抗震救災通信保障組織結構設計方法

武警工程大學研究生管理大隊14隊 陳 帥

武警工程大學信息工程系 任學軍 朱吉勝 邵文靜

信息技術的迅猛發(fā)展促使軍事理論、兵力結構及技術裝備發(fā)生了質的飛躍，由于個體能力的局限性及使命的復雜性，軍事行動的優(yōu)勢獲取不再僅僅依托于軍事裝備功能及個體能力，更要依托于一定的組織結構[1]，通過對戰(zhàn)場環(huán)境測度、資源的優(yōu)化分配及兵力合理調度，構建能夠適應軍事環(huán)境，充分發(fā)揮組織效能的組織結構[2]，以圓滿完成使命任務。

組織權變論認為，沒有普遍適用的最優(yōu)組織結構及形式，只有在某一具體使命環(huán)境中，適用于具體條件的最優(yōu)組織[3]。本文將依據抗震救災通信保障任務實際，結合C2組織理論設計適用于具體使命環(huán)境的通信保障組織，以改善目前通信保障組織結構及資源分配中存在的問題。

1 通信保障組織結構設計

抗震救災通信保障組織結構設計中，實現災區(qū)通信保障是整個設計的任務目標，將此任務進行分解，可得到一個由多個子任務組成的任務集合[4]。結合C2組織理論和抗震救災通信保障實際，提出抗震救災通信保障組織結構設計方法，共分為兩個步驟：通信保障任務計劃階段和應急通信指揮所協(xié)作關系網設計階段[5]。

1.1 通信保障任務計劃階段

本階段采用MPLDS算法進行任務計劃設計，首先定義了3種優(yōu)先權函數，即通信保障任務選擇通信分隊、通信分隊選擇通信保障任務和可選通信保障任務集中任務的選擇，而后針對解決優(yōu)先級沖突問題設計了沖突消除算法，最終確定通信保障任務與通信分隊之間的最優(yōu)配置關系。

算法描述：

（1）優(yōu)先級定義：

1）通信保障任務優(yōu)先系數Pr。

在確定優(yōu)先級系數時，常使用關鍵路徑算法(CP)、層次分配算法(LA)和加權長度算法(WL)。本文中，選用加權長度算法(WL)來確定優(yōu)先級系數。

OUT(i)是指通信保障任務ti的后續(xù)任務集。

2）通信保障任務選擇通信分隊的優(yōu)先級tp。

在通信保障任務對通信分隊進行選擇時，主要考慮兩個問題：一是最小化通信保障任務的完成時間；二是通信分隊合理配置，最大化資源的利用率[9]。在求解tp中，定義了時間優(yōu)先級系數tp1和矢量距離優(yōu)先級系數tp2。

tl(m)是指通信分隊Pm最后要處理的通信保障任務，PCm是指通信分隊Pm所擁有的資源能力矢量。由于tp1和tp2屬于不同的兩個概念，不能簡單的對其數值進行運算，所以建立公式(2-4)確定最后的優(yōu)先級。其中i和j分別表示tp1和tp2在其各自序列中的位置，最終所得tp越小，則其優(yōu)先級越高。

3）通信分隊自主選擇通信保障任務的優(yōu)先級Pt。

在通信分隊對通信保障任務的選擇中，也定義了兩個優(yōu)先級系數，即時間優(yōu)先級系數Pt1和矢量距離優(yōu)先級系數Pt2。在這一過程中，定義了通信保障任務處理的三個狀態(tài)：已處理完的任務、正在處理的任務和尚未處理的任務。在此主要考慮第3種情況，即尚未處理的任務。

通信分隊對通信保障任務選擇的優(yōu)先級系數Pt可最終表示為公式(2-7)。其中h和k分別表示Pt1和Pt2在各自排序中的位置。

（2）消除優(yōu)先選擇沖突：

通過分析研究通信保障任務選擇通信分隊優(yōu)先級系數tp和通信分隊選擇通信保障任務優(yōu)先級系數Pt的確定，發(fā)現存在以下幾個特點如表1所示：

表1 優(yōu)先級系數之間存在的沖突

其中，tpim為通信保障任務ti選取通信分隊Pm的優(yōu)先級系數，Ptmi為通信分隊Pm選取通信保障任務ti的優(yōu)先級系數。

通過表1所示，當互補選擇出現時，tp和Pt就會產生沖突，針對這種情況，需要對其優(yōu)先級再次進行確定，本章采用加權方法，對tp和Pt進行優(yōu)先級的協(xié)調，可記為PR(tp,Pt)，其定義式為公式(2-8)：

1.2 應急通信指揮所協(xié)作關系網設計階段

高第一階段通信保障任務計劃的設計，明確了通信分隊——通信保障任務之間的調度配置方案，第二階段將通信分隊進行有效聚類，形成多個通信分隊組，并由相應的應急通信指揮所進行指揮和控制，這是通信保障指控組織結構設計的重點。

算法描述：

（1）應急通信指揮所DMn的分配矢量Qn：

其中in為分配給應急通信指揮所DMn的通信分隊個數，uni表示應急通信指揮所和通信保障任務之間是否建立分配關系。

（2）分配矢量之間的距離d(Q1,Q2)：

（3）合并后的內、外部協(xié)作：

應急通信指揮所DMn和DMm合并為新的應急通信指揮所G，則新應急通信指揮所G與其他應急通信指揮所之間的直接外部協(xié)作量為：

新應急通信指揮所G的內部協(xié)作量：

新應急通信指揮所G總的外部協(xié)作量：

新的應急通信指揮所集合中其他應急通信指揮所（通信分隊組）的外部協(xié)作量為：

（4）工作負載：

合并應急通信指揮所DMr和DMs為新的應急通信指揮所 （通信分隊組），其總的工作負載可表示為：

2 結束語

組織結構設計問題是多目標、大規(guī)模的復雜性問題，主要目標是優(yōu)化組織結構以縮短使命完成時間、提高使命完成效率。本文通過兩個步驟對通信保障組織進行設計，有效改善了原先組織結構過扁平化、資源分配不均等問題。

本文對協(xié)作關系網的設計確定了應急指揮所內、外部協(xié)作和鏈接及鏈接權值，下一步將繼續(xù)對應急指揮所指控關系進行設計，期望通過對應急指揮所職責和控制范圍的優(yōu)化來平衡應急指揮所之間的決策負載和協(xié)作負載，同時減少應急指揮所之間、通信分隊之間的協(xié)作成本等。

[1]張杰勇,姚佩陽,周翔翔,孫鵬.網絡化作戰(zhàn)指揮控制組織設計方法綜述[J].電光與控制,2012,19(5):64-47.

[2]KATHLEEN M C,PRIETULA M J.Computational organization theory[M].Lawrence Erlbaum Associates.Hillsdale,New Jersey,1994:19-31.

[3]Pete A.Pattipati K R,Kleinman D L,Levchuk Y N.An overview of decision networks and organizations[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1998(5):172-192.

[4]Carley K M,Lin Z.Organizational Design Suited to High Performance under Stress[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,1995,25(4):221-231.

[5]Levchuk G M,Levchuk Y N,Luo J,et al.Normative design of organizations-Part Ⅱ.Organizational structure[J].Systems,M an and Cybernetics,Part A:Systems and Humans,IEEE Transactions on,2002,32(3):360-375.