洪 旭，柳虔林，丁洪偉，何 敏

（1.云南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與通信工程實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650091；2.中國人民解放軍77302部隊(duì)，云南昆明650091）

應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力評估分析

洪 旭1，柳虔林2，丁洪偉1，何 敏1

（1.云南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與通信工程實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650091；
2.中國人民解放軍77302部隊(duì)，云南昆明650091）

隨著我國自然災(zāi)害和各種突發(fā)事件的頻頻發(fā)生，應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力已成為事關(guān)社會穩(wěn)定、國家安全的重要工作?；诖?，結(jié)合我國國情和通信行業(yè)特點(diǎn)，運(yùn)用層次分析法（AHP）確定指標(biāo)權(quán)重，通過模糊綜合評價(jià)（FCE）的方法對應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力進(jìn)行評估，從而建立評估體系，為我國應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力評估提供了有益借鑒。

應(yīng)急通信；應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮；評估

0 引言

近年來，各地自然災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，“5.12”汶川大地震，“8.3”云南魯?shù)榈卣穑?8”雨雪冰凍災(zāi)害等，均造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。尤其是“5.12”汶川地震發(fā)生后，通信一度中斷，給災(zāi)后救援帶來極大困難。災(zāi)害的發(fā)生是不可抗力等因素，我們無法控制，但是災(zāi)后救援就顯得尤為重要，如何快速反應(yīng)并第一時(shí)間到達(dá)救援現(xiàn)場，打通救援通道、最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失是災(zāi)后的重中之重。而這其中對應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力的要求就顯得尤為重要，如何快速機(jī)動(dòng)和迅速搭建應(yīng)急通信平臺，都是急需解決改善的現(xiàn)實(shí)問題。特別地，隨著部隊(duì)遂行多樣化任務(wù)的發(fā)展，以及履行職責(zé)使命的需要，提高應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力更加顯得至關(guān)重要［1］。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

美國是世界上最早開展應(yīng)急能力評價(jià)，也是最完善的國家。早于1997年便研究了一套應(yīng)急管理準(zhǔn)備能力評估系統(tǒng)。這是一個(gè)涉及法律、物資管理、計(jì)劃、指揮控制協(xié)調(diào)、后勤裝備、訓(xùn)練演習(xí)、公眾教育等13個(gè)方面的評估體系。其中每個(gè)方面又被劃分成若干屬性、各屬性又細(xì)分為若干特征。在系統(tǒng)評價(jià)及綜合評價(jià)方面，該評價(jià)系統(tǒng)雖然指明了第2層次和第3層次的每個(gè)指標(biāo)權(quán)重相等，但是沒有給出第一層次的權(quán)重，因此無法對應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力做出評價(jià)。此外，另一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的國家日本，曾于2002年舉辦了兩次“地方公共團(tuán)體之地域防災(zāi)能力及危機(jī)管理對應(yīng)力評估檢討會”，通過這兩次會議的討論，設(shè)定了地方公共團(tuán)體防災(zāi)能力的評價(jià)項(xiàng)目［2－4］。

當(dāng)前我國應(yīng)急通信保障方面的研究工作可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：一是如何充分挖掘現(xiàn)有通信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的潛能，通過增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)自愈和故障恢復(fù)能力來提升其應(yīng)急通信保障能力；二是針對現(xiàn)有應(yīng)急通信系統(tǒng)缺乏有效的統(tǒng)一調(diào)度和指揮的情況，如何實(shí)現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的指揮調(diào)度平臺，使各個(gè)專網(wǎng)之間以及專網(wǎng)與公網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；三是一些部門的應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)不支持視頻、圖像等寬帶多媒體業(yè)務(wù)，如何引入寬帶無線接入技術(shù)；四是研究應(yīng)急通信資源的有效布局和調(diào)配問題，如何優(yōu)化通信基站的選址和頻道分配來滿足應(yīng)急區(qū)域的通信覆蓋要求［5］。

國內(nèi)對于在發(fā)生突發(fā)災(zāi)害時(shí)，應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力評估研究近年來也越來越廣泛。鐵永波、唐川和周春花從系統(tǒng)理論的角度出發(fā)，運(yùn)用層次分析法（AHP）［7］和專家調(diào)查法合理地確定了各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，建立起城市災(zāi)害應(yīng)急能力評價(jià)模型，解決了城市應(yīng)急能力評價(jià)的定量問題。但是，我國對于城市災(zāi)害應(yīng)急能力評價(jià)的研究還處于起步階段，在具體指標(biāo)的設(shè)定及相關(guān)方法的運(yùn)用上還不太嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)致，也沒有形成成熟和穩(wěn)定的理論框架與評價(jià)模型。

