涂建剛

(徐州工程兵學(xué)院,江蘇 徐州 221004)

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基于概率型網(wǎng)絡(luò)的破障裝備編組運(yùn)用效能評(píng)估

涂建剛

(徐州工程兵學(xué)院,江蘇 徐州 221004)

針對(duì)破障裝備的編組問(wèn)題，利用概率型網(wǎng)絡(luò)時(shí)間參數(shù)計(jì)算方法,構(gòu)建了工程兵破障裝備編組運(yùn)用效能評(píng)估模型。結(jié)合示例分析計(jì)算了給定障礙配系和破障時(shí)間條件下,不同裝備編組完成破障任務(wù)的概率。該模型可為工程兵破障裝備編組運(yùn)用方案優(yōu)化提供理論支撐。

概率型網(wǎng)絡(luò);破障裝備;編組運(yùn)用;效能評(píng)估

開(kāi)辟通路是工程兵極其重要的一項(xiàng)任務(wù)。對(duì)于指揮員而言,重點(diǎn)關(guān)注給定破障任務(wù)、破障時(shí)間條件下,如何采取最優(yōu)的裝備編組方案,快速遂行破障任務(wù)。在給定時(shí)間條件下,利用一定的裝備編組方案,能否完成任務(wù),完成任務(wù)的概率有多大。本文采取概率型網(wǎng)絡(luò)方法,將破障裝備與障礙配系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系抽象為網(wǎng)絡(luò)圖,結(jié)合統(tǒng)籌圖相關(guān)理論確定關(guān)鍵線路,利用三點(diǎn)時(shí)間估算法,計(jì)算給定破障時(shí)間內(nèi)能完成破障任務(wù)的概率,為工程兵破障裝備編組方案優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

1 概率型網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間參數(shù)計(jì)算

2 破障裝備編組運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模型

設(shè)一條通路障礙數(shù)為M,第i類障礙有Ni種破障方式,第j種破障方式克服第i類障礙的時(shí)間為tij(i=1,2,…,M,j=1,2,…,Ni),綜合影響系數(shù)為K,克服一條通路最少時(shí)間為Tmin:

根據(jù)破障任務(wù)完成度模型Tmin計(jì)算方法,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解網(wǎng)絡(luò)圖的關(guān)鍵線路問(wèn)題,如圖1所示。在實(shí)際破障過(guò)程中,由于受戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、裝備性能、人員因素等各種環(huán)境因素的影響,每列障礙的破除時(shí)間是不能完全確定的[2]。因此,采用三點(diǎn)時(shí)間法,以(ta+4tm+tb)/6為均值,[(tb-ta)/6]2為方差的隨機(jī)變量T的期望值作為破障任務(wù)完成的實(shí)際時(shí)間,計(jì)算指定破障時(shí)間Ts內(nèi)能完成整個(gè)任務(wù)的概率為Φ(t)。

圖1 開(kāi)辟通路任務(wù)簡(jiǎn)化示意圖

3 示例計(jì)算與分析

假設(shè)敵方障礙配系如圖2所示。

圖2 典型障礙配系(障礙假設(shè))

依據(jù)障礙配系,構(gòu)建破障裝備與障礙之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示[3]，對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖如圖4所示。

假設(shè)破障最悲觀時(shí)間、可能時(shí)間和破障最樂(lè)觀時(shí)間如表1所示。

1) 計(jì)算均值、方差

根據(jù)表2中計(jì)算數(shù)據(jù),利用公式(ta+4tm+tb)/6、(tb-ta)/6分別計(jì)算平均工作時(shí)間t和方差σ。

2) 確定關(guān)鍵線路

根據(jù)表2中,可以確定關(guān)鍵線路如圖5粗線所示。

表1 典型障礙物破除時(shí)間一覽表(數(shù)據(jù)假想)

