基于AHP聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力評估

祝愛民 宋蘭軍 高永凱 由繼莊

(石家莊陸軍指揮學(xué)院 石家莊 050084)

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基于AHP聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力評估

祝愛民 宋蘭軍 高永凱 由繼莊

(石家莊陸軍指揮學(xué)院 石家莊 050084)

聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力評估是聯(lián)合戰(zhàn)斗部隊指揮員及其指揮機關(guān)組織戰(zhàn)斗過程中一項重要工作,文章通過對影響聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力因素分析,構(gòu)建遞階層次模型,并利用層次分析法對聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力因素從定量角度進(jìn)行評估,得出各個因素對聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力影響程度,為聯(lián)合戰(zhàn)斗部隊指揮員及其指揮機關(guān)提供輔助決策。

層次分析法; 聯(lián)合戰(zhàn)斗群; 作戰(zhàn)能力評估

Class Number E917

1 引言

伴隨戰(zhàn)爭形態(tài)不斷演變和軍隊信息化建設(shè)進(jìn)程的加快,聯(lián)合作戰(zhàn)已由原來主要在戰(zhàn)役層面組織與實施逐漸向戰(zhàn)術(shù)層面延伸,戰(zhàn)術(shù)層級聯(lián)合作戰(zhàn)更加普遍,并直接催生了信息化條件下新的戰(zhàn)斗形態(tài)——聯(lián)合戰(zhàn)斗[1]。聯(lián)合戰(zhàn)斗群作為一支重要作戰(zhàn)力量,它具備較強的實時戰(zhàn)場感知、高效指揮控制、聯(lián)合火力打擊、立體機動突擊和精確快速保障等新的作戰(zhàn)能力[2]。聯(lián)合戰(zhàn)斗群的指揮員及其指揮機關(guān)對所屬的編成力量的作戰(zhàn)能力分析與評估是當(dāng)前作戰(zhàn)研究的一個重要內(nèi)容,目前對聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力的分析和評估多是定性的,但隨著我軍武器裝備戰(zhàn)技性能水平的提高和作戰(zhàn)更加精確化的需要,僅用定性的方法來分析和評估聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力已不能滿足需要,定量地研究聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力已經(jīng)提到議事日程。

文章用層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)對聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力進(jìn)行了較為全面的分析,并建立了聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次模型,采用定量分析手段科學(xué)評估其作戰(zhàn)能力,改變傳統(tǒng)的定性分析的決策思維方式,避免主觀隨意性和經(jīng)驗決策的局限性,從而使得指揮員決策的可信度高,可靠性強。

2 層次分析法描述

層次分析法(AHP是美國運籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)A.L.Satty教授在20世紀(jì)70年代提出的一種系統(tǒng)分析方法[3]。層次分析法是定性分析和定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法,該方法特別適用于目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)的決策問題,較好地處理了難以用定量方法進(jìn)行分析的復(fù)雜問題。

3 層次分析法基本原理

層次分析法解決問題,通常分為以下四個步驟。

3.1 建立遞階層次結(jié)構(gòu)

建立遞階層次結(jié)構(gòu)是層次分析法解決問題最為關(guān)鍵的一步,首先將要解決的問題進(jìn)行分解,其組成部分稱為元素,然后將這些元素按照不同屬性分類成不同層次(如目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層、方案層、措施層等),用框圖的形式說明層次的遞階結(jié)構(gòu)與因素的從屬關(guān)系。當(dāng)某個層次包含的因素較多時,可以將組又細(xì)分成子元素,以形成不同層次結(jié)構(gòu)。同一層次的元素作為準(zhǔn)則或子準(zhǔn)則,每一準(zhǔn)則或子準(zhǔn)則既對下一層次的某些元素起支配作用,同時又受到上一層次元素的支配。最上層稱為目標(biāo)層,通常是待解決問題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果,一般只有一個元素;中間層稱為準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則,通常是實現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié);最低一層稱為措施層或方案層,通常為實現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。