2 研究方法

2.1 基本思路

采用模糊綜合評價(jià)法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，F(xiàn)CE），建立應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力指標(biāo)體系，通過建立評估因素集、評語集、權(quán)重集，通過一級模糊綜合評估和二級模糊綜合評估得出相應(yīng)結(jié)果。其中，應(yīng)急通信系統(tǒng)效能評估主要有4個(gè)方面的要求：一是應(yīng)基于理論；二是回歸實(shí)際；三是具有可操作性；四是具有靈活性。基于理論就是要求評估體系具有科學(xué)性，能夠科學(xué)、全面地對目標(biāo)進(jìn)行評價(jià)；回歸現(xiàn)實(shí)就是要求該體系應(yīng)具有可行性和靈活性；具有可操作性就是應(yīng)急通信系統(tǒng)評估體系最終要運(yùn)用到實(shí)際的管理過程中，評估指標(biāo)的選取應(yīng)與實(shí)際相結(jié)合，便于開展具體評估；具有靈活性就是能夠針對各種不同的突發(fā)情況，評估體系都應(yīng)適用，做到因地制宜、因事制宜。

據(jù)于上述考慮，采用FCE方法，設(shè)計(jì)兩兩比較調(diào)查表，向?qū)＜疫M(jìn)行問卷調(diào)查，以獲得各個(gè)指標(biāo)的相對重要程度。專家問卷通常采用T.L.Satty提出的1～9標(biāo)度法，如表1所示。請L位專家獨(dú)立地比較n個(gè)指標(biāo)點(diǎn)的重要性，用p（ijt）表示第t個(gè)專家評定的第i個(gè)指標(biāo)對于第j個(gè)指標(biāo)的重要程度［8，9］。

1 3 5 7 9 2，4，6，8倒數(shù)同等重要比較重要重要非常重要特別重要介于相鄰判斷值若i與j比較的判斷值為bij，則j與i比較的判斷值為1/bij

取

建立兩兩比較判斷矩陣P：

利用Matlab軟件可計(jì)算出判斷矩陣的最大特征根λmax及其所對應(yīng)的歸一化特征向量W＝（W1W2，…Wn）T。最后需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，并可用一致性指標(biāo)CI來衡量：

對于資金投入不足這個(gè)方面，政府應(yīng)充分發(fā)揮自身的宏觀調(diào)控作用，在進(jìn)行宏觀調(diào)控的同時(shí)，注意資金的合理分配，將專項(xiàng)資金投入歷史文化名城的保護(hù)中[5]。要想使籌集到的資金數(shù)額達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，應(yīng)充分利用旅游業(yè)中的營業(yè)利潤，這樣不僅可以減輕財(cái)政壓力，還有利于實(shí)現(xiàn)文明古跡的可持續(xù)發(fā)展。

計(jì)算一致性比CR，CR＝CI/RI。式中，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)。當(dāng)CR＜0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意一致性，其歸一化的特征向量可以作為指標(biāo)的權(quán)重使用；反之，專家需要對判斷矩陣的標(biāo)度值進(jìn)行調(diào)整。

2.2 構(gòu)建應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信能力指標(biāo)體系

（1）建立評估因素集

根據(jù)部隊(duì)通信保障能力指標(biāo)體系，設(shè)一級評估指標(biāo)集Ui＝{U1，U2，…，Uk}，k表示總指標(biāo)U所包含的屬于一級指標(biāo)的個(gè)數(shù)；二級評估指標(biāo)集Uij＝{Ui1，Ui2，…，Uim}，m表示第一級Ui指標(biāo)所包含的屬于二級指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

（2）建立評語集

評語集估者是對評估對象可能做出的各種評估結(jié)果的集合。將評估對象的各指標(biāo)的評判標(biāo)準(zhǔn)分為m個(gè)等級，記為Vi＝{v1，v2，v3，…，vm}。根據(jù)評估的實(shí)際需要，野戰(zhàn)通信部隊(duì)通信保障能力評估分為：優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級。

