聯合投送調度指揮系統效能評估研究

劉國清，劉　中，王　海，劉海偉，康星慧

(1.軍事交通學院 聯合投送系，天津 300161; 2.天津龍源風力發電有限公司，天津 300042；3.中央軍委后勤保障部 漢陰油料倉庫，陜西 漢陰 725100)

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聯合投送調度指揮系統效能評估研究

劉國清1，劉中1，王海1，劉海偉2，康星慧3

(1.軍事交通學院 聯合投送系，天津 300161; 2.天津龍源風力發電有限公司，天津 300042；3.中央軍委后勤保障部 漢陰油料倉庫，陜西 漢陰 725100)

針對聯合投送調度指揮系統的特點，制定了效能評估指標，在此基礎上構建了效能評估模型，選取層次分析法和模糊綜合評價法進行定量與定性分析，最后結合具體系統實例進行了驗證分析。

聯合投送；調度指揮；效能評估

聯合投送調度指揮系統效能主要是指系統所蘊藏的有利作用，這種作用體現在應用系統后能達到調度指揮高效、獲取信息實時準確、投送態勢展現直觀形象、系統操作便捷等方面，在戰時又體現在聯合投送調度對于前方作戰的供應保障能力上。聯合投送調度指揮系統效能評估是指利用定性和定量的評估方法，綜合分析系統性能以及系統對于調度指揮過程所產生的影響。評估過程需要結合系統的具體功能以及實際使用情況構建合理的評估指標體系，同時選擇恰當的評估方法，計算出系統的實際效能指標，為系統功能鑒定以及進一步改進提供依據。

1　系統功能分析

聯合投送調度指揮系統，旨在實現鐵路、公路、水路、航空軍事運輸以及多式聯運全過程的實時管理與監控，為軍事運輸管理提供信息化技術手段[1]。主要包括計劃提報、計劃管理、動態跟蹤、運輸調度、運輸戰備和民用交通資源信息獲等幾大功能。

1.1計劃提報

計劃提報功能主要是指部隊歸口的計劃提報單位依據運輸任務提出軍事運輸需求，向運輸投送部門提報運輸計劃，是各級運輸投送部門快速、準確獲取部隊軍事運輸需求的基本途徑。

1.2計劃管理

計劃管理是指部隊有關單位利用運輸工具輸送人員、物資或裝備而編報的經運輸投送部門核準的計劃，它是完成軍事運輸任務的重要環節，是運輸投送部門、部隊與地方運輸行業協同組織運輸的依據，不僅是軍事行動和后勤保障計劃的重要組成部分，也是國家運輸計劃的重要組成部分。及時、準確、合理地編制軍事運輸計劃，對于迅速準確、安全保密、綜合運用、經濟合理地完成軍事運輸任務具有重要作用。

1.3動態跟蹤

對軍事運輸任務進程進行追蹤，通過智能感知平臺，實現對在運物資、運載工具、保障裝備、裝卸載現場以及交通設施的實時感知。動態跟蹤對實現鐵路、公路、水路、航空軍事運輸以及綜合運輸的運力資源能力的動態掌握、軍事運輸對象運輸動態的及時掌控、調度指揮的全程可視可控具有極其重要的意義。

1.4運輸調度

軍事運輸調度按照軍事運輸計劃要求，組織裝運工具，協調裝卸用具，騰空裝載場地，擬制裝載計劃，及時掌握裝載進程和組織實施情況；擬制運行計劃，合理安排運行路徑，改善運行條件，強化運行保障，提高運行效率；擬制卸載計劃，組織卸載力量，加快卸載進度；密切有關單位的組織協同，及時掌握運輸情況，處理運輸過程中發生的問題，保障軍事運輸任務的完成。

1.5運輸戰備

運輸戰備功能主要是指根據預定作戰任務、戰備計劃和運輸條件等在平時擬制部隊輸送和保障預案。它是部隊戰備方案的組成部分，對保障部隊快速機動有重要作用。

1.6民用交通資源信息獲取

民用交通資源信息獲取功能主要是指從鐵路、公路、水路、航空民用交通運輸信息系統中獲取軍事運輸所需要的相關信息，并提供信息資源的采集、匯聚、接入等功能。

2　效能評估指標體系設計

2.1指標體系構建

聯合投送調度指揮系統作為運輸投送領域的C4ISR系統，在性能上需要滿足獲取信息全面、準確，信息處理及時、有效，綜合態勢直觀展現，輔助指揮員正確決策，具有較強的生存能力和相應的保障措施等要求。

根據以上對聯合投送調度指揮系統的性能要求分析，結合相關領域專家意見，按照分層模式構建系統的效能評估指標體系(見表1)。

表1　系統效能評估指標層次模型

2.2權重計算方法選取

常用的效能評估的方法往往與權重的確定有很大關系，權重是指某一個效能指標相對于同一級指標而言的重要程度，是在其上一級指標中占有比重的體現，同時也表明了它在整個系統中的重要程度[2]。選擇一個合理有效的方法計算權重，直接影響最終效能計算的可信性。

