基于模糊決策的戰略投送支援車隊布局優化

鐘　敏，劉　興，劉艷娜

(1.軍事交通學院 基礎部，天津300161; 2.軍事交通學院 國防交通系,天津300161)

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基于模糊決策的戰略投送支援車隊布局優化

鐘敏1，劉興2，劉艷娜1

(1.軍事交通學院 基礎部，天津300161; 2.軍事交通學院 國防交通系,天津300161)

針對戰略投送支援車隊布局問題，分析了決定戰略投送支援車隊布局的不確定信息，提出了布局的動態優化框架，分階段建立了相應的決策模型。針對地域節點是否適合組建戰略投送支援車隊問題，應用模糊聚類方法進行分類篩選。在篩選后的節點地域中，利用專家群體的一致性意見,基于直覺模糊值的多屬性群決策模型對節點排序，確定公路支援車隊優先組建的節點地域，實現對戰略投送公路支援力量的布局優化。

戰略投送支援車隊；布局優化；模糊聚類；模糊多屬性群決策

戰略投送是為達成一定的戰略目的、綜合運用各種運輸力量向作戰或危機地區投入兵力集團的行動[1]。戰略投送能力直接體現國家軍事威懾力，是保障軍隊快速機動、爭取戰爭主動權的重要能力之一。戰略投送需要在很短的時間內將大量的兵力、裝備、物資集結于作戰或應急事件所在的較為狹小的地域，要求軍交運輸必須在極短的時間內釋放出最大潛能的綜合運輸保障能力[2]。本文探討的戰略投送支援車隊是戰略投送支援保障力量的重要組成部分，是軍隊運力的補充和豐富。按照軍民融合深度發展的戰略思想，戰略投送支援車隊，平時服務于國民經濟建設，應急時參加國家或地區應急救援運輸保障行動，戰時擔負戰略戰役兵力、裝備、物資的轉運、投送等任務。戰略投送支援車隊建設，涉及國家和社會運輸保障資源以及他們與軍隊的協調融合，涉及面廣、組織復雜，面臨許多新情況、新問題、新要求。目前，部分戰略投送支援車隊已經按要求在相關地域完成組建，其他戰略投送支援車隊將陸續進入選址、布局、組建的狀態。研究戰略投送支援車隊的布局優化，可以有效促進戰斗力、保障力的生成，有利于我軍戰略投送能力的提升。

1　戰略投送支援車隊布局優化思路

戰略投送支援車隊以所在地區已有的國防交通保障車隊為依托，考慮戰略投送對大型車輛的需求而組建。目前，戰略投送支援車隊的任務主要是保障戰略投送保障鏈的無縫銜接，即主要是鐵路、水路、航空不能到達的較短距離的轉運；將來，戰略投送支援車隊還可能直接承擔一部分戰略投送的任務。戰略投送支援車隊布局，就是決定需要組建多少戰略投送支援車隊以及在哪兒建和建多大規模。

隨著國家科技和經濟的發展、國際局勢的變化以及相應戰略方向的調整，戰略投送支援車隊布局是一個逐漸完善不斷變化的建設過程，除了受到戰略投送任務需求的主要影響，還受到軍隊自身運輸能力、所在地區已有的國防交通保障車隊狀況、當地地方企業運輸能力與運輸環境等影響；除了明確哪些地域可以且需要組建戰略投送支援車隊，還要決定其中哪些節點優先組建；除了對國家、軍隊運輸能力現狀有所了解，還需進一步對未來戰略投送的可能進行判斷、對未來軍隊運輸力量發展趨勢進行預測以及對未來地方經濟發展有一定的了解。戰略投送支援車隊布局面臨大量不確定條件，現有的選址模型并不適用。

本文針對我國目前發展特點，提出戰略投送支援車隊布局的動態建設優化框架，以適應不斷變化的國際、國內局勢。動態框架的思路如圖1所示。

圖1　公路支援保障力量布局動態框架

2　戰略投送支援車隊組建地域分類篩選模型

戰略投送支援車隊組建地域分類篩選的目的，是確定哪些地域適合新增戰略投送支援車隊，哪些地域適合維持現狀，哪些地域不適合組建戰略投送支援車隊而需要加強當地部隊駐軍的運輸能力。戰略投送支援車隊組建地域分類篩選的結果，將提供動態階段性建設方案的選擇范圍，即在一定周期內，確定哪些地域適合新增戰略投送支援車隊。

2.1影響分類篩選的因素和分類篩選方法的選擇

考慮現有支援力量與戰略投送需求之間的匹配，對于需求大而現有支援力量達不到的區域，優先考慮組建戰略投送支援車隊。

(1)主要戰略戰役方向的可能需求，這涉及戰爭的可能形態、戰爭的可能規模、戰爭的可能對象等。當戰爭的形態殘酷、規模較大時，對戰略投送的需求大，反之，對戰略投送的需求較小；另一方面，是戰爭的可能性，戰爭可能性越大的戰略戰役方向，越應有充分的準備。

