傅学庆，马良，郭传福，曲延明，刘新科

(1.海军大连舰艇学院舰船指挥系，大连116018;2.海军大连舰艇学院政治系，大连116018)

基于最大效能通路的核心装备保障网络构建方法

傅学庆1，马良1，郭传福1，曲延明1，刘新科2

(1.海军大连舰艇学院舰船指挥系，大连116018;2.海军大连舰艇学院政治系，大连116018)

为了避免网络效益内部的内耗摩擦，通过协同机制产生协同力逐步提升核心装备保障网络的保障能力;在核心装备保障协同度的基础上，将核心装备保障的协同效应进行分析量化，提出基于最大效能通路的核心装备保障网络，采用寻找核心装备保障最大效能通路法确定保障网络的最大效能;该方法可以为进行协同性的核心装备保障效能分析提供建模思路。

协同机制;最大效能通路;核心装备保障网络

随着以信息技术为主体的高技术群在军事领域的应用，各种高、精、尖武器及新型作战力量不断服役，对军队的作战理论、编制体制、作战方法、装备保障等方面产生了较大影响，装备保障对象的作战需求、保障内容、保障方式等发生变化，装备保障的思路、措施必须进行调整［1］。核心保障能力，是由美国国会于1984年颁布的法律中提出的，多年来，美军一直通过核心保障能力理论来确保部队完成关键任务的能力，这对处理好保障业务中地方保障力量的使用力度，适度保护美军建制保障能力具有非常重要的作用。在2003年伊拉克战争中，其核心装备保障理论得以检验［2］。装备与作战是相辅相成的，打什么仗需要什么武器装备，就需要相应的保障能力，根据当前遂行我军使命任务需要，我军核心装备保障能力是提高战斗力生成的重要环节，如何科学规划核心装备保障网络的建设，使其形成整体网络效应，提高保障效率是目前急需解决的问题。

1 核心装备保障网络构建的基本要素分析

1.1 核心装备保障单元SCU

在核心装备保障能力的建设中，信息平台赋予核心装备保障网络以全新的内涵和外延。体系的综合集成是构建核心装备保障网络的关键，在综合集成的思想下，信息化的装备保障力量将由无数个装备保障小体系组成，这些装备保障小体系通过相互的联系、作用形成了一个庞大的“体系的体系”，这是核心装备保障网络构建的基础，根据复杂网络理论可以把装备保障单元，即小体系称为具有适应性的装备保障主体，简称核心装备保障网络的单元SCU(systematical combat unit)［3］。SCU是体系作战单元(systematical combat unit)的英文缩写。每个SCU都具备获取信息、处理信息、传递信息以及响应信息的能力。在装备保障网络中，SCU可以与保障环境以及其他SCU进行交互。在进行交互的过程中，SCU不断地“学习”和“积累经验”，并且根据学习获得的知识和经验改变自身的行为结构和运作方式。整个装备保障体系的可以进行演变和进化，包括新样式、新层次以及新主体的产生、分化、聚合从而形成更大的保障体系。其协同交互的体系组成如图1所示。

图1 SCU协同交互的体系组成

1.2 核心装备保障机制

核心装备保障机制是SCU进行交互的规则和方式，一个有效合理的核心装备保障机制能够使得网络内部“有序协同”产生自组织系统［4］。在自组织系统中，系统转变结果不需要外部指令性的干预，它可以依据协同机制以及不同的条件循序渐进的演化成具有协同性的组织体系结构，并表现出不同的功能。此时，外部指令通过环境控制系统参量的状态改变到临界值，为演化成新结构创造必要的条件。一个系统中若存在几个序参量，其相互之间必存在相互依赖和相互竞争两种状态，每个序参量都可以决定系统的一个宏观结构及相应的微观状态。

2 核心装备保障网络能力提升的机理分析

在核心装备保障网络中，要形成最大效能必须满足以下条件:

