消防部队灭火救援指挥决策中优选作战方案的效用模型研

1、PAGE 62灭火救援技术进展2009年年刊 重点实验室科研项目消防部队队灭火救救援指挥挥决策中中优选作作战方案案的效用用模型研研究夏登友（中国人人民武装装警察部部队学院院消防指指挥系，河北廊廊坊06650000）摘 要要评估优优选作战战方案是是指挥决决策活动动中的重重要环节节和内容容。在建建立优选选指标体体系的基基础上，提出一一种基于于效用函函数的灭灭火救援援指挥决决策优选选评估方方法模型型，该方方法模型型使不同同优选指指标对待待评价方方案的效效能值通通过效用用函数得得以转化化，从而而使其更更具可比比性，便便于进行行方案优优选。实实例研究究表明：该方法法模型充充分利用用专家评评判和现现有决策

2、策信息，决策结结果相对对比较合合理、客客观、可可靠，可可为消防防指挥员员进行灭灭火救援援指挥决决策参考考。关键词灭灭火救援援指挥；效用函函数；指指标体系系；模糊糊优选灭火救援援指挥决决策是一一个复杂杂的多目目标决策策过程1，它要求求决策者者必须对对火灾扑扑救方案案、人员员救护、各种消消防资源源的调度度等进行行综合考考虑。一一场灭火火救援战战斗的成成败不仅仅在于兵兵力和灭灭火技术术装备是是否优劣劣，更重重要的在在于火场场指挥者者的指挥挥决策能能力和水水平的高高低。正正确的指指挥决策策能使蕴蕴藏在灭灭火指战战员、技技术装备备中潜在在的战斗斗力得到到充分发发挥而产产生实际际的有效效的灭火火救援战战斗

3、力。因而，指挥者者在进行行决策活活动时，需要在在充分了了解任务务、判断断情况、听取建建议的基基础上，拟制多多种作战战方案，并对每每个方案案的作战战效益、作战风风险、实实施难度度等进行行多方面面的分析析、权衡衡，作出出实际的的评价和和估量，以便从从中选择择最优方方案，作作为最终终作战决决心。目前，在在灭火救救援指挥挥决策中中，作战战方案的的优选问问题主要要还是指指挥员依依靠个人人的知识识、经验验和观点点来做出出判断。由于指指挥员在在各方面面素质上上的差异异，不同的的指挥员员所做出出的选择择也不相相同。很很明显，这种个人人经验式式的主观观决策存存在较大大的弊端端，既不科科学也不不严谨。因而在在进行

4、灭灭火救援援作战方方案优选选时，应应当寻求求一种更更为科学学的、能能对待选方方案进行行全面比比较的方方法，通过它它来衡量量每个待待选方案案的优劣劣。鉴于于此，本本文提出出一种基基于效用用函数的的方法模模型，对对消防部部队灭火火救援决决策中的的作战方方案进行行评估优优选。1 灭火火救援作作战方案案的内容容及优选选指标体体系的建建立1.1 灭火救救援作战战方案的的内容灭火救援援作战方方案是火火场指挥挥员依据据作战任任务，对对灭火救救援意图图和行动动实施办办法的设设想。其其主要内内容包括括：火情判判断结论论，作战企企图，主要作作战方向向的确定定，力量部部署和任任务分工工，主要战战术技术术方法，协同动

5、动作和各各种保障障等。制制定方案案是作战战决策过过程中的的重要环环节，目目的是为为指挥员员及时定定下正确确决心奠奠定科学学的基础础。1.2 灭火救救援作战战方案优优选指标标体系的的构建对多种灭灭火救援援作战方方案进行行评估优优选，必必须有明明确的标标准，必必须建立立优选作作战方案案的指标标体系。根据消消防部队队灭火救救援作战战的目标标和特点点，本文文确定四四个指标标作为评评估优选选标准，构建了了灭火救救援作战战方案的的优选指指标体系系（见表表1）。 作战战目标。作战方方案是达达成作战战目标的的行动计计划与途途径，评评估优选选一个灭灭火救援援作战方方案，必必须看它它符合灭灭火救援援作战目目标要求

