基于灰局勢決策的架設制式橋梁輔助決策技術研究

摘要：本文在現代戰技術背景下，立足現有裝備，針對架設橋梁可用裝備制式化程度較高的現實情況，基于灰局勢決策對架設制式橋梁輔助決策技術進行了分析研究，著重對情況判斷、方案選擇、方案評估進行了初步探討，決策較科學，較為實用。

關鍵詞：灰局勢決策；制式橋梁；工程保障

中圖分類號：U445文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)11-20219-03

1 引言

自海灣戰爭以來，一場比一場信息化程度更高的戰爭陸續搬上了歷史舞臺，反復詮釋著“信息制勝”的道理[1]。當“打仗就是打保障”的觀念毋容置疑地成為共識之時，在未來各類反機動手段層出不窮的信息化戰場之上，作為工程保障不可或缺的架設制式橋梁行動因其保障對象種類多等原因在指揮控制和作戰行動過程中快速性、準確性等方面的相對落后就已越來越不適應信息化戰爭的新要求，甚至成為制約其效能發揮的瓶頸。因此，尋找一種新手段，研究架設制式橋梁輔助決策技術，以此來以點帶面，就有著十分重要而現實的意義。

2 灰局勢決策

灰局勢決策[2]屬于灰色決策的一種，是指在應對需要決策事件的不同對策中挑選效果最好的對策過程，其動作方式是通過一定目標來評價對策效果的優劣來確定滿意對策。

2.1 灰局勢決策要素[2]

(1)局勢：令ai為被決策事件，bj為對付ai的第j個對策。則稱bj對ai的二元組合為局勢，記為sij，sij=(ai，bj)=（事件，對策）。

(2)目標：評價局勢優劣的根據、要求稱為目標。

(3)效果樣本：在一定目標下局勢的數字表現，稱為局勢效果樣本。

(4)目標極性：對一定目標下的效果樣本，其數值大小的要求稱為該目標的極性。通常有極大值極性、極小值極性、適中值極性。

2.2 灰局勢決策算式

2.2.1 效果測度[2]

極大值目標變換算式：

2.2.2 統一測度[2]

令rijp為局勢sij在p目標下的效果測度，則有

2.2.3 滿意局勢[3]

2.3灰局勢決策步驟[2]

(1)確定事件、對策、局勢、目標；(2)給出局勢效果樣本；(3)確認目標極性，作效果測試變換；(4)建立統一認識測度空間；(5)找出滿意局勢。

3 關鍵技術分析與設計

在現代戰技術背景下，架設制式橋梁輔助決策技術主要可以從任務受領、情況判斷、方案選擇、生成方案、方案評估等五個方面加以分析并建立相關模型。

3.1 任務受領

制式橋梁通常用于伴隨部隊機動，在遂行保障任務過程中通常根據戰斗中需要克服的障礙種類與相關信息來迅速確定其種類。故任務受領模塊可包含四項：(1)克服江河；(2)克服彈坑；(3)克服溝渠；(4)克服峽谷（包括崖壁、防坦克壕）。指揮員可根據上級作戰任務選擇相應的保障任務，進行任務受領。

3.2 情況判斷

根據作戰任務需要，首先對敵情、我情、地形、天候等情況進行判定，將對架設行動產生影響的信息提煉簡化，爾后再對架設橋梁行動所必需的信息進行提煉簡化。故可將情況判斷模塊區分為情況判斷一、情況判斷二。

3.2.1 情況判斷一

情況判斷一模塊的基本要素主要可包括：敵情、我情、地形、天候。

分析敵情可包括：無敵情、敵情顧慮、敵火威脅、敵空襲威脅、敵使用核、化學武器等要素。

分析我情可包括：橋車裝備狀況（完好、較好、一般、較差）、人員素質狀況（好、中、差）、物質、技術保障狀況（好、中、差）。

分析地形可包括：障礙兩岸是否便于隱蔽，是否便于偽裝，是否有方便的接近路、是否便于組織戰斗保障。

分析天候可包括：風力(無風、小風、中風、大風)、雨情（無雨、小雨、中雨、大雨）、溫度（20度以下、20－30度、30度以上）、亮度（白天、夜間、霧天）。

3.2.2 情況判斷二

情況判斷二主要可包括四項基本要素：障礙信息、保障對象裝備信息、坡度、土壤性質。

分析障礙信息，其基本要素有：障礙寬（米）、障礙深（米）、兩岸高差（米）、江河最大流速（米/秒）、河底淤泥深（米）。

分析保障對象裝備信息，其基本要素有：履帶式最大荷載（噸）、輪式最大荷載（噸）、履帶式最大通行速度（千米/小時）、輪式最大通行速度（千米/小時）、裝備最大寬度（米）。

