頡正陽(yáng)，安紅，陳思楊

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基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度的彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

頡正陽(yáng)a，安紅b，陳思楊c

（空軍勤務(wù)學(xué)院 a.學(xué)員一大隊(duì)；b.基礎(chǔ)部；c.航空軍交運(yùn)輸指揮系，江蘇 徐州 221000）

針對(duì)彈藥航空運(yùn)輸適運(yùn)性評(píng)價(jià)的問(wèn)題，首先分析彈藥航空運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和航空適運(yùn)性影響因素，建立初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；然后，采用改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)彈藥航空適運(yùn)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析，剔除與適運(yùn)性評(píng)價(jià)目標(biāo)關(guān)聯(lián)不強(qiáng)的指標(biāo)，采用德?tīng)柗品▽?duì)指標(biāo)優(yōu)劣排序進(jìn)行調(diào)整，并利用相關(guān)性分析法去掉相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)。得到優(yōu)化的彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，兼顧了指標(biāo)的主觀性和客觀性。最后，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了模型的有效性和實(shí)用性。

彈藥；航空適運(yùn)性；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度

以往彈藥大多數(shù)通過(guò)公路、鐵路方式進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)間比較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足越來(lái)越多的部隊(duì)?wèi)?yīng)急機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)要求。隨著大型運(yùn)輸機(jī)的部隊(duì)列裝，我軍空中投送能力將會(huì)得到極大的提升，通過(guò)航空方式運(yùn)送彈藥，既快捷、又高效，已經(jīng)逐漸成為中長(zhǎng)距離彈藥運(yùn)輸?shù)闹匾绞街?。目前我軍彈藥航空軍事運(yùn)輸尚處在起步階段，彈藥的航空適運(yùn)性不清楚，能否使用軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸彈藥成為首先要解決的難題。因此，有必要建立彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

航空適運(yùn)性[1]，又稱(chēng)航空運(yùn)輸性，是指裝備適應(yīng)航空運(yùn)輸?shù)墓逃心芰?，包括適應(yīng)航空基礎(chǔ)設(shè)施、航空載運(yùn)工具和航空運(yùn)輸環(huán)境等。我國(guó)在適運(yùn)性研究方面尚處在起步探索階段，關(guān)于適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究有限。吳剛等人[2]運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法和層次分析法建立了運(yùn)輸性評(píng)價(jià)模型。王傳義等[3]對(duì)鐵路運(yùn)輸中軍事裝備運(yùn)輸性的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立了運(yùn)輸性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析建立了運(yùn)輸性評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型。王會(huì)云[4]構(gòu)建了加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)決策分析模型，對(duì)備選后方儲(chǔ)備中心進(jìn)行選擇。綜合來(lái)看，大部分文獻(xiàn)是對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)，而構(gòu)建指標(biāo)體系的文獻(xiàn)相對(duì)較少。彈藥航空適運(yùn)性指標(biāo)既有定性指標(biāo)又有定量指標(biāo)，并且指標(biāo)間沒(méi)有確定的數(shù)量關(guān)系，是一種灰色系統(tǒng)。

文中針對(duì)灰色關(guān)聯(lián)度法在建立指標(biāo)體系時(shí)只注重?cái)?shù)據(jù)而不結(jié)合實(shí)際的缺點(diǎn)，提出一種基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度的彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建方法，將定性與定量分析相結(jié)合，建立更加符合實(shí)際的指標(biāo)體系，指導(dǎo)人們解決彈藥航空適運(yùn)性分析的問(wèn)題。

1 初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

1.1 彈藥航空運(yùn)輸特點(diǎn)

彈藥采用航空運(yùn)輸，可實(shí)現(xiàn)直達(dá)供應(yīng)、快速支援，具有速度快、保密性強(qiáng)、受外界干擾小等特點(diǎn)，具有公路、鐵路等運(yùn)輸方式不具有的便捷性。

彈藥是指裝有火炸藥及其他裝填物，能對(duì)目標(biāo)起毀傷作用或?qū)崿F(xiàn)其他用途的裝備，包括槍彈、炮彈、火箭彈、手榴彈、槍榴彈、地雷、航空彈藥和艦艇彈藥等。從定義中就能看出，不同于航空運(yùn)輸?shù)钠渌浳?，彈藥在航空運(yùn)輸中具有意外起火、噴射、爆炸等潛在危險(xiǎn)性，能夠威脅到機(jī)組生命安全、飛機(jī)安全，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。不單單在運(yùn)輸途中，在彈藥裝卸飛機(jī)的過(guò)程中，若不注意也會(huì)造成危險(xiǎn)，是需要特殊對(duì)待的一類(lèi)空運(yùn)裝備。