条件1:核心装备保障网络中由于受到多个SCU的协同保障，其保障能力将得到提升。

条件2:核心装备保障网络涌现出的能力大于单个SCU保障能力之和。

即:设核心装备保障网络的效能为U，核心装备保障网络中第i个SCU为Vi={vi1，vi2，…，vil}其中，i=1，2，…，n表示组成核心装备保障网络的不同SCU;l=1，2，…，m表示第i个核心装备保障网络子系统序参量分量，未采取核心装备保障机制时第i个SCU的序参量为V′i={v′i1，v′i2，…，v′il} (i=1，2，…，n;l=1，2，…，m)，由于各SCU在单独遂行装备保障任务时，受环境的影响以及己方的指挥保障指令的限制，其各个SCU之间必然存在保障能力夹角，两种能力并不是向同一方向产生作用力，将会产生内耗。在体系保障条件下，通过保障机制的协同效应，使各个SCU呈平行态势且方向一致［5］，因此:

则核心装备保障网络涌现出的力量大于单个SCU保障力量之和。即:

由于各SCU之间在指挥模式、训练方式等方面存在差异，因此，核心装备保障网络的SCU在协同过程中不可避免地存在着冲突、摩擦。在有“阻力”的情况下，核心装备保障网络需要克服“阻力”，系统产生内耗。“阻力”的大小与SCU之间融合度、机制结构合理的梯度、保障装备的功能度量等有关，方向与核心装备保障网络所要达到的目标方向相反。

核心装备保障网络在摩擦力的作用下，保障能力将逐步降低，为了克服摩擦力作用，通过协同机制，产生协同力，使各个SCU之间相互融合、保障单元合理分布，使核心装备保障网络保障能力逐步提升［6］。因此核心装备保障网络的协同力与保障能力提升的方向一致。各个保障力量的保障能力趋同一致性越好，协同力越大。

3 最大效能通路的核心装备保障网络构建

3.1 核心装备保障网络的广域保障效能矩阵

核心装备保障网络的保障过程可以分解为为几个保障区间，由于SCU之间协同度的不同每个保障区间的保障效能也有所不同。首先确定单个SCU保障方案i的基础效能EJi(j)及其协同度XTi(j)，然后确定该SCU保障方案的保障效能Ei(j)。

式(4)中，EJi(j)为SCU保障方案Ai在保障区域Bj中的基本保障效能。XTi(j)表示在Bj保障区域中，保障方式Ai与其他n－1种保障方式的协同度。XTi(j)用如下公式定义［7］:

用在Bj保障区域内每种保障方案可能采用的协同概率和来描述协同度的值，即:

构造两个集合，一个是保障方案集，为{Ai}，i=1，2，…，n，另一个是保障区域集，用{Bi}，j=1，2，…，m来表示。因此可以生成广域保障效能矩阵，即:

3.2 最大效能通路的构建方法

设连通图G=V，()A，顶点集V代表在保障任务需求下的各个可选SCU，顶点集V可以划分为多个阶段，以顶点i∈V为基本效能，每个顶点可与不同阶段的每个顶点相互联系，即双方存在信息联系，可以相互协作。用∈A表示顶点i与顶点j的核心装备保障协同度，j∈如果i，j分别归属两个不同阶段，并且i是j的前一阶段，则存在，否则不存在［8］。

一条核心装备保障的效能可行通路如果包含能使总保障效能增加的效能顶点，这条效能可行通路即为核心装备保障效能增广路，该顶点为核心装备保障效能可行顶点。能够称为核心装备保障效能可行顶点的条件是在该顶点的加入对网络总体效能的贡献值为正，如图2所示。

图2核心装备保障网络可行效能示意图

图2 中，顶点i为核心装备保障效能可行顶点，其基本效能为Ei，它对顶点j的影响为同理，顶点i也会受到顶点k的影响，为加入顶点i后，核心装备保障网络效能的贡献用如下表示［9］:

如果ΔEi＞0，顶点i就可以纳入核心装备保障网络效能的可行顶点集内。

通过式(6)可知，核心装备保障网络的效能增量包含三项:第一项是对应该顶点的基本核心装备保障效能，它对总效能的贡献是正值，而且，基本核心装备保障效能越大，其正贡献的值就越大。第二项为其他顶点对顶点i的影响，用表示为大于0的正数。第三项为该顶点对其他顶点的影响，用来表示其大小。该值越大，表示该顶点对其他顶点基本核心装备保障效能的发挥有严重的影响，是负贡献。该值越小，表示该顶点的加入对其他顶点核心装备保障效能的发挥作用影响小。在核心装备保障网络中，这样的顶点越多，则其总核心装备保障效能就越大。