3.2 構(gòu)造兩兩比較矩陣

3.3 層次單排序并進(jìn)行一致性檢驗

計算每一個比較矩陣的最大特征值及對應(yīng)的特征向量,利用一致性指標(biāo)、隨機一致性指標(biāo)和一致性比率進(jìn)行一致性檢驗。若檢驗通過,對特征向量進(jìn)行歸一化處理即為權(quán)向量;反之,需重新構(gòu)造比較矩陣。

表1 AHP兩兩比較標(biāo)度

3.4 層次總排序并進(jìn)行一致性檢驗

計算最下層的對目標(biāo)的組合權(quán)向量,并進(jìn)行一致性檢驗。AHP的最終結(jié)果是得到相對與目標(biāo)的各決策方案優(yōu)先順序權(quán)重,并給出這一組合排序權(quán)重所依據(jù)的整個遞階層次結(jié)構(gòu)所有判斷的總的一致性指標(biāo),據(jù)此做出決策。

4 聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次模型構(gòu)建

圖1 聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次模型

聯(lián)合戰(zhàn)斗群是未來聯(lián)合作戰(zhàn)基本作戰(zhàn)單位,對聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力評估準(zhǔn)確、科學(xué)與否,與評估因素有很大關(guān)系,對于聯(lián)合戰(zhàn)斗群而言,主要是對作戰(zhàn)時影響其火力、機動突擊、防護、指揮、保障等綜合效能發(fā)揮的多種因素進(jìn)行有重點的分析和比較,因素通常包括武器裝備的戰(zhàn)技性能和數(shù)量、作戰(zhàn)人員的素質(zhì)和訓(xùn)練水平、編制和戰(zhàn)斗編組、指揮員的水平以及物資保障情況等,從上述因素中得出最大程度地影響聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力發(fā)揮的因素,為指揮員提供輔助決策。據(jù)此建立聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次模型如圖1所示[4]。

5 聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力層次數(shù)據(jù)處理

聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次模型建立后,就表明影響其作戰(zhàn)能力的諸因素都被確定了,這些因素在形成聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力時,各自影響不盡相同,而且不同的作戰(zhàn)任務(wù),不同條件下同一因素的影響也是不一樣的,因此在分析評估各因素的權(quán)重時,既要反映客觀實際,又要做到相對合理,使不同的因素之間具有相對合理的比較,從而使判斷矩陣更加科學(xué)。在上述遞階層次模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)軍事人員和專家的評估,得到準(zhǔn)則相對于目標(biāo)層的判斷矩陣A-B如表2所示。

表2 判斷矩陣A-B

采用方根法求解A-B層的權(quán)重順序得到排序權(quán)向量為WA-B=(0.45,0.27,0.16,0.08,0.04)T,由此得知λmax=5.22。