（3）建立權(quán)重集

（4）一級模糊綜合評估

對于二級評估指標(biāo)Uij，可用模糊隸屬度函數(shù)或?qū)＜掖蚍值姆椒ǎ蟮闷鋵?yōu)、良、中、差各級的隸差各等級的隸屬度Rij＝{rij1，rij2，rij3，rij4}。隸屬于同一個(gè)一級指標(biāo)Ui的所有二級指標(biāo)模糊隸屬度，組成二級模糊隸屬度矩陣：

因此，一級綜合模糊評估可表示為：Bi＝Aie Ri＝{bi1，bi2，bi3，bi4}，式中，Ai為隸屬于一級指標(biāo)的二級指標(biāo)Ui的權(quán)重集，e為模糊算子［10－12］。

（5）二級模糊評估

二級模糊評估是對應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信能力一級指標(biāo)的綜合評估。一級模糊綜合評估也就是一級指標(biāo)的模糊度，所有一級指標(biāo)的模糊隸屬度組成一級模糊度矩陣：

最終的模糊綜合評估結(jié)果為：

式中，A為一級指標(biāo)的權(quán)重集，這里采用加權(quán)平均法將評估等級量化，再對各個(gè)評估等級賦值，得賦值矩陣V，再由N＝BV得到所提出的應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信系統(tǒng)效能評估體系結(jié)果。

3 構(gòu)建評價(jià)體系及判斷矩陣

根據(jù)分層評價(jià)基本原理，以及部隊(duì)的實(shí)際情況，構(gòu)建三級指標(biāo)體系，第一級U為應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信能力；二級評價(jià)指標(biāo)分別為：U1為快速反應(yīng)能力，U2為協(xié)同通信能力，U3為通信對抗能力，U4為機(jī)動(dòng)通信能力，U5為通信抗毀能力。在劃分好第二級評價(jià)指標(biāo)之后，再對第二級的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，影響機(jī)動(dòng)通信能力的指標(biāo)根據(jù)實(shí)際劃分，下面具體以云南省某地的應(yīng)急通信能力為基礎(chǔ)，具體評價(jià)體系劃分如圖1所示。

圖1 應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信能力的三級指標(biāo)劃分

結(jié)合應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信部門的部分專家的定性分析，對第二級指標(biāo)之間的重要性進(jìn)行定性判斷，根據(jù)“判斷矩陣元素的1～9標(biāo)度法（如表1所示）”，得出第二級指標(biāo)的判斷矩陣，如表2所示。

表2 U1～U5的二級指標(biāo)判斷矩陣

表3 U11～U14的三級指標(biāo)判斷矩陣

表4 U21～U23的三級指標(biāo)判斷矩陣表

表5 U31～U34的三級指標(biāo)判斷矩陣

表6 U41～U43的三級指標(biāo)判斷矩陣

表7 U51～U54的三級指標(biāo)判斷矩陣

4 數(shù)值分析

通過以上判斷矩陣及MATLAB程序分析，在性能評估分析中，設(shè)有10位專家組成評估小組，以云南省某地為基礎(chǔ)進(jìn)行專家打分，以優(yōu)、良、中、差四級進(jìn)行評分。確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)采用兩兩比較原理，方法如上所述。對于評估指標(biāo)中的定性指標(biāo)，根據(jù)各指標(biāo)等級判定總?cè)藬?shù)的百分比來確定模糊隸屬度。對于評估指標(biāo)中的定量指標(biāo)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用模糊隸屬度函數(shù)計(jì)算其模糊隸屬度。經(jīng)過計(jì)算，如表8所示。

表8 應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力評估體系、權(quán)重及隸屬度矩陣表

由表8可知，一級指標(biāo)權(quán)重集為：

A＝（0.336 5 0.336 5 0.074 2 0.155 8 0.097 0）。

根據(jù)上式分析可得一級指標(biāo)U1的等級評估向量為：

由此可得一級指標(biāo)等級評估向量構(gòu)成一級模糊隸屬度矩陣：

該應(yīng)急機(jī)動(dòng)通信保障能力綜合評估的等級評估向量為：

B＝A*R＝（0.317 4，0.321 5，0.271 0，0.090 1）。

采用加權(quán)平均法將評估等級量化，100～90分為優(yōu)，89～80分為良，79～60分為中，59～0分為差，再對每個(gè)等級賦值，優(yōu)、良、中、差對應(yīng)的評分集為：