6、求的程度度如何。 作战战效益。作战效效益是指指战果与与付出代代价的比比值，它它是评估估优选作作战方案案的基本本依据。一般来来讲，作作战效益益越大，则方案案越好，在评判判一个方方案的优优劣时作作战效益益是一个个非常重重要的指指标。表1 灭灭火救援援作战方方案的优优选指标标体系及及指标标标准值2-55A优选指标标指标标准准值优良中差A1作战目标标0.9000.7550.6000.400A2作战效益益0.9000.7550.6000.400A3作战风险险0.4000.6000.7550.900A4作战灵活活性0.9000.7550.6000.400 作战战风险。风险度度是指在在付出一一定代价价的前提

7、提下，为为实现作作战目标标所需的的各项条条件下，已经具具备的条条件和尚尚未具备备的条件件之间的的比例。通常情情况下已已经具备备的有利利条件多多，胜利利的把握握性就大大，所承承担的风风险就小小。对于于战果明明显，但但风险极极大，把把握性较较小的作作战方案案，要慎慎重选择择。 作战战灵活性性。灵活活性是消消防部队队进行灭灭火救援援时对火火场情况况变化的的适应度度。优选选作战方方案时要要考虑其其是否具具有一定定的灵活活性以适适应火场场复杂多多变的情情况。1.3 优选指指标体系系各指标标权重的的确定灭火救援援作战方方案优选选指标体体系确定定后，还还需要合合理地确确定各指指标的权权重，本本文采用用层次分

8、分析法6（AHPP法）计算各各指标的的权重。AHPP法是通通过分析析复杂系系统所包包含的因因素及相相关关系系，将系系统分解解为不同同的要素素，并将将这些要要素划归归不同层层次，从从而客观观上形成成多层次次的分析析结构模模型。将将每一层层次的各各要素进进行两两两比较判判断，按按照一定定的标度度理论，得到其其相对重重要程度度的比较较矩阵。通过计计算比较较矩阵的的最大特特征值及及其相应应的特征征向量，得到各各层次要要素对上上层次某某要素的的重要性性次序，从而建建立权重重向量。1.311构造造比较矩矩阵构造比较较矩阵时时，人的的主观因因素对整整个过程程影响很很大，一一般采取取专家群群体判断断的办法法。

9、本文文通过对对现有灭灭火救援援指挥实实例的分分析并结结合消防防指挥人人员的打打分，采采用19标度度法77进行各各指标两两两比较较，从而而得到灭灭火救援援作战方方案优选选比较矩矩阵A。1.322 特征征值与特特征向量量的计算算利用AHHP法对对各指标标元素及及其相互互关系进进行分析析，关键键是求出出各个比比较矩阵阵的最大大特征值值与特征征向量，本文采采用方根根法来计计算。（1）计计算判断断矩阵每每一行元元素的几几何平均均值i = 11,2,nn（1） 式中：wi是权重重系数。；（2）将将归一化化j = 11,2,nn （2）则w=w1，w2，wnT为所求求的特征征向量。w=00.2880，00.

10、4770，00.1336，00.1114T（3）计计算最大大特征值值（33）式中A为为所建比比较矩阵阵。则=4.15331.333 一一致性判判别一致性判判别依据据公式： (4)式中：，RI为平平均随机机一致性性指标（见表22）这里n=4，据表表2查得得RI=0.996，因此，表明比较较矩阵具具有满意意的一致致性，说说明各指指标的权权重值分分配是合合理的。处理结果果表明：灭火救救援作战战方案优优选指标标集（作战战目标、作战效效益、作作战风险险、作战战灵活性性）所对对应的权权重集为为0.2800，0.4700，0.1366，0.1144。表2平平均随机机一致性性指标阶数n123456789RI0

11、00.5880.9661.1221.2441.3221.4111.4552 基于于效用函函数的作作战方案案优选模模型 效用函函数表示示每个指指标对作作战方案案优选所所提供的的功效与与该指标标的关系系。效用用函数值值反映了了方案优优选评估估人员对对优选指指标的满满意度。不同的的优选指指标具有有不同的的量纲，通过引引入效用用函数对对各个指指标进行行转化。使不同同量纲的的指标具具有可比比性，使使不同的的性能要要求成为为统一类类型，使使定性的的指标通通过专家家打分加加以量化化。2.1 构建评评价矩阵阵假设有nn个待评评价方案案，对每每一个评评价方案案，由专专家对其其优选指指标评判判打分，得分结结果组成