在有向图G的顶点集y中任取一子集D，用D中的每个顶点新构一条通路，满足下列条件的通路称为核心装备保障效能可行通路，而子集D称为效能可行子集。

条件1:阶段性

由子集D新构成的一条核心装备保障网络效能可行通路，则该通路的起始顶点必然在第1阶段的顶点集中，而终点必然在最后一个阶段的顶点集中。

条件2:不可逆性

在构成的核心装备保障网络效能可行通路的边集y中不能存在有向边，如果i，j分别在两个不同的阶段，且j位于i的前一个阶段。

在上述条件下，核心装备保障网络最大效能通路可归结为求G的一个效能可行通路Y∈D，使得最大。1≤M，M为核心装备保障网络中的所有节点数。XTi表示考虑了顶点i基本效能以及该顶点与其他顶点相互影响的影响程度，见式(8)。

核心装备保障效能可行通路较一般通路增加了起始点和不可逆的限制，而且位于边集A外。优化目标拓展为效能可行的最大化。为了得到最大效能可行通路，需要在核心装备保障网络的构建上做进一步的设计和筹划，使核心装备保障网络更符合SCU协同决策的需求。

当SCU的核心装备保障效能是由多个子效能指标构成时，即Ei是由构成时，则问题就转化为多个核心装备保障指标效能。设顶点i的基本效能Ei=即基本效能有n个指标。顶点i的每个效能增量的分量仍可用式(8)求解。为了判定该顶点是否是效能可行顶点，引入效能优属度概念［10］，假定顶点的最大效能值为

最小效能值为

令

算法流程图如图3所示。

图3 核心装备保障网络最大效能通路的构建流程

4 结束语

核心装备保障网络内各个子系统之间，由于存在保障体制、保障方式以及保障装备的差异，不可避免地产生系统内耗摩擦。摩擦力的方向总是与核心装备保障网络能力的提升方向相反。协同保障机制能减少网络内部摩擦增大协同效应促使核心装备保障网络产生更大的网络效应。后续研究将对核心装备保障网络的协同指标进行深入分析，为相关部门建设核心装备保障力量提供理论参考。

［1］丁来富.基于信息系统的体系作战装备保障能力建设问题研究［J］.装备学院学报，2012，23(6):58－62.

［2］岳勇，杨宏伟.基于能力生成机理的装备保障系统能力评估指标体系研究［J］.军事运筹与系统工程，2012，26 (3):46－50.

［3］董子峰.战斗力生成模式转变［M］.北京:军事科学出版社，2012:73－75.

［4］马懿，卢昱，陈立云，等.信息化作战装备保障力量配置问题研究［J］.运筹与管理，2012，21(10):182－186.

［5］卜先锦.军事组织协同的建模与分析［M］.北京:国防工业出版社，2009:344－345.

［6］王斌，谭东风.基于复杂网络的作战描述模型研究［J］.指挥控制与仿真，2007，29(4):12－16.

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(责任编辑周江川)

Core Equipment Safeguard Network Building M ethods Based on the M aximum Efficiency Path

FU Xue－qing1，MA Liang1，GUO Chuan－fu1，QU Yan－ming1，LIU Xin－ke2
(1.Department of Surface Ship Command，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China; 2.Department of Political Science，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

In order to avoid network benefit coordinated and internal friction，core equipment safeguard the support capability of the network is improved by the collaborativemechanism gradually.In the core equipment support collaborative degree，on the basis of the core equipment safeguard the synergistic effect of quantitative analysis，we put forward based on themaximum efficiency path of core equipment support network，looking for core equipment support effectiveness biggest pathway method which was used to determine the effectiveness of the security network’s biggest.Thismethod can be the core of the collaborative for equipment support effectiveness analysismodeling.

synergymechanism;the biggest effectiveness pathways;core equipment support network

:A

1006－0707(2014)07－0029－04

format:FU Xue－qing，MA Liang，GUO Chuan－fu，et al.Core Equipment Safeguard Network Building Methods Based on the Maximum Efficiency Path［J］.Journal of Sichuan Ordnance，2014(7):29－32.

本文引用格式:傅学庆，马良，郭传福，等.基于最大效能通路的核心装备保障网络构建方法［J］.四川兵工学报，2014 (7):29－32.

10.11809/scbgxb2014.07.009

2014－01－27

海军大连舰艇学院科研发展基金(2012024)。

傅学庆(1965—)，男，副教授，主要从事水面舰艇战术、海军装备管理研究。

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