對A-B層單排序進(jìn)行一致性檢驗[6],需要計算的一致性指標(biāo)為

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

其中n為判斷矩陣的階數(shù)。

RI為平均隨機一致性指標(biāo),其取值如表3所示[5]。

表3 平均隨機一致性指標(biāo)RI

從而得出一致性比為

CR=CI/RI=((λmax-n)/(n-1))/RI

=((5.22-5)/(5-1))/1.12=0.046<0.1

所以判斷一致性可以接受,類似得出B1-C,B2-C,B3-C,B4-C,B5-C層判斷矩陣分別如表4～表8所示。

表4 判斷矩陣B1-C

B1C1C2C115C21/51

表5 判斷矩陣B2-C

表6 判斷矩陣B3-C

B3C5C6C7C5137C61/315C71/71/51

表7 判斷矩陣B4-C

同理得出C1-D,C2-D,C3-D,C4-D,C5-D,C6-D,C7-D,C8-D,C9-D,C10-D,C11-D層判斷矩陣分別如表9～表19所示。

表8 判斷矩陣B5-C

B5C10C11C1015C111/51

表9 判斷矩陣C1-D

表10 判斷矩陣C2-D

C2D3D4D311/3D431

表11 判斷矩陣C3-D

表12 判斷矩陣C4-D

C4D7D8D711/3D831

表13 判斷矩陣C5-D

表14 判斷矩陣C6-D

C6D11D12D1113D121/31

表15 判斷矩陣C7-D

表16 判斷矩陣C8-D

C8D14D15D1413D151/31

表17 判斷矩陣C9-D

表18 判斷矩陣C10-D

C10D19D20D21D19179D201/713D211/91/31

表19 判斷矩陣C11-D

在層次分析法計算各層元素的權(quán)重時,假設(shè)已經(jīng)計算出第k-1層元素相對總目標(biāo)的組合權(quán)重排序權(quán)重向量ak-1=(a1k-1,a2k-1,…,amk-1)T,第k層在第k-1層第j個元素作為準(zhǔn)則下元素的排序權(quán)向量為bjk=(b1jk,b2jk,…,bmjk)T,其中不受支配(即與k-1層第j個元素?zé)o關(guān))的元素權(quán)重為零,令Bk=(b1k,b2k,…,bmk),則第k層n個元素相對于總目標(biāo)的組合排序權(quán)重向量為ak=Bkak-1[7～8]。

根據(jù)上述計算方法得出聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力層次總排序結(jié)果,A-D層排序權(quán)重為WA-D=(0.017,0.352,0.04,0.08,0.311,0.001,0.016,0.024,0.001,0.01,0.006,0.002,0.001,0.0025,0.0011,0.003,0.025,0.002,0.034,0.028,0.025,0.0095,0.005,0.0039)T。

通過A-D層排序權(quán)重值WA-D可知方案空中火力在整個聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力中起主要作用,其次是輪式機動方式。在實際的聯(lián)合戰(zhàn)斗中,作戰(zhàn)能力能否發(fā)揮到最大效能,與整個聯(lián)合戰(zhàn)斗群空中火力打擊效果和機動的方式是有著主要聯(lián)系的。

6 結(jié)語

文章初步利用層次分析法對聯(lián)合戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力進(jìn)行了量化評估,但是在實際的評估過程中,還是有一定的不足,主要體現(xiàn)在構(gòu)建聯(lián)合戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)能力遞階層次結(jié)構(gòu)上,考慮的因素還不是很全面,以及在構(gòu)造判斷矩陣時在一定程度上采用了軍事人員長期的實踐經(jīng)驗而得到的數(shù)值,雖然通過了一致性檢驗,但是還有很多可以優(yōu)化的空間[9],同時在計算各個權(quán)重數(shù)值時主要還是通過人工方式,計算量很大,應(yīng)采用計算機輔助的方法加以獲取[10],這樣才能在以后的實踐中發(fā)揮更大的應(yīng)用價值。

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Operational Capability Assessment of the Joint Combat Group Based on AHP

ZHU Aimin SONG Lanjun GAO Yongkai YOU Jizhuang

(Army Command Academy, Shijiazhuang 050084)

Assessment of the joint combat group operational capability which is carried out by the commanders and the headquarters of the joint combat arms in the process of drawing up the combat is an important work. The paper firstly analyses the factors which affect the joint combat group operational capability, establishes the hierarchy model and evaluates the factors of the joint combat group operational capability with the quantitative analysis by using the AHP. It makes the extent of every factor which affects the joint combat group operational capability, the commanders use the evaluation results to adjust the decision and combat deployment plan.

AHP, joint combat group, operational capability assessment

2015年1月3日,

2015年2月28日 作者簡介:祝愛民,男,博士研究生,講師,研究方向:合同戰(zhàn)術(shù)理論與應(yīng)用。宋蘭軍,男,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:合同戰(zhàn)術(shù)理論與應(yīng)用。高永凱,男,博士研究生,講師,研究方向:兵種戰(zhàn)術(shù)理論與應(yīng)用。由繼莊,男,博士研究生,講師,研究方向:作戰(zhàn)指揮。

E917

10.3969/j.issn1672-9730.2015.07.009