12、成n 4阶阶矩阵BB：式中，bbij为i个待评评价方案案的第jj个指标标值。2.2 确定优优选指标标效用函函数值根据效用用理论8，在优选选作战方方案时，对于正正向指标标（数值值越大，越利于于选择，如：作作战目标标、作战战效益、作战灵灵活性等等），第第i个待评评价方案案的第jj个效用用函数值值Uij可用用下列式式（5）表示；而对于于逆向指指标（数数值越小小，越利利于选择择，如：作战风风险），第i个待评评价方案案的第jj个效用用函数值值Uij可用用式（66）进行行计算。 (5) (66)式中，mmaxbij为为n个待评评价方案案中第jj个优选选指标的的最大值值；miinbbij为为n个待评评价方案

13、案中第jj个优选选指标的的最小值值； bbij为i个待评评价方案案中第jj个优选选指标的的指标值值。2.3 确定优优选方案案综合评评估值 在优选选作战方方案时，首先按按下式计计算出待待选方案案的综合合评估值值，然后后选择YYi最大者者为最佳佳方案。 （7）式中，WWi为优选选指标权权重。3 应用用实例在一场大大规模的的灭火救救援作战战过程中中，火场场指挥部部进行火火情侦查查、了解解任务、判断情情况，定定下作战战决心并并拟制了了四套作作战方案案。利用用上述优优选作战战方案的的效用模模型，可可以确定定出最佳佳方案。首先，通通过专家家评判法法对四套套作战方方案中每每一个优优选指标标进行评评判，评评判

14、结果果见表33。表3 作作战方案案优选指指标专家家评判表表作战目标标作战效益益作战风险险作战灵活活性方案A优良中良方案B良优中中方案C中中良优方案D良优差良则作战方方案优选选评价矩矩阵B为：作战目标标、作战战效能、作战灵灵活性属属于正向向指标，依据式式（5）；作战战风险属属于逆向向指标，根据式式（6），分别别计算出出方案AA、方案案B、方方案C、方案DD中各优优选指标标的效用用函数值值是：UA1=1，UUA2=00.833，UA3=00.833，UA4=00.833；UB1=0.883，UUB2=11，UB3=00.833，UB4=00.677；UC1=0.667，UUC2=00.677，UC

15、3=11，UC4=11；UD1=0.883，UUD2=11，UD3=00.677，UD4=00.833。再根据式式（7），计算算出四套套方案的的综合优优选评估估值分别别为：YA = 0.8788，YB = 0.8892，YC = 0.7753，YD = 0.8888。由于方案案B的综综合优选选评估值值YB最大，因此，方案BB应确定定为最佳佳灭火救救援作战战方案。4 结束束语（1）指指挥决策策中优选选作战方方案是一一项非常常复杂且且具有模模糊性、不确定定性的活活动。本本文引用用了效用用函数模模型作为为优选决决策方案案的方法法模型，使不同同优选指指标对待待评价方方案的效效能值通通过效用用函数得得以

16、转化化，从而而使其更更具可比比性，便便于进行行方案优优选。（2）该该方法模模型受指指挥员思思维能力力、作战战经验等等个人因因素影响响较小，充分利利用专家家评判和和现有决决策信息息，决策策结果相相对比较较合理、客观、可靠，便于发发挥计算算机辅助助决策功功能。将将该方法法模型应应用于消消防部队队灭火救救援作战战方案优优选评估估是对作作战指挥挥决策评评估的一一次有益益的尝试试和收获获，为以以后更广广泛地进行消防防部队指指挥决策策中优选选作战方方案提供供了经验验，具有重重要意义义。参考文献献李建华，康青春春，商靠靠定等灭火战战术M北京京：群众众出版社社，20004钱汝益指挥决决策与谋谋略M北京京：昆仑仑出版社社，19999丁邦宇作战指指挥学教教程M北京京：军事事科学出出版社，20004程启月作战指指挥决策策运筹分分析M北京