由此可得：

其中，N為綜合評價(jià)指標(biāo)得分，N1～N5分別為U1～U2的5項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)得分，由計(jì)算得分結(jié)果可知，其綜合評估結(jié)果為中，5項(xiàng)指標(biāo)中協(xié)同通信能力稍差?？梢娫摰氐膽?yīng)急機(jī)動(dòng)通信指揮能力僅處在中等偏上的位置，距離優(yōu)等還有一定的差距。

5 結(jié)束語

運(yùn)用層次分析法和模糊評價(jià)法，通過劃分層次等級指標(biāo)，并進(jìn)行量化計(jì)算可以對該地的應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力進(jìn)行評估分析，能夠得出一個(gè)比較直觀的印象。

通過以上的評價(jià)結(jié)果分析，在應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信中，要增強(qiáng)協(xié)同通信能力的研究和認(rèn)識，強(qiáng)化協(xié)同作戰(zhàn)的思維，加強(qiáng)協(xié)同通信方面的合作，在今后的工作中應(yīng)當(dāng)著重提高不同部門之間協(xié)同通信的能力。因此，這就是量化指標(biāo)分析的作用，把層次分析法引入到應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力的評價(jià)中，通過計(jì)算量化打分，直觀地反映出在應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力所存在的問題與不足。

這對應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力的研究是一個(gè)很好的嘗試。根據(jù)此方法，也為以后將其運(yùn)用在應(yīng)急通信、應(yīng)急救援、應(yīng)急處置等工作中各項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)提供了一個(gè)有益的借鑒。

［1］劉振嶺，張水興，李駿.短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.無線電通信技術(shù)，2014，40（2）：82－85.

［2］李文峰，韓曉冰.現(xiàn)代應(yīng)急通信技術(shù)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

［3］劉英，路志勇，武偉.衛(wèi)星通信天線自動(dòng)極化調(diào)整技術(shù)［J］.無線電工程，2012，42（7）：46－48.

［4］王海濤.應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)［J］.通信對抗，2010（1）：3－7.

［5］王海濤.應(yīng)急通信的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)手段分析［J］.中國無線電管理，2010（11）：49－51.

［6］萬曉榆，金振宇，付德強(qiáng).我國應(yīng)急通信保障能力評估研究［J］.重慶通信業(yè)，2012（5）：28－30.

［7］鐵永波，唐川，周春花.層次分析法在城市災(zāi)害應(yīng)急能力評價(jià)中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2005（4）：433－437.

［8］Saaty T L.Axiomatic Foundation of the Analytic Hierarchy Process［J］.Management Science，1986，32（7）：841－855.

［9］Alberts C，Dorofee A.Managing Information Security Risks［M］.UK：Addison－Wesley Professional，2002.

［10］王連芬，許樹柏.層次分析法引論［M］.北京：中國人民大學(xué)出版社，1990.

［11］周開利，康耀紅.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其MATLAB仿真程序設(shè)計(jì)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［12］盧紫毅，范建華.基于層次分析法的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)效能評估［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（1）：57－60.

Evaluation of Emergency M obile Command and Communication Capability

HONG Xu1，LIU Qian－lin2，DING Hong－wei1，HE Min1
（1.Laboratory of Network and Communication Engineering，Yunnan University，Kunming Yunnan 650091，China；
2.Unit 77302，PLA，Kunming Yunnan 650091，China）

As natural disasters and various unexpected incidents occur frequently in China，the development of emergency mobile command and communication capability has become an important work related to social stability and national security.Based on the above－mentioned situation in China and the characteristics of communication industry，by using the analytic hierarchy process（AHP）to determine the index weight，and the fuzzy comprehensive evaluation（FCE）method to evaluate the emergency mobile command and communication capability，an evaluation system is established to provide a useful reference for evaluation of China’s emergencymobile command communication capability.

emergency communication；emergencymobile command；assessment

TN92

A

1003－3114（2015）04－20－4

10.3969/j.issn.1003－3114.2015.04.05

洪 旭，柳虔林，丁洪偉.應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信能力評估分析［J］.無線電通信技術(shù)，2015，41（4）：20－23，30.

2015－04－21

洪旭（1989—），男，工學(xué)碩士，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)通信及應(yīng)急通信指揮網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和評估。柳虔林（1966—），男，工學(xué)博士，高級工程師，主要研究方向：移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信及指揮自動(dòng)化。