基于改进理想解法的战时物资调运方案评估

第１２卷第３期　军事交通学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｖｏｌ＿１２　Ｎｏ．３　Ｍａｖ　２０１０　２０１０年５月　●军事物流Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ　基于改进理想解法的战时物资调运方案评估　吕道成，朱万红，宋立平　（解放军理工大学工程兵工程学院，南京２１０００７）　摘要：基于战时物资调运风险性和改进理想解算法，构建了战时物资调运评价指标体系和综合评　估模型。通过评价指标向量余弦加权的方法，突出战时风险因素对物资调运的影响，使得物资调运　评估模型趋于完善，利于战时对抗环境中物资调运能力的提升。举例分析说明了该评估方法的客　观性和可靠性。　关键词：改进理想解法；战时风险性；物资调运；方案评估　中图分类号：Ｅ２３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—２１９２（２０１０）０３—００６８—０４　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｃｈｅｍｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｄｅａｌ　Ｐｏｉｎｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎ　Ｗａｒ　ＬＶ　Ｄａｏｃｈｅｎｇ，ＺＨＵ　Ｗａｎｈｏｎｇ，ＳＯＮＧ　Ｌｉｐｉｎｇ　（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，ＰＬＡ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｉｓｋ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｉｎ　ｗａｒｔｉｍｅ　ａｎｄ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｉｄｅａｌ　ｐｏｉｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｌｌａｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ　ａｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗｅｉｇｈ—　ｔｅｄ　ｖｅｅｔｏｒ　ｃｏｓｉｎｅ　ｏｆ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ，ｓｔｒｅｓｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｆａｃｔｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ａｓ—　ｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ　ｔｅｎｄｓ　ｔｏｗａｒｄｓ　ｐｅｒｆｅｃｔ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｉｄｅａｌ　ｐｏｉｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｗａｒｔｉｍｅ　ｒｉｓｋ；ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ｓｃｈｅｍｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　战时物资调运因受到环境复杂性、多变性等　因素的影响，保障方案实施具有极高的不确定性　和多样性。