分析坡度，其基本要素有：障礙底坡度、兩岸橫向坡度、兩岸縱向坡度。

分析土壤性質，其基本要素有：障礙底部、兩岸土壤（供選擇項：較硬或較軟）。

3.3 方案選擇

在情況判斷基礎上，分析制式橋梁的使用限定條件，一步步進行條件篩選，排除所有不符合條件的方案，然后列出所有可行的方案供指揮員選擇，最終由指揮員定下決心。分析現有制式橋梁各種條件，按作戰任務的輕、重、緩、急，把對作戰行動產生較大影響的信息條件抽取出來。基本要素可以有九項：障礙寬、障礙深、坡度、兩岸高差、荷載、最大通行速度、最大橋寬、流速、河底土壤性質等。分別針對九項基本要素把現有制式橋的相應要求加以區分、羅列，利用邏輯條件有步驟地把符合九項基本要素條件的制式橋梁篩選出來。

3.4 生成方案

指揮員根據所屬部（分）隊人員素質、裝備狀況等情況，在符合條件的橋梁（可能也沒有符合條件的裝備）中選擇一種或幾種橋梁，爾后根據所選裝備進行器材、兵力，作業時間等的輔助計算。把所選裝備的器材、兵力、時間以數據庫形式進行存儲，生成初步方案，指揮員再根據作戰任務及作戰時間等要求進行方案的完善，最終形成對應的保障方案。

3.5 方案評估

運用灰局勢決策方法建立相關模型，對選定方案進行評估，以期得到方案的滿意局勢，供指揮員進行決策。

3.5.1 評估模型要素

對使用現有制式橋梁克服障礙的灰局勢決策，其評估模型要素可包括：

(1)局勢：令ai為障礙種類，bj為克服ai符合條件與要求的第j個對策即可表示為bj型制式橋梁。則記局勢為sij=(ai，bj)=（障礙，bj型橋）。

(2)目標：可將目標模型設定為：①荷載目標：指制式橋梁用以保障裝備的最大荷載重量。②橋寬目標：指制式橋梁所需要保障對象裝備的最大寬度。③兵力目標：指架設并偽裝制式橋梁時所需的兵力。

(3)效果樣本：根據橋梁自身戰技術要求，在確定障礙種類的基礎上確認效果樣本。若局勢s1=(a，b1)=（江河，b1型橋），若b1型制式橋保障履帶式裝備的最大荷載為20噸，則稱局勢s1在荷載目標下的效果樣本為20。

(4)目標極性：目標1為荷載，應為極大值目標；目標2為橋寬，此目標不宜過小，加之一些約束，也不宜過大，故為適中值目標，并指定μ0為3；目標3為兵力，應為極小值目標。

3.5.2 實例

已知當前任務是克服寬9米，深2米的溝渠，需要保障某裝甲旅快速通過，經方案選擇后得到共有b1型制式橋、b2型制式橋、b3型制式橋可供選擇用以完成保障任務。現用灰局勢決策求其滿意局勢。

在方案選擇的基礎上，并根據橋梁的自身特點，已知b1型制式橋、b2型制式橋、b3型制式橋履帶式最大荷載分別為：20、40、50；其最大橋寬分別為：3、3.2、3.8；其所需兵力分別為11、5、7。

步驟一：確定事件、對策、局勢、目標。(1)事件a為克服溝渠；(2)對策有：b1型制式橋、b2型制式橋、b3型制式橋。(3)局勢記為：s1=(a，b1)=（溝渠，b1型橋）；s2=(a，b2)=（溝渠，b2型橋）；s3=(a，b3)=（溝渠，b3型橋）。(4)目標有三：目標1為荷載；目標2為橋寬；目標3為兵力。

步驟二：列出效果樣本。步驟三：確認目標極性，作效果測度變換。步驟四：計算統一測度，建立統一測度空間。步驟五：找出滿意局勢。

由于傳統的灰局勢決策計算不太直觀，筆者采用表格法將步驟二至五簡要直觀地羅列出。

表格說明：根據已知分別將效果樣本羅列至表中，先算目標1，因其為極大值目標，在其所在行寫出極大值，按算式（1）求出效果測度；接著算目標2，因其為適中值目標，根據算式（3）算出對應的效果測度；最后算目標3，因其為極小值目標，在所在行寫出極小值，按算式（2）求出對應效果測度。爾后按算式（4）在所在列求出統一測度。最后根據算式（5）在統一測度所在行選出最大值對應的滿意對策。即得出si*=s1=(a，b1)=（溝渠，b1型橋）。如表1所示。

4 結束語

輔助決策技術研究是一項艱巨復雜的任務，尤其是工程兵專業種類繁多、技術性強，所需支撐技術復雜多樣，所需人力較多、時間較長，如何找到有效快速提高決策質量的方法也是仁者見仁、智者見智。本文立足現有制式橋梁器材，綜合考慮多種因素，對關鍵技術進行了分析與設計，應用灰局勢決策等理論建立了相關模型，決策較科學，較為實用。

參考文獻：

[1] 劉鵬，王立華.走向軍事網格時代[M].北京:解放軍出版社，2004.

[2] 鄧聚龍.灰預測與灰決策[M].武漢:華中科技大學出版社，2002.

[3] Deng Julong.Intelligence space in grey situation decision[J].The Journal of Grey System，1998，(3):254.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文