補給艦導彈海上補給人員編組優化分析

劉 江胥 艷

（1.海軍航空工程學院 煙臺 264001）（2.中國人民解放軍91208部隊 青島 266000）

1 引言

綜合補給艦作為海上裝備保障的重要力量，其導彈海上補給能力越來越受到關注。近年來，我海軍以綜合補給艦為補給平臺的導彈海上補給演練逐漸趨于常態，旨在通過演練提升補給艦導彈海上補給能力，滿足海戰場海上裝備保障快速高效的需求。演練中為保證導彈海上補給行動的順利實施，往往需要位補給艦建立以補給部門人員為主體的導彈海上補給實施組織。實踐表明補給艦導彈海上補給人員編組的合理與否在一定程度上影響導彈海上補給行動組織實施的效率［1］。那么，如何結合優化改進的方法，對補給艦導彈海上補給人員編組進行優化分析將成為一個亟待探討解決的問題。

2 補給艦導彈海上補給人員編組

根據導彈海上補給的各個環節，補給艦導彈海上補給人員通常編為導彈輸轉組、吊裝轉運組和安全警戒組這3個實施小組，其中吊裝轉運組負責人為補給艦補給部門長，導彈輸轉組和安全警戒組的負責人由兩名補給分隊長擔任，3個實施小組統一由補給艦艦長領導。當補給艦與接收艦并靠完畢，發布導彈海上補給部署后，3個實施小組遂分頭展開行動。負責導彈輸轉組的補給分隊長指揮組內人員將導彈由補給艦彈藥艙輸轉至補給艦甲板指定位置，然后由補給長下口令指揮吊裝轉運組將導彈吊裝轉運至接收艦，同時另一名補給分隊長帶領安全警戒組負責導彈整個吊裝轉運期間的安全警戒工作，當出現因機械故障、操作失誤或其他原因危機艦艇與人員安全的情況時，立即請示中止任務。

在實際組織實施導彈海上補給過程中我們發現，負責導彈輸轉組的補給分隊長在導彈由補給艦彈藥艙運送至甲板前，需要隨時通過無線電設備向補給艦艦長匯報導彈輸轉的工作進度，當補給艦艦長得知導彈輸轉的進度后，再告知補給長做好吊裝轉運工作的準備，可見各級指揮員之間溝通的過程不免顯得費時周折。導彈海上補給的中心工作是吊裝轉運導彈，不妨由導彈輸轉組直接向補給長匯報輸轉進度，由補給長直接掌控導彈海上補給組織實施工作的節奏。與此同時，補給長在指揮導彈吊裝轉運時，與安全警戒組共同位于補給艦甲板，可考慮同時兼顧安全警戒工作，因此，如果將導彈輸轉組、吊裝轉運組和安全警戒組同時歸補給長指揮領導，再由補給長將導彈海上補給組織實施工作進展情況向補給艦艦長匯報，那么從海上補給工作進展的角度，可以達到提高工作效率的目的。下面我們通過建立導彈海上補給人員編組優化模型來進行驗證。

3 補給艦導彈海上補給人員編組優化分析的數學模型

3.1 熵理論簡介

熵概念來自熱力學，1864年由德國的克勞修斯提出，1882年波爾茲曼發展了熵理論，并把熵解釋為“失去的信息”。他認為，“熵取決于系統內微觀粒子排列的幾率”，即一個孤立的系統必定自發回歸到熵極大的平衡態［2］。換言之，熵可以對一個系統的微觀狀態作定量化的描述，從而反映出系統組織結構有序度的高低。而系統組織結構的有序度是指將指令傳輸的速率和準確性加權綜合，得出關于系統的不確定性的度量情況。系統的組織結構有序度通常用R表示，有：R=αE+βM 。其中，E表示指令傳輸的速率，即組織結構的時效；M表示指令傳輸的準確性，即組織結構的質量；α、β則分別為組織結構時效和質量的權重系數。對于一個系統的組織結構而言，熵值R越大，表示系統有序程度越高，系統組織結構則越優；反之，熵值R越小，表示系統有序程度越低，系統組織結構則越不合理［3～6］。

補給艦導彈海上補給人員編組優化分析的基本思路：首先將補給艦導彈海上補給人員編組看作是一個系統，并把它抽象成對應的拓撲結構，通過對拓撲結構的時效性和準確性建立熵模型計算，定量分析指令在拓撲結構中傳輸時效和傳輸質量的不確定性，進而給出補給艦導彈海上補給人員編組拓撲結構的有序度評價，結合補給艦導彈海上補給人員編組優化前后的有序度大小的對比分析，得出補給艦導彈海上補給人員編組優化分析的結論。需要強調的是，在建立補給艦導彈海上補給人員編組的拓撲結構時，由于同一層級的指揮節點之間不存在相互指揮的關系，因此在分析的導彈海上補給指揮機構中只考慮縱向的指揮節點之間的關聯［7～10］。

3.2 補給艦導彈補給人員編組的時效熵

在限定的指揮關系下，指令在指揮組織結構各層級指揮節點間傳輸的速率，稱為指揮組織結構的時效。我們把反映指令在指揮組織結構中傳輸時效性的不確定性的度量用熵來表示，稱為指揮組織結構的時效熵［11～12］。