这是因为：①调运系统作为敌人封锁、　破坏的重点，战时敌方必将综合运用远程打击和　特种破坏等多种手段对其实施突然性破坏，生存　环境极其恶劣；②现代作战保障对象多，物资消耗　量大，使得保障任务重，补给困难，组织指挥具有　以修复；④载运能力受战时不确定因素的约束，导　致车辆损失或战斗减员，加之平时缺少实战训练，　使得运载能力面临严峻的考验　２ｊ。　因此，战时物资调运方案的综合评估不能仅　从降低成本、优化路径和调运时效性、效益性等出　发，更主要的应侧重战时风险性的考虑——怎样　应对战时不确定性因素对调运的影响，怎样应对　复杂性；③军事物资运输所涉及的交通运输线、运　输车辆、仓库基地、港口码头等位置相对固定、暴　露…，防护等级较低，一旦遭到破坏，短时问内难　调运风险，保障敌打击的薄弱环节和关键环节，才　是确保战时物资调运方案顺利实施的关键所在。　所以，基于作战风险性因素预测和估计的战时物　收稿日期：２００９—１２—２２；修回日期：２０１０—０２—０５．　作者简介：吕道成（１９８３一），男，硕士研究生；　朱万红（１９６４一），男，博士，教授，硕士研究生导师　２０１０年５月　吕道成等：基于改进理想解法的战时物资调运方案评估　资调运方案，对于应对未来全方位、多兵种、立体　化作战，实现迅速、隐蔽、安全和精准的物资调运　具有重要的现实意义。　１　理想解算法　理想解法原理是基于标准化后的原始矩阵，　找出有限方案集中的理想解和负理想解，构成一　个空间。理想解是指设想最优解，其各项指标值　均达到各方案集中最优值，负理想解则相反。待　评估的某方案视为该空间内的一条曲线，将该方　案与理想解（最优调运方案）及负理想解（最劣调　运方案）做比较，据此可获得该方案（解）与理想解　和负理想解间的距离，若某一方案既最靠近理想　解，同时又远离负理想解，则该方案为物资调运方　案集中的最佳方案。理想解法能充分利用有关信　息，求解思路清晰，在多属性群决策领域得到了广　泛应用Ｅ。一　。　但由于传统理想解法仅从距离上反映比较序　列与理想参考序列曲线的相似程度，忽略了不同　评价指标因素对曲线关联度的影响程度，即指标　的方向性；同时在多目标方案的决策中，确定权重　通常采用专家凭经验主观确定法和客观性定权　法，而专家凭经验主观确定法很难摆脱决策中的　随机性，且当样本分布属于非均匀分布时，客观性　定权法按比例定权有明显缺点＿６　Ｊ。为克服理想解　算法和通常权重确定的缺陷和不足，本文在传统　理想解法的基础上，采用向量夹角余弦来确定物　资调运评价指标的权重和方向性。该方法简单并　且计算收敛快，利于战时物资调运方案评估的实　施　２　构建战时物资调运方案评价指标　体系　２．１　评价指标的确立　战时对抗性环境中，物资调运方案评价基于　战时风险性考虑，从战时抗风险性、调运效益、综　合保障３个方面建立战时物资调运效绩评价指标　体系，实现战时物资调运方案的有效评估，所建战　时物资调运评价指标体系如图１所示。　评价指标通常分为成本型、效益型和适度型　指标。成本型指标就是数值越小越好的指标；效　益型指标是指数值越大越好的指标；适度性指标　是指数值越接近某个常数越好的指标。　图１　战时物资调运评价指标体系　２．１．１　抗风险性指标　１）风险预见机制ｋ　。该指标属于效益型指　标，是指受到敌人干扰破坏，从调运方案实施的风　险性、不确定性考虑方案战前建设的预见性。　２）突发响应机制　。该指标属于效益型指　标，是指从敌打击破坏策略和打击过程考虑，评估　运输活动的组织协调作战能力，以及敌打击破坏　反馈响应能力。　３）抗风险能力Ｊ｝　。该指标属于效益型指标，　是指根据调运方案的打击结果，考虑运输活动应　对突发情况及对调运风险的处置能力。　２．１．２调运效益指标　１）保障时效性．｝ｊ　。该指标属于适度型指标，　是指物资调运活动是在一定时间限度内进行的，　是由敌我双方具体情况决定的，不能随意提前和　推后　；是指在需要的时间投放到需要的地点的　精准程度。　２）经济成本ｋ　。该指标属于成本型指标，是　指基于经济成本考虑运输路径和运输方式的优　化，调运方案组织的合理性，综合效益的优化程　度。　３）保障多元化ｋ。该指标属于适度性指标，　是指调运物资运量大、种类多且流向分散，因此调　运物资数量应以满足作战需要为标准，实现既不　多也不少的优质高效、精准化调运。　