(2)軍隊自身運輸能力的發展與部署，這涉及軍隊戰略投送中裝備配置狀態及鐵路、公路、水路、航空的銜接能力等。如果戰爭或應急行動規模不大、投送任務不大、部隊自身具有完成任務的能力，可以不用戰略投送支援隊伍，即使征用，規模可以很小；反之，需要動員整個社會的力量，綜合協調予以保障。

(3)當地國防交通保障車隊的發展與現狀，這涉及當地國防交通保障隊伍中運輸能力、維修保障能力、人員規模、訓練狀態等。如果當地國防交通保障車隊有較好的基礎，組建戰略投送車隊將是一個相對容易的任務；反之，組建戰略投送車隊可能會相對困難。

(4)當地地方企業運輸能力與運輸環境，這涉及當地經濟發展狀態、交通運輸設施發展狀態、交通運輸車輛發展狀態等。一般而言，經濟相對發達的地區，組建戰略投送車隊會較容易，這些車隊平時可從經營活動中獲得經濟收益，而戰時則用于軍事運輸；經濟欠發達地區，組建戰略投送車隊較困難，主要是大型車很難滿足要求，即使滿足，其平時的利用不會很充分，難以獲得經濟效益，很難持續發展。

所有這些因素是不斷發展變化的，存在相當大的不確定性，包含大量的隨機、模糊信息。且各因素描述不同的影響側面，各因素對戰略投送支援車隊運輸需求的影響作用不一，再加上能夠組建戰略投送支援車隊的縣級以上的行政區域多達2 000多個，各地在需求、組建條件、交通環境等方面有著較大差別。考慮所收集的數據性質，采用模糊聚類的方法，將縣級以上行政區域進行分類，對于不同類別的行政區域采取不同的策略。

2.2模糊聚類篩選

根據前文分析，對縣級以上行政區域，針對是否適合組建戰略投送支援車隊進行分類，所考慮的節點區域為n個，記ui為某個節點區域，i=1,2,…，n，記為

U={u1，u2，…,un}

分析每個節點區域的各種情況，收集相關的數據，并由此對其進行評價，對其中能精確表示的盡量精確表示，對其中不能直接用數值表示的指標，可通過專家打分的方式確定其指標取值。選取指標集為X={x1，x2，…，xm}，每個節點區域ui的評價指標記為

{xi1,xi2,…，xim}，i=1，2，…,n

原始數據矩陣可以表示為

采用適當的方法將所有數據標準化到[0，1]之間，選用數量積法、夾角余弦法、相關系數法、絕對值指數法[3]中的一種方法求出rij，rij為xi與xj的相似系數。可得模糊相似矩陣為

(1)

求取模糊等價矩陣t(R)，可采用“平方計算法”求模糊等價矩陣t(R)。

對模糊等價矩陣進行聚類處理，取不同的閾值λ∈[0，1]，通過分析得到最有價值的分類關系，建立動態聚類圖，確定現階段最適合組建戰略投送支援車隊的節點區域類。

2.3算例聚類結果

以想定的××戰區××省的數據為例，其國防交通專業保障隊伍編組數據聚類結果見表1。根據上文分析，選定節點地域可能面臨的戰爭規模、國防交通專業保障隊伍的人數、指揮和運輸類車輛數、當地國防交通保障隊伍建設情況等作為具體聚類指標，經過模糊聚類篩選，模糊聚類結果如圖2所示。

表1　　××戰區××省內國防交通專業保障隊伍編組

圖2　節點篩選的模糊聚類結果

所聚類的類別分為6類：類1={地點JN，地點WF，地點ZB}，類2={地點LC}，類3={地點DY}，類4={地點LY}，類5={地點DZ，地點JNI}，類6={地點QD，地點YT，地點RZ}。目前階段適合組建戰略投送支援車隊的節點地域集為：類1={地點JN，地點WF，地點ZB}。

3　基于直覺模糊值的公路支援保障力量多屬性群決策布局優化

通過前述的篩選階段，得到了范圍較小的適合組建戰略投送支援車隊的節點區域集。由于戰略投送支援車隊的布局，既不是以完成任務的時間為目標，也不是以覆蓋某區域為目標，而是以是否能提高軍隊的戰略投送能力為目標，完全不同于一般的選址模型，因此，本文將前述篩選階段所得的節點區域集看作可能的方案集，采用多屬性決策的方法，選擇階段性的組建節點。