1.2 影響因素分析

1）內(nèi)部影響因素：內(nèi)部影響因素主要指彈藥自身的物理、化學(xué)性質(zhì)和包裝。物理性質(zhì)主要是指彈藥的質(zhì)量、重心、尺寸等的影響，比如某些彈藥過(guò)于集重而超過(guò)機(jī)艙地板承重限制；化學(xué)性質(zhì)主要指彈藥在化學(xué)變化中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，比如可燃、放熱、爆炸等；包裝對(duì)于彈藥的安全運(yùn)輸具有重要的作用，包裝的材質(zhì)、構(gòu)造均能夠影響彈藥的安全，一個(gè)滿(mǎn)足要求的包裝能夠更好地保護(hù)彈藥，降低發(fā)生危險(xiǎn)的概率，也就是提高了其航空適運(yùn)性。

2）外部影響因素：外部影響因素主要包括載運(yùn)工具、運(yùn)輸環(huán)境和裝卸要求。載運(yùn)工具因素主要指運(yùn)輸機(jī)自身的布局尺寸要求、貨艙地板（集裝板）的載荷限制（包括軸負(fù)荷、接地比壓等）、貨艙地板的固定與系留要求（包括系留的位置、數(shù)量、強(qiáng)度以及限動(dòng)過(guò)載要求）；運(yùn)輸環(huán)境主要指彈藥在航空運(yùn)輸過(guò)程中所遇到的機(jī)械、氣候環(huán)境影響，其中機(jī)械環(huán)境包括振動(dòng)、沖擊、穩(wěn)態(tài)加速度和靜負(fù)載等因素，氣候環(huán)境包括貨艙溫度（高溫、低溫和溫度變化）、濕度、低氣壓等，彈藥可能因其影響而造成失效、起火、爆炸等危險(xiǎn)；裝卸要求主要指待裝貨物適應(yīng)不同裝卸方式的要求，根據(jù)貨物的尺寸質(zhì)量，裝卸方式主要有滾裝滾卸（裝備貨物自行裝卸）、吊裝吊卸（采用機(jī)上吊具）、升降裝卸（采用升降裝卸平臺(tái)）、牽引裝卸（以電動(dòng)絞車(chē)或牽引車(chē)為動(dòng)力）。

1.3 建立彈藥航空適運(yùn)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)彈藥航空運(yùn)輸特點(diǎn)和彈藥航空適運(yùn)性影響因素，以及相關(guān)文獻(xiàn)、部隊(duì)實(shí)踐的總結(jié)和專(zhuān)家指導(dǎo)意見(jiàn)，遵循全面性、實(shí)用性、代表性、科學(xué)性和可靠性的原則，建立了彈藥航空適運(yùn)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 彈藥航空適運(yùn)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系優(yōu)化

建立的初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系較為全面，但存在某些指標(biāo)所含信息相似、指標(biāo)的重要性無(wú)法區(qū)分、某些指標(biāo)不適用于彈藥的問(wèn)題，需要對(duì)所建立的初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 初始指標(biāo)值的獲取和標(biāo)準(zhǔn)化

彈藥航空適運(yùn)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中既有定性指標(biāo)，又有定量指標(biāo)。對(duì)于定性指標(biāo)，比如“滾裝滾卸適應(yīng)性”等，可采用德?tīng)柗品╗5-6]確定其指標(biāo)值；對(duì)于定量指標(biāo)，比如“穩(wěn)態(tài)加速度”等，根據(jù)具體實(shí)際獲取指標(biāo)值。

為消除不同指標(biāo)的量綱不同的影響，需要對(duì)獲取的指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)于正向指標(biāo)來(lái)說(shuō)，比如“尺寸適應(yīng)性”，要求越大越好；對(duì)于負(fù)向指標(biāo)來(lái)說(shuō)，比如“接地比壓”，要求越小越好。正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化式分別為：

(2)

式中：x為第個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)值；，分別為個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象中指標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)值的相對(duì)最優(yōu)值。

2.2 改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度模型的建立

為彌補(bǔ)灰色關(guān)聯(lián)度模型在指標(biāo)體系建立過(guò)程中只分析數(shù)據(jù)不考慮實(shí)際的缺點(diǎn)，采用基于德?tīng)柗品ê拖嚓P(guān)性分析法的改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度模型，進(jìn)一步得到篩選完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2.1 灰色關(guān)聯(lián)度模型的建立

對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果能夠看清其內(nèi)部的信息，稱(chēng)這個(gè)系統(tǒng)為“白色系統(tǒng)”；如果無(wú)法了解其內(nèi)部的信息，則稱(chēng)其為“黑色系統(tǒng)”[7]。“灰色系統(tǒng)”正是介于這兩個(gè)系統(tǒng)之間，也就是只了解這個(gè)系統(tǒng)中的一部分信息。

