。利用文獻(xiàn)［14］中對(duì)影響權(quán)重的研究，可得：

2.3 確定綜合權(quán)重w

利用積和歸一法融合價(jià)值權(quán)重ω 和利用影響權(quán)重σ，得到評(píng)估指標(biāo)的綜合權(quán)重為：

3 實(shí)例分析

以某中型合成旅所屬合成營為例，假設(shè)其武器裝備和人員編制均是符合陸軍編制要求，在第1中建立的合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系模型基礎(chǔ)上，下面分別用文獻(xiàn)［15］中的TFNAHP 法和文中DEMATEL-TFNAHP 法獲取指標(biāo)的權(quán)重信息，進(jìn)而對(duì)該旅3 個(gè)中型合成營綜合作戰(zhàn)能力進(jìn)行評(píng)估。

3.1 利用文獻(xiàn)［15］中TFNAHP 法獲得評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

1）邀請(qǐng)專家對(duì)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，獲得三角模糊判斷矩陣：

2）獲得三角模糊權(quán)重向量：

4）根據(jù)式（2）獲得評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

3.2 利用DEMATEL-TFNAHP 法獲得評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

在這里利用TFNAHP 法獲得的評(píng)估指標(biāo)的價(jià)值權(quán)重與3.1 中的結(jié)果是一致的，就不重復(fù)計(jì)算，主要介紹利用DEMATEL 法獲取評(píng)估指標(biāo)的影響權(quán)重。

1）邀請(qǐng)專家對(duì)評(píng)估指標(biāo)的相互影響進(jìn)行打分，獲得直接影響矩陣G

2）利用式（3）將直接影響矩陣進(jìn)行規(guī)范化，而后利用式（4）獲得其綜合影響矩陣T

3.3 綜合作戰(zhàn)能力評(píng)估

首先，邀請(qǐng)本領(lǐng)域10 名專家對(duì)3 個(gè)中型合成營作戰(zhàn)能力各評(píng)估指標(biāo)采用10 分制進(jìn)行打分，如表2～表4 所示。

表2 合成營1 各評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 合成營2 各評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 合成營3 各評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

由此得到的各合成營的評(píng)估矩陣為：

則合成營綜合作戰(zhàn)能力評(píng)估向量為：

其中，W 為評(píng)估指標(biāo)權(quán)重。

則利用文獻(xiàn)［15］中的TFNAHP 法得到的各合成營的綜合評(píng)估向量為：

利用文中DEMATEL 法改進(jìn)的TFNAHP 法得到的各合成營的綜合權(quán)重向量為：

則利用TFNAHP 法獲得的指標(biāo)權(quán)重得到的各合成營的綜合作戰(zhàn)能力分?jǐn)?shù)為：H1=Q1·S=85.515 2，H2=79.001 3，H3=82.666 2。

利用DEMATEL 法改進(jìn)的TFNAHP 法獲得的評(píng)估指標(biāo)綜合權(quán)重得到的各合成營綜合作戰(zhàn)能力分?jǐn)?shù)為：H'1=Q'1·S=85.473 2，H'2=79.013 4，H'3=82.655 3。

結(jié)果分析：

1）將利用DEMATEL-TFNAHP 法與TFNAHP法獲得的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行對(duì)比，如圖3 所示，可以看出，兩種方法獲得的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重分布發(fā)生了明顯的變化，出現(xiàn)一定程度上增加或者減少。比如：在原方法中火力打擊能力（C4）權(quán)重分布最多，而在本方法中，火力打擊能力權(quán)重分布明顯減少，指揮控制能力（C2）權(quán)重分布最多，分析其原因主要是改進(jìn)后的方法考慮了評(píng)估指標(biāo)間相互影響關(guān)系，以情報(bào)偵察與指揮控制兩個(gè)作戰(zhàn)要素為例，根據(jù)直接影響矩陣G 可知，情報(bào)偵察對(duì)于指揮控制的影響為極高影響，促進(jìn)指揮控制能力的生成，而指揮控制對(duì)于情報(bào)偵察為高影響，同樣對(duì)情報(bào)偵察能力的生成起促進(jìn)作用，權(quán)重的分布所包含的信息更加豐富，而單一的TFNAHP 法得到的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重包含的信息相對(duì)較少。

圖3 評(píng)估指標(biāo)權(quán)重對(duì)比圖

2）比較兩種方法所獲得的合成營綜合作戰(zhàn)能力評(píng)估結(jié)果，可以看出兩種方法所得的結(jié)果基本一致，均是：合成營1＞合成營3＞合成營2。驗(yàn)證了本方法的有效性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

從作戰(zhàn)要素的角度建立層次結(jié)構(gòu)評(píng)估模型，利用DEMATEL 改進(jìn)的TFNAHP 法獲得評(píng)估指標(biāo)綜合權(quán)重，所獲得的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重既包含了指標(biāo)層與目標(biāo)層的隸屬關(guān)系，又包含了評(píng)估指標(biāo)間的相互影響關(guān)系，使得到的指標(biāo)權(quán)重信息更加完整，保留了更多的評(píng)估指標(biāo)關(guān)鍵信息。并在此基礎(chǔ)上對(duì)合成營綜合作戰(zhàn)能力進(jìn)行評(píng)估，通過與利用TFNAHP 法得到的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本方法的有效性和穩(wěn)定性，為獲取合成營作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)權(quán)重提供了一種新的思路。但是，由于DEMATEL 法本身也具有一定的主觀性，因此，利用DEMATEL 改進(jìn)的TFNAHP 法獲得的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重并沒有克服專家的偏好，仍然帶有較強(qiáng)的主觀性，下一步將在本文的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合評(píng)估指標(biāo)的客觀權(quán)重進(jìn)行更加深入的研究，使評(píng)估指標(biāo)權(quán)重信息更加客觀完整。