但是某個城市(或地區)是否適合組建戰略投送支援車隊，要構建傳統多屬性決策需要的相互獨立、互不交叉、互不影響的屬性指標非常困難，且各因素描述不同的影響側面，各因素對戰略投送支援車隊運輸需求的影響作用不一，盡管已經縮小了選擇范圍，仍然很難直接對各節點進行排序比較。因此，采用基于直覺模糊集的群決策方法[4-7]，充分利用和反映專家群體的一致性意見，使決策結果盡量科學合理、避免失誤，又使得決策具有簡單可行的操作性。考慮到相關專家各自的專業領域與經驗不同，專家的個人偏好并不相互獨立，社會地位、知識面接近的專家偏好較為接近，有交叉和關聯，本文采用基于直覺模糊值Sugeno積分算子的多屬性群體決策方法。設多屬性群體決策中，E={e1，e2，…，er}為專家集，A={a1，a2，…，am}為備選節點集，X={x1，x2，…，xn}為備選節點的決策屬性集。

3.1基于直覺模糊值Sugeno積分算子的多屬性群體決策方法

(2)

于是，可得第k位專家的直覺模糊值決策矩陣：

(3)

與確定屬性指標集的直覺模糊重要性測度類似的方法，確定專家集E={e1，e2，…，er}中，專家與專家集的直覺模糊重要性測度。

(4)

3.2示例的綜合評價結果

現邀請3位專家，分別記為(e1，e2，e3)，屬性x1為節點是否適合主要戰略戰役方向的可能需求，屬性x2為當地國防交通保障隊伍是否適合組建，屬性x3為當地經濟發展、交通運輸設施發展、交通運輸車輛發展狀態是否適合組建。分別對3個可選節點(地點JN，地點WF，地點ZB)進行評估，記為(a1，a2，a3)。

根據經驗，先請專家首先給出屬性指標集(x1，x2，x3)上的直覺模糊重要性測度為

τ({x1})=(0.8，0.1)，τ({x2})=(0.7，0.2)，τ({x3})=(0.5，0.4)，τ({x1，x2})=(0.9，0.1)，τ({x2，x3})=(0.8，0.2)，τ({x1，x3})=(0.8，0.1)，τ({x1，x2，x3})=(1，0)

3位專家(e1，e2，e3)的直覺模糊重要程度分別為

τ({e1})=(0.4，0.5)，τ({e2})=(0.4，0.3)，τ({e3})=(0.3，0.6)，τ({e1,e2})=(0.7，0.1)，τ({e2，e3})=(0.6，0.2)，τ({e1，e3})=(0.7，0.2)，τ({e1，e2，e3})=(1，0)

3位專家對每個節點在各指標屬性下的評估信息，經過統計處理后，可表示為直覺模糊值，于是可得如下的決策矩陣：

(∨(∧(0.5，1)，∧(0.6，0.8)，∧(0.8，0.8))，∧(∨(0.4，0)，∨(0.3，0.1)，∨(0.1，0.1)))=

(0.8，0.1)

τ2((k),…，(3))])=(∨(∧(0.8，1)，∧(0.8，0.7)，∧(0.8，0.3))，∧(∨(0.2，0)，∨(0.2，

0.2)，∨(0.1，0.6)))=(0.8，0.2)

于是，可知節點a1，a2，a3的排序為

a1?a3?a2

即

地點JN?地點ZB?地點WF

對××戰區××省內的城市節點區域，目前階段應該優先在地點JN組建戰略投送支援保障車隊，而地點ZB次之、地點WF再次之。

4　結　語

戰略投送支援車隊是戰略投送支援保障力量的重要組成部分，戰略投送支援車隊的布局優化，有利于戰略投送能力的提高。通過對戰略投送公路支援保障力量布局的研究，綜合考慮目前我國的情況，其布局優化不是孤立的，必須置于國家戰略投送的能力體系中，著眼全局優化的目標而布局。

[1]劉繼賢.圍繞戰略投送能力的要求實行院校轉型[J].軍事交通學院學報,2012,14(10):1-2.

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[7]陳曉紅.復雜大群體決策方法及應用[M].北京:科學出版社,2009:71-83.

(編輯：張峰)

Location Optimization of Vehicle Fleet for Strategic Projection Support Based on Fuzzy Determination

ZHONG Min1，LIU Xing2，LIU Yanna1

(1.General Courses Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China; 2.National Defense Traffic Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

To solve the problems existing in the loaction of strategic projection support vehicle fleet, this paper analyzes the uncertainties in the location determination and proposes the dynamic optimization frame for the location. The corresponding determination models are established on different stages. Fuzzy clustering method is applied to assort all points that a vehicle fleet can be located in. By taking opinions of experts and using fuzzy multiple attribute group decision-making model, the priorities of the points are decided to optimize the location of the highway support capability in strategic projection.

vehicle fleet for stragetic projection support; location optimization; fuzzy clustering; fuzzy multiple arrtirbute group decision-making

2016-04-20；

2016-05-19.

軍事交通學院科研基金項目(2014B02)；軍事經濟研究中心研究課題(JSJJ2015-041).

鐘敏(1973—)，女，博士，副教授.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.002

E234

A

1674-2192(2016)09- 0005- 05