灰色關(guān)聯(lián)度表示系統(tǒng)中指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度，注重挖掘系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)系?；疑P(guān)聯(lián)度模型的基本思想[8]就是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)序列和實(shí)際指標(biāo)序列曲線幾何形狀的相似程度來(lái)判斷指標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)的聯(lián)系是否緊密，以此為依據(jù)判斷指標(biāo)的取舍?；疑P(guān)聯(lián)度模型的建立步驟[9-10]如下：

1）確定參考數(shù)列和比較數(shù)列。分別為：

式中：0()為第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)數(shù)值，x為第個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)值。

2）求指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)。首先求得各指標(biāo)實(shí)測(cè)值0()與最優(yōu)值x()的差值，得到差值矩陣：

式中：Δ()表示第個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第個(gè)指標(biāo)與相應(yīng)最優(yōu)值的差值。

找出中的最大值和最小值分別記為max和min，由關(guān)聯(lián)系數(shù)式：

式中：為分辨系數(shù)，影響ε()的大小和分辨率，一般取值為0.5，可得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣：

3）求指標(biāo)關(guān)聯(lián)度。根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小可得到指標(biāo)的優(yōu)劣順序，計(jì)算關(guān)聯(lián)度為：

最終可得到指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度矩陣：

2.2.2 德?tīng)柗品ㄕ{(diào)整指標(biāo)排序

德?tīng)柗品ㄓ址Q(chēng)專(zhuān)家調(diào)查法，通過(guò)對(duì)多名專(zhuān)家的問(wèn)卷調(diào)查與反饋得到對(duì)某一問(wèn)題的主觀認(rèn)識(shí)[11]，是預(yù)測(cè)問(wèn)題中一種有效的研究方法。德?tīng)柗品ㄕ{(diào)整指標(biāo)排序的步驟如下[5-6]：

1）選取專(zhuān)家。選取名專(zhuān)家，專(zhuān)家應(yīng)在本研究領(lǐng)域內(nèi)具有一定學(xué)術(shù)水平，能夠準(zhǔn)確反映指標(biāo)的重要程度。

2）專(zhuān)家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分。按照0～100的分值區(qū)間進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分過(guò)程要客觀公正，必要時(shí)可對(duì)指標(biāo)評(píng)分加以說(shuō)明。最后將結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到專(zhuān)家評(píng)分矩陣：

3）計(jì)算名專(zhuān)家對(duì)每個(gè)指標(biāo)的評(píng)分均值：

(5)

4）結(jié)合關(guān)聯(lián)度r，計(jì)算τ：

將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行排序，得到指標(biāo)排序矩陣=[(1)，…，()]。

2.2.3 相關(guān)性分析剔除重復(fù)指標(biāo)

經(jīng)過(guò)德菲爾法的分析后，指標(biāo)體系得到了調(diào)整，但是經(jīng)過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析和德?tīng)柗品ㄕ{(diào)整后得到的指標(biāo)排序只是各指標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性的排序，沒(méi)有考慮指標(biāo)之間的相關(guān)性，導(dǎo)致兩個(gè)相關(guān)性大的指標(biāo)都保留，造成包含信息重復(fù)的問(wèn)題。

相關(guān)性分析[12]是對(duì)兩個(gè)變量之間的關(guān)系程度進(jìn)行分析，它以相關(guān)系數(shù)作為這兩個(gè)變量之間相關(guān)強(qiáng)弱程度的度量。相關(guān)系數(shù)有三種，分別為Pearson積距相關(guān)系數(shù)（指標(biāo)是定距數(shù)據(jù)、正態(tài)分布和線性關(guān)系）、Spearman秩相關(guān)系數(shù)和Kendall相關(guān)系數(shù)（分類(lèi)指標(biāo)為有序變量）。文中指標(biāo)數(shù)值的分布未知，且為無(wú)序指標(biāo)，故采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)確定指標(biāo)之間的相關(guān)性。兩個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)為：

式中：r是第個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象關(guān)于指標(biāo)的秩；s是第個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象關(guān)于指標(biāo)的秩；為評(píng)價(jià)對(duì)象的個(gè)數(shù)，，分別為r，s的平均值。

相關(guān)系數(shù)的取值范圍[13]為[－1,1]，=0表示指標(biāo)間不存在相關(guān)關(guān)系；||>0.8表示指標(biāo)間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系；||<0.3表示指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系較弱。

3 實(shí)例分析

為構(gòu)建完善的彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，現(xiàn)選取四種不同種類(lèi)彈藥（分別用A，B，C，D來(lái)代表）的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行篩選優(yōu)化。