表2 均值、方差計(jì)算一覽表

圖3 破障關(guān)系簡(jiǎn)圖

圖4 與破障關(guān)系對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖

圖5 關(guān)鍵路線圖(粗線部分)

3) 給定時(shí)間完成任務(wù)概率

關(guān)鍵線路為1→2→3→5→6→8→7→11→10→12→13→17,關(guān)鍵任務(wù)為(1→2)、(3→5)、(6→8)、(7→11)、(10→12)、(13→17),則有:

4) 模型分析

假設(shè)給定破障時(shí)間分別為22min、23min、24min、25min,則完成破障任務(wù)的概率分別為:

從以上計(jì)算結(jié)果可以看出:

1)理想情況下,當(dāng)給定破障時(shí)間為24min以上時(shí),完成任務(wù)概率為1,即能夠完成障礙破除任務(wù),相對(duì)應(yīng)的裝備編組方式為:綜合掃雷車破除混合雷場(chǎng)、C-4炸藥或者集團(tuán)裝藥破除三角錐、剛性爆破筒或直列裝藥破除樁砦、火箭爆破器破除鐵絲網(wǎng)、集團(tuán)裝藥破除阻絕壕、阻絕墻爆破器破除阻絕墻[4-6]。

2)模型在處理裝備編組方式時(shí),主要從作業(yè)時(shí)間進(jìn)行分析,沒(méi)有考慮戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的影響。但實(shí)際作業(yè)過(guò)程中,由于人員指揮、裝備損傷等因素的影響,某道障礙可能無(wú)法破除或者破除時(shí)間很長(zhǎng),此時(shí)關(guān)鍵線路的Tz→∞,從而導(dǎo)致Φ(t)→0,即此時(shí)完成任務(wù)概率為0,無(wú)法完成破障任務(wù),此時(shí)應(yīng)考慮次優(yōu)路線進(jìn)行重新計(jì)算。

3)在利用該模型進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí),為了綜合分析戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、裝備、指揮等因素對(duì)破障作業(yè)的影響程度,可引入綜合影響系數(shù)ki來(lái)修正模型中的均值Tz和方差σ。

4)由于模型構(gòu)建時(shí),主要從最慢時(shí)間tbi、最可能時(shí)間tmi、最快時(shí)間tai來(lái)對(duì)一件任務(wù)的時(shí)間度量,事實(shí)上,完成任何任務(wù)都存在這樣一個(gè)問(wèn)題。因此,模型不僅適應(yīng)于破障裝備,其他裝備編組運(yùn)用都可借鑒相應(yīng)方法,計(jì)算給定作戰(zhàn)時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的概率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文利用統(tǒng)籌圖概率型網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間參數(shù)計(jì)算方法,構(gòu)建了基于概率型網(wǎng)絡(luò)的破障裝備編組運(yùn)行效能評(píng)估模型,依據(jù)該模型,可以推算出各種不同破障裝備編組形式、給定作業(yè)時(shí)間條件下完成破障任務(wù)的概率,為任意障礙配系快速形成最優(yōu)裝備編組方案提供了一種簡(jiǎn)單便捷的技術(shù)途徑。

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Effectiveness Evaluation of the Obstacle Breaking Equipment GroupingApplication Based on Probabilistic network

TU Jian-gang

(College of Engineer Corps, Xuzhou 221004, China)

Utilizing the calculation method of probability network time parameters, we construct the Grouping application efficiency evaluation model of the engineering broken barrier equipment. The given obstacles and breaching time conditions the probability of different equipment Grouping application breaking avoidance task is calculated with the example analysis. The model can provide a theoretical support for the optimization of the grouping application plan of engineering equipment.

probabilistic network; breaking equipment; grouping application; effectiveness evaluation

2017-02-20

涂建剛(1979-)，男，湖北鄂州人，碩士，講師，研究方向?yàn)檠b備管理與運(yùn)用。

1673-3819(2017)03-0067-03

E24

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.03.015

修回日期： 2017-03-16