２．１．３　综合保障指标　１）抢修与防护尼，。该指标属于效益型指标，　是指对敌实施打击的调运关键环节，从防护和抢　修角度考虑物资的保障能力与防护程度。　２）调运环境适应性ｋ　。该指标属于成本型指　标，是指处于战时对抗条件下，调运方案对地域和　空间环境以及交通网络的依赖与适应能力。　７０　军事交通学院学报　第１２卷第３期　３）应急动员ｋ。。该指标属于效益型指标，是　指平战应急动员转化能力和转化效率，军地一体　化联合保障体系，指挥控制、组织与协调建设，建　集合｝；　＝｛适度型指标集合｝。　则理想解为　Ｕ　＝｛“　，　，…，“　｝　若取　ｍｉｎｙｑｍａｘ，，　（４）　（ｊＥＪ・）　（ｊｅＪ２）（５）　立国民应急动员链并对其实施管理的可靠性程　度。　４）运输能力ｋ　该指标属于效益型指标，是　指运力的合理使用、路网的适当选择和运输秩序　有效调控等。　５）道路通过能力ｋ　该指标属于效益型指　标，是指从调运路线构筑等级考虑抗打击程度，确　定战时被毁状态下的道路通过能力。　２．２定性指标的量化分析　信息化条件下的局部作战对抗激烈，物资调　运环境复杂多变，影响调运实施的不确定性因素　多，加之对突发情况不能快速、全面地了解掌握，　因此，物资调运方案评估属于不确定情况下的多　目标决策问题。本文采用实际调查、专家打分、　ＡＨＰ法等方式对调运方案进行定性分析，再由模　糊数学１０／１０～１８／２标度法　实现调运方案的定　性评估语言矩阵定量化。　３　建立基于理想解的综合评估模型　３．１　确定物资调运方案标准化矩阵　根据物资调运方案集Ｔ＝｛　ｆ　ｉ＝１，２，…，ｍ｝　和物资调运评价指标Ｊ｝ｉ＝｛　Ｉｊ＝１，２，…，　｝，对调　运方案进行定性评估并实现定量化。由第ｉ个方　案关于第　指标的评价值　组成评估矩阵Ｘ＝　（　）　，采用向量归一化法对物资调运方案集形　成的评估矩阵做标准化处理，得标准化矩阵为　Ｙ：（Ｙ　）　（１）　其中　（１≤ｉ≤ｍ，１≤　≤ｎ）　（２）　３．２确定评估方案的理想解和负理想解　取所有调运方案集中各指标的最优值，组成　一个理想解Ｕ　；取所有调运方案集中各指标的最　劣值，组成一个负理想解　一。　当　＝１，２，…，ｎ时，取　ｍａｘｙ　（Ｊ．∈Ｊ１）　ｍｉｌ　ｎｙ　（　∈　）（３）、　　１一ｌｙ　一　ｌ／ｍａｘｌｙ　一”Ｉ（　∈Ｊ３）　式中：．，　＝｛效益型指标集合｝；Ｊ２＝｛成本型指标　１一ｍ．ｉｎｌＹｕ—ｙｊｌ／ｌｙ￣一ｙＪｌ（　∈Ｊ３）　则负理想解为　一＝，｛¨　，“　，…，ｕ　｝　（６）　３．３确定各评价指标权重　通过向量夹角余弦确定各评价指标权重，突　出评价指标在对抗环境下的差异影响和不确定性　因素的相对重要程度。　１）计算相对偏差矩阵　Ｒ＝（ｒ　）　的行向量　与△：（６　）　对应的行向量６　的夹角余弦，即　（ｉ＝１，２，…，ｍ）　（７）　１一　Ｉｙ　一　ｌ　Ｉ　ｕ　ｉ＊－Ｙｉｊ　Ｉ（８）　（　岳．，，）　ｍ　ｘｙ　一ｍｌｎ　｜　’　｛　‘　ｌ一Ｙ　一　　Ｉ１（－『　～　）　６　Ｉ　ｕ　ｉ－－　ｙ￣ｊ　Ｉ（＿『（９）　ｙ　一　“ｙ　《　）　２）将ｃ　归一化得到ｍ项评价指标的权向量为　Ｗ＝（Ｗ１，　２，…，Ｗ　）　（１０）　其中　Ｗ　＝—　（ｉ＝１，２，…，ｍ）　（１１）　ｃ　３．４确定最优物资调运方案　１）以理想解、负理想解作为参考数列，以被评　估方案作为比较数列，分别计算被评估方案到理　想解和负理想解的距离Ｓ　，Ｓｉ－，即　厂　——————————一　Ｓ　＝　ｗ　（ｙ　一ｕｊ　）　（１≤　≤ｍ）（１２）　厂　————————一　Ｓｉ－　√ｆ　（　一　）　（１≤　≤ｍ）　（１３）　２）根据各物资调运方案（解）与正、负理想解　的距离，求出相对贴近度　］　２０１０年５月　Ｓｉ＊　ｃ　＝　吕道成等：基于改进理想解法的战时物资调运方案评估　７ｌ　（１４）　化，得出战时物资调运方案评估值，见表１。　表１　调运方案定量化评估值　进行排序，贴近度大者调运能力强，战时调运效绩　较高；反之，调运效绩差。　调运方案　１　２　缸　５　ｋ６　７　ｋ８　９　】０　Ｉ】　７．６　５．３　８．