3.1 指標(biāo)值的獲取

根據(jù)四種彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)各指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)以及專(zhuān)家的打分情況，得到各指標(biāo)的原始值，再由式（1），（2）進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，得到四種彈藥各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，見(jiàn)表1。

表1 彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

3.2 指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度分析

確定四種彈藥各指標(biāo)的參考數(shù)列：0={1,1,…,1}；以及比較數(shù)列：1，2，3，4，數(shù)列中的指標(biāo)值由表1給出。然后計(jì)算參考數(shù)列和比較數(shù)列相對(duì)應(yīng)指標(biāo)的差值，得到差值矩陣：

中最大值為0.997，最小值為0.026，由式（3）得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣：

可得指標(biāo)的相關(guān)度由大到小排序?yàn)椋?5，16，7，8，22，13，17，18，10，6，1，19，12，20，5，2，21，4，14，3，23，11，9。根據(jù)各指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的大小，可以將以下與適運(yùn)性評(píng)價(jià)目標(biāo)關(guān)聯(lián)度比較小的指標(biāo)剔除：9，11，23。

3.3 指標(biāo)的篩選優(yōu)化

選取彈藥航空運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的5名專(zhuān)家對(duì)剩余指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，得到專(zhuān)家評(píng)分矩陣：

按照式（5）,（6）進(jìn)行計(jì)算，得到最終專(zhuān)家評(píng)分矩陣′：

將評(píng)分結(jié)果排序，再和灰色關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得到優(yōu)化的評(píng)價(jià)指標(biāo)排序結(jié)果為：20，19，21，7，8，22，2，3，15，16，17，18，10，6，1，12，5，4，14。利用Spss數(shù)據(jù)分析軟件[14]對(duì)20個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，采用雙側(cè)檢驗(yàn)得到各指標(biāo)之間的相關(guān)性系數(shù)。以“物理適應(yīng)性”和“振動(dòng)適應(yīng)性”為例進(jìn)行介紹，得到兩個(gè)指標(biāo)的Spearman秩相關(guān)系數(shù)，見(jiàn)表2。雖然兩個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)性系數(shù)為0.800，但是顯著性水平為0.200，大于0.05，可知指標(biāo)“物理適應(yīng)性”和“振動(dòng)適應(yīng)性”之間顯著不相關(guān)。依次可得到各指標(biāo)之間的相關(guān)性系數(shù)，相關(guān)性分析結(jié)果顯示，“物理適應(yīng)性”和“尺寸適應(yīng)性”、“重心”、“質(zhì)量”、“接地比壓”之間顯著相關(guān)，故將“物理適應(yīng)性”指標(biāo)剔除。

表2 指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果

3.4 最終評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析、德?tīng)柗品ê椭笜?biāo)相關(guān)性分析的優(yōu)化，最終得到彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 彈藥航空適運(yùn)性最終評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)化，最終構(gòu)建的彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系兼顧了客觀性、主觀性與實(shí)用性，而且指標(biāo)的重要程度排序一目了然，為部隊(duì)進(jìn)行彈藥航空適運(yùn)性評(píng)價(jià)提供了較為可信的指標(biāo)體系。但也存在以下問(wèn)題，實(shí)例分析中選取的指標(biāo)數(shù)據(jù)較少，導(dǎo)致指標(biāo)的相關(guān)性分析精確度偏低，這是下一步需要改進(jìn)的地方。

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Construction of Evaluation Index System about Ammunition Air Transportation Fitness Based on Improved Grey Relational Degree

JIE Zheng-yanga, AN Hongb, CHEN Si-yangc

(Air Force Logistics College a.Cadet Brigade 1; b.Department of Basic; c.Department of Airway Military Transportation Command System, Xuzhou 221000, China)

The paper aims to evaluation the ammunition air transportation fitness. Firstly, the ammunition air transportation characteristics and the influencing factors of air transportation fitness were analyzed, and an initial evaluation index system was built. Secondly, the evaluation index system for ammunition air transportation fitness was optimized based on the model of the improved grey relational degree. After the grey correlation analysis, the indexes without strong correlation with the evaluation goal were removed. The order of indexes was adjusted with Delphi method, and the indexes with strong correlation were removed by correlation analysis. An optimized evaluation index system about ammunition air transportation fitness was got. It gave consideration to the subjectivity and objectivity of indexes. Finally, the validity and practicality of the model were tested and verified in a case study.

ammunition; air transportation fitness; evaluation index system; improved grey relational degree

10.7643/ issn.1672-9242.2017.09.004

TJ01；E234

A

1672-9242(2017)09-0016-06

2017-05-11；

2017-06-08

頡正陽(yáng)（1993—），男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)運(yùn)用工程。