層次分析法(AHP)是一種比較常用的權重確定方法[3]，其兩兩比較的方式相比于直接賦值法有很大的優勢。一方面，直接賦值法是由專家直接給出權值，一旦出現一個錯誤將導致此效能指標權重偏離，而層次分析法兩兩比較的方式能將這種個別誤差的影響降低，結果相對穩定；另一方面，這種比較的方法對于專家評判來說是一種相對簡單的方式，能夠更精確地做出判斷，結果也會更加合理。本文采用層次分析法計算權重，具體步驟在案例分析中進行詳細描述。

3　效能評估計算

3.1二級能力指標效能評估

(1)專家對聯合投送調度指揮系統進行調查研究，然后在[ 1, 10 ]區間內為每一個二級因素打分，分數越高表明對該二級因素的滿意度越高。這里需要記下每個分數被打的次數[4]。

(2)取評價集為{好，中，差}，利用模糊統計法計算每個分數對應評價集中元素的隸屬度。例如對于“好”這個模糊概念，有10位專家對其相應區間進行評判，結果認為“好”對應區間為[ 5,10]的專家有3位、[ 6, 10 ]4位、[ 7, 10 ]1位、[ 8,10 ]2位，則5、6、7對“好”的隸屬度分別為0.3、0.7和0.8，8、9、10均為1。

(4)將影響同一級因素的二級因素的評價結果排列起來組成一個n×3階模糊評價矩陣X。

3.2一級能力指標效能評估

Pk=WTXk

正規化后得到Yk，Yk為包含3個元素的向量，表示該一級因素被評為“好”“中”“差”的比例。

3.3系統總體效能評估

根據Y1，Y2，…，Yk組成的模糊矩陣，使用一級能力指標效能評估計算相同的方法，可以得到系統總體效能的評估結果Z。

4　案例分析

4.1案例想定

由于當前聯合投調度指揮系統尚未研制成功，因此現在以駐某鐵路局軍代處鐵路軍事運輸調度指揮系統為例進行系統效能評估。本文在2.1中已經構建了聯合投送調度指揮系統的指標體系，按照這個指標體系征求包括軍代處參謀、系統研發人員在內10位專家的意見，采取問卷打分的形式收集重要參數值，以此為依據確定二級指標分數、判斷矩陣、評價集隸屬度等關鍵的問題。

(1)二級能力指標分數。打分采取10分制的形式進行，表2中二級指標分數欄內的10個數字分別為10位專家對相應指標所打的分數。

(2)各級能力指標判斷矩陣。一級能力指標的相對權重見表3，“信息集成處理能力”二級能力指標的相對權重見表4。

表2　二級能力指標分數

表2(續)

表3　一級能力指標相對權重

表 4　“信息集成處理能力”二級指標系相對權重

其他二級指標的相對權重表按照同樣方式填寫。

(3)評價級{好、中、差}對應分數的隸屬度值。10位專家對于評價集{好、中、差}在[1,10]區間上的隸屬情況見表5。

表5　專家評價隸屬

4.2系統效能評估

表1中已經建立了系統效能評估的指標體系，在此基礎之上，首先需要確定各級指標的權重。

(1)確定各級指標權重。首先求解一級指標 “信息集成處理能力”下的各二級指標的權重，由表4可得“信息集成處理能力”下各二級指標的判斷矩陣為

將判斷矩陣每列進行正規化處理，可得如下矩陣：

將此矩陣按行相加得

[0.5740.2871.9251.2530.962]T

經過正規化處理后得特征向量：

W1=[0.1150.0570.3850.2510.192]T

為了驗證判斷矩陣的一致性，需要求其最大特征值，公式為

式中：n為判斷矩陣的維數；Wi和Wj是特征向量中的第i個和第j個數值；cij為判斷矩陣中第i行第j列對應的數值。將n=5代入上式可得

λmax=5.072

將最大特征值代入一致性檢驗公式

其中RI可通過查表得到，n=5時，RI=1.12，可得

CR=0.016<0.1

因此，判斷矩陣一致性滿足要求，“信息集成處理能力”指標下二級指標的權值向量為

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

按照相同的方法可得出其他權值向量。

“態勢展現能力”指標下二級指標的權值向量為

W2=[0.076，0.130，0.184，0.249，0.315，

0.047]T

“系統通信能力”指標下二級指標的權值向量為

W3=[0.099，0.322，0.064，0.291，0.224]T

“決策支持能力”指標下二級指標的權值向量為

W4=[0.119，0.082，0.059，0.351，0.246，

0.143]T

“生存保障能力”指標下二級指標的權值向量為

W5=[0.389，0.166，0.269，0.108，0.067]T

一級指標權值向量為

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

(2)計算評價集隸屬度向量。確定了各級指標的權重后，需要確定評價集{好，中，差}在專家打分中的隸屬度，對表5中專家打分情況進行統計(見表6)。由表6可計算出評價集{好，中，差}的隸屬度(見表7)。

