抗震救灾通信保障组织结构设计方法

武警工程大学研究生管理大队14队 陈 帅

武警工程大学信息工程系 任学军 朱吉胜 邵文静

信息技术的迅猛发展促使军事理论、兵力结构及技术装备发生了质的飞跃，由于个体能力的局限性及使命的复杂性，军事行动的优势获取不再仅仅依托于军事装备功能及个体能力，更要依托于一定的组织结构[1]，通过对战场环境测度、资源的优化分配及兵力合理调度，构建能够适应军事环境，充分发挥组织效能的组织结构[2]，以圆满完成使命任务。

组织权变论认为，没有普遍适用的最优组织结构及形式，只有在某一具体使命环境中，适用于具体条件的最优组织[3]。本文将依据抗震救灾通信保障任务实际，结合C2组织理论设计适用于具体使命环境的通信保障组织，以改善目前通信保障组织结构及资源分配中存在的问题。

1 通信保障组织结构设计

抗震救灾通信保障组织结构设计中，实现灾区通信保障是整个设计的任务目标，将此任务进行分解，可得到一个由多个子任务组成的任务集合[4]。结合C2组织理论和抗震救灾通信保障实际，提出抗震救灾通信保障组织结构设计方法，共分为两个步骤：通信保障任务计划阶段和应急通信指挥所协作关系网设计阶段[5]。

1.1 通信保障任务计划阶段

本阶段采用MPLDS算法进行任务计划设计，首先定义了3种优先权函数，即通信保障任务选择通信分队、通信分队选择通信保障任务和可选通信保障任务集中任务的选择，而后针对解决优先级冲突问题设计了冲突消除算法，最终确定通信保障任务与通信分队之间的最优配置关系。

算法描述：

（1）优先级定义：

1）通信保障任务优先系数Pr。

在确定优先级系数时，常使用关键路径算法(CP)、层次分配算法(LA)和加权长度算法(WL)。本文中，选用加权长度算法(WL)来确定优先级系数。

OUT(i)是指通信保障任务ti的后续任务集。

2）通信保障任务选择通信分队的优先级tp。

在通信保障任务对通信分队进行选择时，主要考虑两个问题：一是最小化通信保障任务的完成时间；二是通信分队合理配置，最大化资源的利用率[9]。在求解tp中，定义了时间优先级系数tp1和矢量距离优先级系数tp2。

tl(m)是指通信分队Pm最后要处理的通信保障任务，PCm是指通信分队Pm所拥有的资源能力矢量。由于tp1和tp2属于不同的两个概念，不能简单的对其数值进行运算，所以建立公式(2-4)确定最后的优先级。其中i和j分别表示tp1和tp2在其各自序列中的位置，最终所得tp越小，则其优先级越高。

3）通信分队自主选择通信保障任务的优先级Pt。

在通信分队对通信保障任务的选择中，也定义了两个优先级系数，即时间优先级系数Pt1和矢量距离优先级系数Pt2。在这一过程中，定义了通信保障任务处理的三个状态：已处理完的任务、正在处理的任务和尚未处理的任务。在此主要考虑第3种情况，即尚未处理的任务。

通信分队对通信保障任务选择的优先级系数Pt可最终表示为公式(2-7)。其中h和k分别表示Pt1和Pt2在各自排序中的位置。

（2）消除优先选择冲突：

通过分析研究通信保障任务选择通信分队优先级系数tp和通信分队选择通信保障任务优先级系数Pt的确定，发现存在以下几个特点如表1所示：

表1 优先级系数之间存在的冲突

其中，tpim为通信保障任务ti选取通信分队Pm的优先级系数，Ptmi为通信分队Pm选取通信保障任务ti的优先级系数。

通过表1所示，当互补选择出现时，tp和Pt就会产生冲突，针对这种情况，需要对其优先级再次进行确定，本章采用加权方法，对tp和Pt进行优先级的协调，可记为PR(tp,Pt)，其定义式为公式(2-8)：

1.2 应急通信指挥所协作关系网设计阶段

高第一阶段通信保障任务计划的设计，明确了通信分队——通信保障任务之间的调度配置方案，第二阶段将通信分队进行有效聚类，形成多个通信分队组，并由相应的应急通信指挥所进行指挥和控制，这是通信保障指控组织结构设计的重点。

算法描述：

（1）应急通信指挥所DMn的分配矢量Qn：

其中in为分配给应急通信指挥所DMn的通信分队个数，uni表示应急通信指挥所和通信保障任务之间是否建立分配关系。

（2）分配矢量之间的距离d(Q1,Q2)：

（3）合并后的内、外部协作：

应急通信指挥所DMn和DMm合并为新的应急通信指挥所G，则新应急通信指挥所G与其他应急通信指挥所之间的直接外部协作量为：

新应急通信指挥所G的内部协作量：

新应急通信指挥所G总的外部协作量：

新的应急通信指挥所集合中其他应急通信指挥所（通信分队组）的外部协作量为：

（4）工作负载：

合并应急通信指挥所DMr和DMs为新的应急通信指挥所 （通信分队组），其总的工作负载可表示为：

2 结束语

组织结构设计问题是多目标、大规模的复杂性问题，主要目标是优化组织结构以缩短使命完成时间、提高使命完成效率。本文通过两个步骤对通信保障组织进行设计，有效改善了原先组织结构过扁平化、资源分配不均等问题。

本文对协作关系网的设计确定了应急指挥所内、外部协作和链接及链接权值，下一步将继续对应急指挥所指控关系进行设计，期望通过对应急指挥所职责和控制范围的优化来平衡应急指挥所之间的决策负载和协作负载，同时减少应急指挥所之间、通信分队之间的协作成本等。

[1]张杰勇,姚佩阳,周翔翔,孙鹏.网络化作战指挥控制组织设计方法综述[J].电光与控制,2012,19(5):64-47.

[2]KATHLEEN M C,PRIETULA M J.Computational organization theory[M].Lawrence Erlbaum Associates.Hillsdale,New Jersey,1994:19-31.

[3]Pete A.Pattipati K R,Kleinman D L,Levchuk Y N.An overview of decision networks and organizations[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1998(5):172-192.

[4]Carley K M,Lin Z.Organizational Design Suited to High Performance under Stress[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,1995,25(4):221-231.

[5]Levchuk G M,Levchuk Y N,Luo J,et al.Normative design of organizations-Part Ⅱ.Organizational structure[J].Systems,M an and Cybernetics,Part A:Systems and Humans,IEEE Transactions on,2002,32(3):360-375.