７　５．７　８．２　７．２　５．８　７．５　８．７　８．３　６．８　４　应用实例　１）设需评估的物资调运方案集为Ｔ＝｛　ｌ　ｉ＝　１，２，…，５｝，根据所建立的物资调运效绩评价指标　体系（如图１所示）进行定性分析并进行模糊量　８．５　４．９　８．６　８．２　６．５　６．８　６．３　６．６　６．８　８．７　６．４　６．４　７．４　９．３　６．３　９．８　８．９　６．２　７．２　８．６　８．９　７．２　６．９　６．８　８．９　７．６　８．５　８．８　８．２　５．８　９．２　６．３　６．９　７．４　５．４　９．１　６．９　７．６　９．１　７．４　５．９　７．４　７．６　７．１　则根据式（１）其标准化矩阵为　０．４５　０．３９　０．４４　０．３６　０．４４　Ｏ．３９　０．３７　０．５Ｏ　０．４７　０．４８　０．４４　０．５１　０．３６　０．４３　０．５２　Ｏ．３５　０．３７　０．４１　０．４４　０．３７　０．４６　０．４１　ｙ＝［Ｙ　］５　ｘｌｌ＝　０．３８　０．５４　０．４７　０．４０　０．４６　０．４８　０．４０　０．４８　０．４６　０．４９　０．４７　０．４１　０．５０　０．４５　０．４８　０．４１　０．４７　０．５３　０．３９　０．５０　０．３５　Ｏ．４４　０．４４　０．４０　０．４６　０．４４　０．４１　０．４９　０．４８　０．３８　０．４０　０．４２　０．４６　¨　２）依据式（３）～（６）确定评估方案的理想解　和负理想解分别为　Ｕ　＝｛０．５１，０．５４，０．４７，０．５２，０．３５，０．３７，　０．３７，０．３８，０．５０，０．４９，０．４７｝　Ｕ一＝｛０．３８，０．３６，０．４３，０．３６，０．４６，０．４９，　５　结　论　由此可见，将方案问的距离与向量权重结合　考虑，体现出不确定因素在物资调运过程中的影　响，全面准确地反映决策方案与理想方案之间的　接近程度，即符合战时实际情况，又使得调运方案　评估理论更为科学，因此改进型理想解法得出的　结果是客观的、可靠的。　参考文献：　杨文索，姚金凯，王耀．战区内战时军事运输路径优化研究　０．５３，０．５０，０．３７，０．３５，０．４１｝　３）依据式（７）一（１１）求得各指标权重为　’．，＝（０．１３，０．１０，０．１　１，０．１２，０．０６，０．０７，　０．０７，０．０８，０．６，０．０９，０．１　１）　４）由式（１２）～（１４）计算各方案到理想解和　负理想解的距离及相对贴近度，见表２。　表２评估方案的计算结果　［Ｊ］．物流科技，２００９（４）：８８—９Ｏ．　刘星波．部队公路军事运输能力评估研究［Ｄ］．北京：后勤指　挥学院，２００７：４０—４２．　巩艳芬，张爱芬，吕延防．改进的ＴＯＰＳＩＳ法在天然气开发方　案优选中的应用［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报：社会科学版，　２００９，２（１１）：１５１—１５２．　骆文辉，杨建军灰色逼近理想解排序法在目标威胁评估中的　应用［Ｊ］．火力与指挥控制，２００９，２（３１）：１３０—１３２．　赵远飞，陈国华．基于改进逼近理想解排序（ＴＯＰＳＩＳ）法的应　急系统优化选址模型研究［Ｊ］．中国安全科学学报，２００８，９　（１８）：２２—２８．　根据表２可知：方案　＞方案　＞方案扎＞　方案　＞方案　。可见方案５调运能力最强，战　时调运效绩较高；而方案　：调运能力最弱，战时调　运效绩较低。　李柏年．多目标决策中客观性权重的一种确定法［Ｊ］．运筹　与管理，２００２，ｌ１（５）：３６—３９．　通过实例分析可知，该排序结果即突出战时　任海泉．军队指挥学［Ｍ］．北京：国防大学出版社，２００７．　徐泽水．关于层次分析法中几种标度法的模拟分析［Ｊ］．系　统工程理论与实践，２０００，２６（７）：５９—６２．　物资调用风险性的影响，同时又考虑了其他效绩　评估指标的作用，具有较好的针对性和可行性，从　而最大程度地保证了评估结果的准确性和客观　性。　徐泽水．多目标决策方案优选法的改进和推广［Ｊ］．解放军　理工大学学报，２０００，１（３）：９４—９６．　（编辑：关立哲）