摩步師軍交運輸保障效能綜合評估方法

劉　寧，莊保磊，張艷萍

(1.軍事交通學院 國防交通系，天津300161； 2.后勤學院 研究生二隊，北京 100858)

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● 軍事運輸Military Transportation

摩步師軍交運輸保障效能綜合評估方法

劉寧1，2，莊保磊2，張艷萍1

(1.軍事交通學院 國防交通系，天津300161； 2.后勤學院 研究生二隊，北京 100858)

依據聯合戰役背景下摩步師跨區機動的特點，基于Delphi法建立了摩步師軍交運輸保障效能綜合評估指標體系，利用結構熵權法給出了評估指標的權重。分析了同級各指標間相互關系，相應地給出了每個指標計算模型和每個子系統綜合模型，重點構建了摩步師軍交運輸保障效能綜合評估模型，為聯合作戰背景下摩步師跨區機動的運輸保障效能評定提供了量化分析依據。

軍交運輸；效能評估；結構熵權法；評估模型

在信息化條件下，陸、海、空、天、電、網一體化聯合作戰已成為現代戰爭的主要特點。以師為作戰單位的組織方式是實際作戰指揮和決策的一種常見形式，相應作戰方案的制定和組織實施等至關重要。隨著戰爭形態的演變和作戰樣式的創新，戰場環境日趨復雜，對戰時軍交運輸保障的效能提出了更高的要求。因此，科學合理地評估戰時軍交運輸保障效能，對相應軍交運輸保障方案的制定與組織實施具有重要意義。

1　效能評估的概念、目的與方法

效能是指系統在規定條件下達到規定使用目標的能力。效能評估是根據影響系統效能的主要因素，運用一般系統分析的方法，在收集信息的基礎上，確定分析目標，建立綜合反映系統達到規定目標的能力測度算法，最終衡量出系統效能的測度與評估。齊裝滿員的成建制部隊是兵力集團的骨干力量，師(旅)團級作戰單位是軍交運輸保障的主要對象。摩步師軍交運輸保障效能綜合評估的目的，是為軍隊能夠準確評價成建制部隊輸送時軍交運輸保障效能的優劣，以軍交運輸保障任務為牽引，通過對軍交運輸保障活動的詳細分析，建立特定的評估指標體系，運用系統分析的方法，按照一定的程序，通過定量、定性對比分析，對一定時期內的我軍成建制部隊軍交運輸保障效能進行客觀、全面的評價和度量。科學合理的效能綜合評估模型與方法研究是科學決策的基礎性工作，綜合評估結果是評價效能優劣的重要依據。效能評估常用的方法包括層次分析法、模糊綜合評估法、TOPSIS法、因子分析法等。

2　評估指標體系的構建

2.1評估指標的確定

為科學合理地確定“軍交運輸保障效能綜合評估”指標體系，提高軍交運輸保障效能綜合評估結果的完整性和準確性，本文以聯合作戰為背景，以輸送摩步師的活動為研究對象，以部隊戰備輸送與保障方案、軍交運輸訓練與考核大綱和《軍交運輸保障能力動態評估標準》《軍隊聯合投送訓練規定》等有關法規為基本依據[1-2]，構建了軍交運輸保障效能評估指標體系(如圖1所示)。由于篇幅有限，評估指標的解析將不再詳釋。

圖1　軍交運輸保障效能評估指標體系

2.2指標權值的確定

(1)利用結構熵權法確定評測指標權重。為解決層次分析法確定權值的主觀性和不確定性，得到更合理的各指標權值，本文采用一種將主觀賦值法與客觀賦值法相結合的“結構嫡權法”[1]。它將專家調查法和模糊決策分析方法相結合，采取主觀評估法對指標的重要性進行評估，利用客觀的數學方法對評估值的不確定性進行定量分析，計算熵值，并進行“盲度”分析，從而得到更合理的權值體系。以影響“輸送能力”的4個指標為例，結構熵權法具體步驟如下[3-4]。