表6　分數區間認同情況統計

表7　評價集隸屬度

由表7可得隸屬度向量表達式：

L好=[0，0，0，0，0，0，0.4，0.9，1，1]T

L中=[0，0，0.1，0.7，0.9，1，0.6，0.1，0，0]T

L差=[1，1，0.9，0.3，0.1，0，0，0，0，0]T

從左至右的數據表示專家打分為1，2，…，10的人數。

即為“信息來源多樣性”指標的評估結果。這個結果表明對于“信息來源多樣性”這個指標，專家認為好的占4%，認為中的占26%，認為差的占70%。按照上述方法可得其他二級指標的評估結果。

(4)一級能力指標評估。首先計算一級能力指標“信息集成處理能力”的評估值。由上文可得“信息集成處理能力”下的所有二級能力指標的模糊評估矩陣：

由之前計算的二級能力指標權值向量可知，“信息集成處理能力”下的二級指標的權值向量為

W1=[0.115，0.057，0.385，0.251，0.192]T

則可得

P1=W1TX1=[0.316,0.433,0.252]

正規化處理后得

Y1=[0.316,0.433,0.252]

即為一級能力指標“信息集成處理能力”的評估值。按照相同的方法可以得到其他幾個一級能力指標的效能評估向量如下：

一級能力指標“態勢展現能力”的效能評估向量為

Y2=[0.430,0.422,0.148]

一級能力指標“系統通信能力”的效能評估向量為

Y3=[0.679,0.298,0.023]

一級能力指標“決策支持能力”的效能評估向量為

Y4=[0.388,0.558,0.054]

一級能力指標“生存保障能力”的效能評估向量為

Y5=[0.493,0.485,0.022]

(5)系統總體效能評估。系統的總體效能評估值計算和一級能力指標效能計算方法相同，首先需要計算一級能力指標的模糊評估矩陣：

之前已經計算得出一級能力的指標權值向量：

W=[0.133，0.188，0.211，0.394，0.074]T

因此可得

Q1=WTY=[0.455,0.456,0.090]

正規化處理后得

Z=[0.455,0.456,0.090]

Z即為系統總體效能評估值，其中“好”“中”“差”的比例分別為45.5%、45.6%和9%，按照最大隸屬原則，可以認為系統總體效能評估結果為“中”。

4.3評估結果分析

通過對駐某鐵路局軍代處所使用的鐵路軍事運輸調度指揮系統進行評估，最終評估結果為“中”，下面對結果進行分析。

結果為“中”，則說明系統具有改進的空間，具體需要改進的指標可通過各指標的效能評估值來確定。通過從一級指標至二級指標的順序查詢，發現一級指標中評價為“差”的比例相對較多的指標為“信息集成處理能力”和“態勢展現能力”，其評估結果分別為

Y1=[0.316,0.433,0.252]

Y2=[0.430,0.422,0.148]

進一步分析兩個一級指標中的二級指標，發現“信息來源多樣性”“信息融合效果”和“態勢信息綜合性”這3個指標的評估結果為“差”，因此為了改善系統整體性能，這3個指標是需要重點改進的。

需要明確的是，由于本實例針對鐵路軍事運輸調度指揮系統進行評估，因此評估結果中與綜合信息集成和綜合態勢展現相關的3個指標比較差，這也是單一運輸方式調度指揮系統與聯合投送調度指揮系統之間的差異所在。所以在現有調度指揮系統基礎之上發展聯合投送調度指揮系統，實現信息的綜合集成與展現具有重要意義。

5　結　語

聯合投送調度指揮系統是實現運輸投送保障需求及時獲取、保障資源動態掌握、保障計劃科學制定、保障動態智能感知和保障行動全程調控的核心所在。本文在對系統功能進行分析的基礎上構建了相應的功能指標體系，并提出了定性與定量相結合的系統效能評估方法，為系統功能鑒定以及修改完善提供了依據。

[1]夏威，朱建民，呂俊.論后勤信息化建設戰略[J].后勤學術，2005(7) ：9-12.

[2]陳曉明.C4ISR系統效能評估研究[J].電光與控制，2010，17(1)：48-50.

[3]王偉.裝備保障系統效能綜合評估方法研究[D].長沙：國防科學技術大學，2009.

[4]劉新勇，劉雅奇，李琳.指揮自動化系統綜合效能評估系統設計[J].微計算機信息，2010，26(1)：30-32.

(編輯：閆曉楓)

Effectiveness Assessment of Joint Projection Dispatching & Controlling System

LIU Guoqing1, LIU Zhong1, WANG Hai1, LIU Haiwei2，KANG Xinghui3

(1.Joint Projection Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China； 2.Tianjin Longyuan Wind Power CO.,LTD., Tianjin 300042, China； 3.Hanyin Oil Depot, Logistics Support Department of CMC, Hanyin 725100, China)

The joint projection dispatch and control has its own unique characteristics. This paper establishes an effectiveness assessment index system on which an effectiveness assessment model is built. Both quantitative and qualitative analyses are carried out by using AHP and fuzzy comprehensive evaluation method. Case analysis is also carried out to verifly this model.

joint projection; dispatch and control; effectiveness assessment

2016-03-10；

2016-03-24.

劉國清(1986—)，男，碩士，講師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.007

E234

A

1674-2192(2016)09- 0028- 06