基于模糊多目標決策的野戰油庫選址

鄭 冀，楊振東，劉光霆

(后勤工程學院，重慶 401311)

野戰油庫是連接后方油庫與部隊油庫的中心環節，開設野戰油庫是戰役油料主管部門和擔負有開設野戰油庫任務的后方油庫的一項重要工作。野戰油庫選址是一個與作戰緊密結合且同時涉及地理和社會經濟的復雜問題，不僅涉及軍事效益，還需要考慮多方面的綜合影響［1］。野戰油庫選址的影響因素中既有可定量化指標又存在定性指標，既有確定性因素，又有動態和模糊等不確定性因素，是一類復雜的定性與定量相結合的多目標模糊決策問題。

1 基于多目標決策的野戰油庫庫址優化選擇模型

1.1 指標體系的建立

野戰油庫所選擇的庫址必須適應后方配置，便于組織油料供應和保障油庫安全。影響野戰油庫庫址選擇的因素［2］:

1)位置恰當。庫址應選擇在主要作戰方向便于機動的位置上，既便于保障主要作戰方向，也能兼顧次要方向;既便于對下供應，又便于上級補給。油庫還應避開大居民點等明顯目標。位置因素用U1表示，可以用以下幾個目標來衡量:① 與主要保障單位的平均間隔距離u11;②與后方油庫的距離u12;③與主要襲擊目標(包括其他軍事目標、大居民點等明顯目標)的平均間隔距離u13。其中前2個目標為負指標，其指標值越小越好，u13為正指標，其指標值越大越好。

2)交通方便，用U2表示。油庫應靠近主要公路或水陸交叉點，有條件時應爭取靠近鐵路。可用2個目標來衡量:①與主要輸送道路的平均間隔距離u21;②配置地域庫內的進出道路通暢狀況u22。

3)地形因素，用U3表示。油庫應盡量選擇在具有良好的隱蔽、防護和天然偽裝條件的山地、丘陵地、森林地，以便充分利用自然防護能力，還應有方便的水源。地形因素可用3個目標來衡量:①地形隱蔽程度，即隱蔽偽裝防護條件u31;②該區域水源的日出水量u32;③土質適合構筑工事的條件u33。

4)地幅適當，用U4來表示。庫區地幅大小要與油庫的容量、儲存方式和供應任務相適應。根據分散配置的要求，油庫地幅應使油料和油料裝備有足夠的設置空間，車輛有足夠的行駛空間，并便于組織警防和管理，同時要盡量少占耕地。根據上述要求，可用2個目標來衡量:①油料和油料裝備展得開u41;②便于警戒和防御u42。

5)自然條件的影響程度U5。包括氣象、水文地質等條件的影響，如洪水、暴風襲擊等。

需要指出的是，上述指標是在一般情況下野戰油庫選址應考慮的問題，但戰爭是一個動態的過程，戰場情況瞬息萬變，在某種特殊情況下，野戰油庫選址可能只考慮某一個或幾個指標，而且現代戰爭作戰樣式多樣，不同的作戰樣式對野戰油庫選址的要求不同。針對不同的作戰樣式，其指標體系的建立可能在上述指標體系的基礎上有所減少。

1.2 多目標決策模糊優化模型

在實際問題中，往往很難將某些定性的指標屬性值量化為精確值，采用模糊數或語言變量來刻畫它們更為合理。結合多目標決策模糊集理論，建立模糊多目標決策模型，對野戰油庫的庫址進行選取［3-11］。

設有m個待優選的地址組成的方案集A={a1，a2，…am}，由5個因素組成的評價目標集U={U1，U2，…，U5}={位置恰當，交通方便，地形有利，地幅大小，自然條件的影響}。設子集Ui(i=1，…，5)有 ni個評價指標，如{與主要保障單位的平均間隔距離，與后方油庫距離，與主要襲擊目標的平均間隔距離}。地址方案模糊優選由分目標向總目標逐層進行。

某個地址方案aj對應于因素Ui(i=1，…，5)中的ni個評價指標值可用向量Xij來表示:

經分析知:野戰油庫的位置與主要保障單位的平均間隔距離越小越好，與后方油庫的距離越小越好，與主要襲擊目標的平均間隔距離越大越好，與主要輸送道路的平均間隔距離越小越好，日出水量越大越好。以上幾個指標為定量指標。配置地域庫內的進出道路通暢狀況、地形隱蔽程度、土質適合構筑工事條件、油料和油料裝備展得開、便于警戒防御、自然條件的影響6個指標為定性指標。

優化的任務在于根據指標值矩陣找出最優地址方案的最優排序。在指標值矩陣中，包括定量和定性指標的值。對于不同類型的指標，采取不同的方法計算其指標值的相對隸屬度。

1)成本型定量指標的相對隸屬度在定量指標中，u11，u12，u21為成本型。

2)效益型定量指標的相對隸屬度

其中u13、u32為效益型定量指標。

3)定性指標值用模糊相對比排序法量化

設xi與xj為地址方案ai與aj在某指標x上的反映，數對?fj(xi)，fi(xj)」為地址方案ai與aj分別在指標x上的二元相對比較級，其中:0≤fj(xi)≤1;0≤fi(xj)≤1。其意義是在xi與xj的比較中，若xi具有的優越程度為fj(xi)，那么xj具有的優越程度為fi(xj)，當i=j時，令fi(xj)=1。在此基礎上，得出諸方案的綜合相對比優先度

地址方案aj對應于目標Ui的第k個指標的隸屬度為

通過上述轉換，可得所有地址方案對應于目標Ui的隸屬度矩陣

根據指標隸屬度矩陣，求出目標Ui的優向量Gi與次向量Bi:

用模糊層次分析法求出目標Ui的ni個評價指標的權重向量以及5個目標對應于總目標的權重向量［3-7］:

記地址方案aj對應于目標Ui的隸屬度向量為

求出地址方案aj與優向量Gi、次向量Bi的差異程度:

采用系統模糊優化理論模型，求出地址方案aj從屬于優向量Gi的隸屬度

根據求出的m個地址方案對于所有分目標的隸屬度，可得出m個地址方案對于總目標U的隸屬度矩陣。按照相同的方法，可求出總目標U的優向量G與次向量B，再求出地址方案aj從屬于優向量G的隸屬度。根據最大隸屬度原則，求出地址方案的最優排序。

2 示例分析

初始的地址方案集 A={a1，a2，a3}，各地址的指標值見表1和表2。

根據本文所述指標體系，聘請油料勤務專家，采用模糊層次分析法得出各層次指標權重:

表1 定性指標二元相對比較級

表2 方案定量指標值

用式(2)、(3)和式(5)求出第i個目標Ui(i=1，2，…，5)的隸屬度矩陣:

用式(7)、(8)求出 Ui的優向量 Gi與次向量Bi:

用式(14)求出地址方案aj從屬于優向量Gi的隸屬度向量:

由以上5個目標的優屬度向量構成總的隸屬度矩陣

由式(14)可得各地址方案對于總目標的優屬度向量

根據最大隸屬度原則，地址方案a1為最優方案。

3 結束語

本文建立的野戰油庫選址優化模型，既考慮了位置、距離等定量因素，又考慮了道路暢通狀況、地形隱蔽程度等定性因素，并通過模糊處理，將定性指標定量化，使決策更加精確。模型在對方案的選擇過程中，將方案的比較融入到各層指標中，依次求出所有方案對每層指標優向量的隸屬度，最后根據方案相對于總目標優向量的隸屬度大小，按照最大隸屬度原則對方案進行排序，計算過程較為客觀。該模型為野戰油庫選址提供了一種行之有效的方法。

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