首先，設計指標權重定性排序的“指標體系權重專家調查表”(見表1)，按照“德爾菲法”規定的程序和要求形成調查問卷。專家根據問卷內容，對測評指標集重要性的“排序”進行定性判斷(采用畫“√”的方式)。通過征詢和反饋，最終形成“典型排序”。

其次，對“典型排序”進行“盲度”分析[3]。專家“典型排序”的意見往往會因為數據“噪聲”，產生潛在的偏差和溯源數據的不確定性。為消除數據“噪聲”和減少不確定性，需要對表1指標的定性判斷結論進行統計分析與處理，即計算其熵值，以減少專家“典型排序”的不確定性。通過對表1的調查結果進行熵權分析[3-5]，計算可得指標的權重值(見表2)。

(2)指標體系權重的確立。最終確定的軍交運輸保障評價指標體系，包括一級指標3個，二級指標6個，三級指標13個，四級指標16個，并通過百分權重法和乘積法計算了每項指標的權重。

表1　指標體系權重專家調查表

表2　4種運輸方式的評估與權重計算

注：Qj為“認識盲度”；xi為k個專家關于每一個因素的總體認識度[3-5]。其他指標的權重值以此類推。

3　評估指標數據獲取與處理

3.1客觀數據的獲取與處理

在本文提出準則中，通過能力、裝卸載能力可通過客觀檢測量化考慮。為消除不同量綱的影響，本研究選用線形插值法對指標進行標準化處理，指標標準化值范圍在0～1。

(1)裝卸載能力。裝卸載能力可利用部隊裝卸載的最快、最慢時間來考慮。即

(1)

(2)運輸方式的旅行速度。設實際通過量Ts，計劃量Tj，最大通過能力Tmax，旅行速度v為

(2)

計劃量為計劃鐵路使用車次量，區間的最大通過能力由鐵路局提供。

3.2主觀數據的獲取與處理

在本文提出的準則中，防護能力、交通保障、指揮決策、組織籌劃、指揮控制等方面的準則不易直接定量給出，因此本文采用專家評測法獲取專家對各指標的判斷數據。判斷依據是某軍事院校歷年后勤演習經驗數據和后勤綜合保障能力(軍交運輸保障能力)細則。

4　綜合評價模型建立

4.1評估評分方案

設Dij為方案評分表中i層j指標的評分均值，根據評分指標數據獲取與處理方案對案例樣本進行評分(總分值100)獲取Dij值，利用結構熵權法獲得指標權重wj值，依據評估準則將Dij值與wj代入核心算法公式，評估出各個方案的總體評分。其中F為效能值，wij為第i級第j個指標的權值，nq為q類指標數量。

(1)利用懲罰型代換法實現具有制約關系指標綜合評判的傳遞[4]。從軍交運輸保障能力指標集來看，同級指標間具有制約或互補關系，同時對上級指標有傳遞關系。以鐵路運輸保障能力為例，當鐵路運輸中斷等情況發生時，不管裝卸載能力、防護能力、交通保障能力有多高，其保障綜合效能應為0，因此這種合成原則應設為 “一票否決法”，即某個指標的不合格將導致整個綜合評估值的不合格，為“懲罰型代換法”。合成公式為

(3)

此公式能較好地滿足“懲罰落后”的原則。

(2)利用加權求和法與參與系數實現互補關系指標綜合評判的傳遞。對于具有互補關系的指標集，一般采用加權求和實現向上級指標的傳遞，同時考慮參與程度，引入參與系數。例如在部隊機動方式選擇上，可以采用鐵路、水路、航空、公路運輸等多種運輸方式及其結合方式，或只采用某一種或某幾種運輸方式，因此各個運輸方式屬于“或”的關系。此類合成公式為

(4)

其中參與系數公式為

(5)