這里還需要明確指揮組織結構微觀態的概念，組織結構微觀態是指從微觀角度觀察組織結構時某些指揮節點所處的數量狀態，而實現概率是該指揮節點所處的微觀態數量與組織結構中全部指揮節點微觀態數量總和之比［13］。

設在補給艦導彈海上補給人員編組拓撲結構中，指揮層級為l層，指揮節點為n個。按照從上到下，從左到右的順序依次為每個指揮節點編號。補給艦導彈海上補給人員編組拓撲結構中縱向從上到下任意兩個指揮節點i與 j（1≤i＜j≤n）的時效熵定義為

其中，At是指揮組織結構的時效微觀態總數，定義為指揮組織結構中上下層級間兩兩存在縱向聯系的指揮節點的聯系長度總的數量，有：

式中Lij為指揮組織結構中上下層級間的指揮節點的聯系長度。當Lij=1時，指揮節點i與 j縱向相鄰；當Lij=m+1時，指揮節點i與 j縱向之間存在m個指揮節點。

而當Lij=0時，指揮節點i與 j不存在縱向之間的聯系，則有=0，于是有

定義補給艦導彈海上補給人員編組的總時效熵為

補給艦導彈海上補給人員編組的最大時效熵為

若補給艦導彈海上補給人員編組的時效用E來表示，則有

將式（1）、（2）代入（3）得：

顯然，E越大，表示補給艦導彈海上補給人員編組指令傳輸的時效性越強。

3.3 補給艦導彈補給人員編組的質量熵

在限定的指揮關系下，不考慮時間因素，指令在指揮組織結構各層級指揮節點間傳輸的準確性，稱為指揮組織結構的質量。對指令傳輸時準確性的不確定性的度量，稱為指揮組織結構的質量熵［14～15］。

在指令傳遞過程中，指揮組織結構第i個指揮節點出錯機會的不確定性，稱為指揮節點i的質量熵，記作(i=1。2?！?。n)。類似于補給艦導彈海上補給人員編組時效熵的確定方法，補給艦導彈海上補給人員編組質量熵可定義為

其中，Am是指揮組織結構的質量微觀態總數，定義為指揮組織結構中上下層級間兩兩存在縱向聯系的指揮節點的聯系跨度總的數量，有

式中ki是指揮組織結構中指揮節點間的聯系跨度數。相應地，補給艦導彈海上補給人員編組的總質量熵為

補給艦導彈海上補給人員編組的最大質量熵為

若補給艦導彈海上補給人員編組的質量用M來表示，則有將式（5）、（6）代入（7）得：

同樣的，M值越大，表示補給艦導彈海上補給人員編組指令傳輸的準確性越高。

3.4 補給艦導彈補給人員編組的有序度

補給艦導彈海上補給人員編組有序度為

則補給艦導彈海上補給人員編組有序度為

R值越大，表明補給艦導彈海上補給人員編組的有序度越高，指揮關系越優。

4 補給艦導彈補給人員編組優化計算分析

4.1 補給艦導彈補給人員優化計算步驟

為了便于利用熵理論分析優化前后補給艦導彈海上補給人員編組的有序度，可對比優化前后人員編組的變化。計算過程如下：

第一步，建立補給艦導彈海上補給人員編組拓撲結構圖。將補給艦導彈海上補給人員編組抽象成如下圖所示的人員編組拓撲圖。其中，圖1為優化前補給艦導彈海上補給人員編組拓撲圖；圖2為優化后補給艦導彈海上補給人員編組拓撲圖。

圖1 優化前補給艦導彈海上補給人員編組拓撲圖

圖2 優化后補給艦導彈海上補給人員編組拓撲圖

第二步，計算優化前后的補給艦導彈海上補給人員編組的時效熵。確定聯系長度，計算時效微觀態總數和時效微觀態實現概率值，結果見表1、表2。

表1 優化前補給艦導彈海上補給人員編組的時效熵

表2 優化后補給艦導彈海上補給人員編組的時效熵

第三步，計算優化前后的補給艦導彈海上補給人員編組的質量熵。確定聯系跨度，計算質量微觀態總數和質量微觀態實現概率值，結果見表3、表4。

表3 優化前補給艦導彈海上補給人員編組的質量熵

表4 優化后補給艦導彈海上補給人員編組的質量熵

第四步，計算優化前后的補給艦導彈海上補給人員編組的有序度，結果見表5。

表5 補給艦導彈海上補給人員編組優化分析指標值

4.2 優化計算結果分析

從表5中的計算結果可以看出，若將原有的導彈輸轉組、吊裝轉運組和安全警戒組統一由補給長負責領導，則優化后的補給艦導彈海上補給人員編組無論在時效、質量還是指揮組織結構的有序度方面都明顯高于優化前。因而，優化后的補給艦導彈海上補給人員編組能夠提高指令傳輸的時效和質量，能夠使補給艦導彈補給人員編組得到優化。

5 結語

本文提出了將原有補給艦導彈海上補給人員編組進行整合，建立新的補給艦導彈海上補給人員編組的設想，并針對新的補給艦導彈海上補給人員編組，建立了基于熵理論的優化模型進行驗證分析。分析結果表明，整合現有的導彈海上補給實施機構能夠達到優化補給艦導彈海上補給人員編組的目的。與此同時，建立定量評價的結構熵模型對于研究補給艦導彈海上補給人員編組的優化分析具有一定的參考價值和可行性。