式中w3l為鐵路、公路、水路、航空的權重值。

參與系數的有效設置可以實現以下兩個目的：一是可以有效屏蔽非參與方的權重占比，并提高參與方權重的占比，符合客觀實際；二是參與系數數據采集來源于客觀實際，λl的值取自參與方的各自量，并經過合適的換算。如運輸方式的參與量可以等價換算為運輸的人員數量或裝備數量，考慮目前我軍軍交運輸保障中人員和裝備為不分離狀態下的運輸，可以以各方式運輸的人員數量為λl的換算量，本文中λl取值分別為3 283、6 267、0、150。

4.2方案的總體量化評估

(1)組織指揮效能模型。分析組織指揮效能指標集，可知指揮員指揮效能、指揮機構效能和部(分)隊行動效能之間是典型的制約關系，一方失效，必將影響組織指揮效能的總體發揮。同理，指揮員指揮效能的分指標之間、指揮機構效能分指標之間、部(分)隊行動效能分指標之間也都是表征出強烈的制約關系，故組織指揮效能模型為

(6)

式中：當l=1,3時，nl=3；當l=2時，nl=6，nl為l類指標數量。w1l為指揮員指揮、指揮機構、部(分)隊指標相對于其上級指標組織指揮效能的權重值，w1lj為指揮員指揮、指揮機構、部(分)隊其下級指標的權重值。

(2)銜接運效能模型。分析銜接運效能指標集，可知應急處置能力、裝卸載能力、防護能力和綜合保障能力之間也是強烈的制約關系，故銜接運效能模型為

(7)

式中w2l為銜接運應急處置能力、裝卸載能力、防護能力和綜合保障能力指標相對于其上級指標銜接運效能的權重值。

(3)運載效能模型。分析運載效能指標集，其分指標之間是具有強烈互補關系，并有參與程度的差別，應用公式(4)(5)。運輸方式指標的下級指標間又表征出強烈的制約關系，應用公式(3)。所以，運載效能模型為

(8)

式中：w3l為鐵路、公路、水路、航空運輸相對于其上級指標運輸能力指標的權重值；w3lj為鐵路、公路、水路、航空運輸其下級指標的權重值。

利用懲罰型代換法實現鐵路、公路、水路、航空運輸下級指標向運輸方式指標的合成，再利用加權求和法與參與系數實現運輸方式指標向運輸效能的合成。

(4)綜合效能模型。組織指揮能力、銜接運能力、運載能力指標之間是具有強烈制約關系的指標集，將組織指揮效能、銜接運效能和運載效能通過懲罰型代換法合成得到方案的整體效能。得到摩步師軍交運輸保障效能綜合評估模型的核心算法為

(9)

式中w1、w2、w3分別為組織指揮能力、銜接運能力、運載能力指標的權重值。

(5)方案評估數據模糊化。當方案的整體評估結果量化之后，可以用綜合評估數據對方案進行量化評價，然而，對于一些臨界值，比如59分與61分，只差2分，但是等級卻由“4”降為了“3”，出現了“質變”，這并不符合實際情況。在各個等級之間事實上存在著中間過渡值，因此傳統的處理方式是存在明顯不足的。由此，本文引入模糊分析法來評判方案效能，將清晰等級邊界進行模糊化處理，構造5個模糊評判等級，計算每一個確定的指標值對于各個模糊評判等級的隸屬度，從而得出評判等級。

①建立判斷等級v={v1,v2,v3,v4,v5}={差，較差，一般，較好，好}；

②本文評估的軍交運輸保障效能是一個指標數值越大越好的績效指標。通過與專家討論，給出指標值區間的下限與上限。確定的模糊評判等級(見表3)。

表3　模糊評判等級

③選擇高斯型隸屬度函數：

Li(x)=e-k(x-αi)2

(10)

式中：x為方案評估分數；αi為各個中心值。

④用待定系數法求k：

(11)

代入上式：k1=101.1，k2=439.789，k3=923.26，k4=1 499.51，k5=2 212.48。

(12)

⑤將通過“軍交運輸保障綜合效能模型”計算得出的評估結果代入上式，得出其在每個模糊評判等級上的隸屬度，構造出各自的隸屬度向量為

R=(1．959 3×10-4，3．159 7×10-5，0．002 6，

0．300 9，0．707 7)

(13)

對照v={v1,v2,v3,v4,v5}={差，較差，一般，優秀，非常優秀}，由此可知，本次演習評價等級為5級，即為“非常優秀”。

4.3效能F評判等級分析

當效能評判等級為1級時，評價為差。由于使用了懲罰型代換法，放大了指標間的差距，表明各指標中存在一個或多個指標數值嚴重反向偏離，組織指揮能力、銜接運能力、運載能力3個運輸保障環節中一個或多個出現嚴重的失誤或瓶頸，通過核心算法4.2中步驟(1)～(3)中D1lj、D2l和D3lj的專家打分表，可以找出影響效能的主要因素，提出改進建議。

當效能評判等級為2級時，評價為較差。表明各指標值均低于正常數值或是存在個別指標一定程度的反向偏離，通過核心算法4.2中步驟(1)～(3)中D1lj、D2l和D3lj的專家打分表，找出影響效能降低的相關因素，并提供相應的改進措施。

當效能評判等級為3級時，評價為一般。表明各指標值處于正常值附近，基本滿足運輸保障需求，但遇保障需求激增時，則后續保障不足，整個運輸保障環節需要整體提升，以提高運輸保障的應急反應能力。

當效能評判等級為4級時，評價為優秀。表明各指標值均高于正常數值或是個別指標存在一定程度的短板，但能夠較好的完成運輸保障任務。通過分析D1lj、D2l和D3lj的專家打分表，給出進一步的改進建議。

當效能評判等級為5級時，評價為非常優秀，表明各指標均有好的表現，能夠圓滿完成運輸保障任務。

5　結　語

本文對摩步師軍交運輸保障任務過程中的全要素進行全面的系統分析，根據每一項評估指標的內涵和機理，采集相關的客觀數據，根據指標的軍事學和數學意義，構建一系列的系數集合，從而建立相應的數學模型，保證評估結果的信度和效度，使評估結果更加接近于真實，以達到客觀評估的目的，能夠更加有效地輔助決策。

[1]邱宛華.管理決策與應用熵學[M].北京:機械工業出版社,2002：62-80.

[2]程啟月.評測指標權重確定的結構嫡權法[J].系統工程理論與實踐,2010,30(7)：1225-1228.

[3]秦志斌,錢國平，馬文彬.基于熵權的瀝青路面使用性能多目標綜合評價[J].中南大學學報(自然科學版),2013，44(8):385-389.

[4]蘇為華.多指標綜合評價理論與方法問題研究[M].廈門：廈門大學出版社,2001:67-80.

(編輯：閆曉楓)

Research on the Comprehensive Evaluation Method of Military Transportation Support Effectiveness for the Motorized Infantry Division

LIU Ning1，2，ZHUANG Baolei2，ZHANG Yanping1

(1.National Defense Traffic Department, Military Transportation University, Tianjin 300161,China;2.Postgraduate Training Brigade, Logistics College, Beijing 100858, China)

In accordance with the inter-war-zone maneuver characteristics of motorized infantry division in joint operation, and on the base of delphi method, the comprehensive evaluation index system of military transportation support effectiveness for the motorized infantry division is built. By using the structural entropy weight method, the weight of evaluation index is presented. The relationship between the indexes at the same level is analyzed. The computational models for each index and the comprehensive model for each sub-system are obtained. The comprehensive evaluation index system of military transportation support effectiveness for the motorized infantry division is established, which is of quantitative reference for the evaluation in question.

military transportation; effectiveness evaluation; structural entropy weight method; evaluation model

2016-04-26；

2016-05-09．

劉寧(1978—)，女，博士研究生，講師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.06.004

E234

A

1674-2192(2016)06- 0014- 05