基于灰色-粗糙集的雷达阵地工程建设风险评价指标体系构建

摘要：为更好地开展雷达阵地工程建设风险管理，构建合理的雷达阵地工程建设风险评价指标体系是基础。通过分析雷达阵地工程建设的外部、内部风险源，借鉴国内阵地工程建设风险评价相关文献，综合考虑外部环境、组织管理、人员、技术、设备、材料6个方面的风险因素，运用灰色-粗糙集理论对初选指标进行约简优化，最终构建包含6个一级指标、48个二级指标的雷达阵地工程建设风险评价指标体系。约简后的评价指标体系更为精简、高效，可为雷达阵地工程建设风险管理提供参考。

关键词：灰色关联度；粗糙集；阵地工程；风险评价指标体系

0 引言

陆基、海基、天基、空基预警探测体系共同组成了保证国家战略安全的一体化综合“屏障”，其中地基雷达因其全天候、全天时等优势，具有不可替代的地位和作用，受到世界各国的重视。我国于20世纪70年代建成第一部远程预警相控阵雷达。随着雷达技术不断发展和军事需求不断提高，雷达阵地工程建设的要求也不断更新和改进，新时期需要建设能够满足新型雷达部署要求的雷达阵地。雷达阵地工程作为一项重要的国防工程，具有战略意义重大、工程规模大、投资金额大、建设周期长等特点，建设过程中存在众多潜在风险因素，构建全面、科学的风险评价指标体系有助于提高组织的风险管理水平，对雷达阵地工程建设的顺利推进具有重要意义。

雷达阵地通常由雷达设施、行政办公楼、生活用房及附属设施等组成^[1]。针对阵地工程建设问题，曹林等^[2]使用层次分析法和自编码神经网络筛选指标法，构建了阵地工程效能评估指标体系。韩志超等^[3-4]使用扎根理论和灰色-粗糙集方法分别进行了阵地改造施工风险识别和评价指标体系构建。刘汉增等^[5-6]使用基于证据推理算法的置信规则库推理方法（RIMER），分别构建了阵地工程施工环境评价模型和阵地建设安装工程安全风险评价模型；此外，还采用风险过滤评级与管理方法（RFRM），确定了阵地建设风险等级全息建模（HHM）框架中的重点风险因素^[7]。

由于阵地工程的军事特殊性，目前针对阵地工程建设风险的公开文献资料较少。本文首先在现有研究成果的基础上进行风险评价指标初选，然后为了保证风险评价指标的精简、高效，进一步对初选指标进行约简优化。目前，国内学者研究探讨了Vague集理论^[8]、遗传算法^[9]、粗糙集理论^[10]等多种指标约简方法。通过对比各种方法的特点，本文运用灰色-粗糙集理论对初选指标进行约简，最终构建了一套雷达阵地工程建设风险评价指标体系，可为雷达阵地工程建设风险管理提供参考。

1 评价指标初选

1.1 风险源分析

工程中存在的不确定性决定了风险的不可避免性。风险源是“对导致风险具有内在可能性的元素或元素的集合”^[14]。风险源是风险存在的根本，其既可能是有形的，也可能是无形的。基于建设工程的普遍规律，结合雷达阵地工程建设的特点，雷达阵地工程建设的风险因素主要源于以下两个方面。

1.1.1 外部风险源

外部风险源是指项目管理者无法控制或即使采取一定手段、技术也难以控制的外部环境因素，主要包括自然环境、社会经济、政治军事。

（1）自然环境因素。自然环境主要包括地形地貌、气象水文、地质条件等变化。天气是工程事故的一个重要诱发因素^[15]，恶劣天气条件导致施工无法进行，还需要及时采取防护措施，而一些无法勘测到的地质条件变化对地下工程的影响相较于地上工程会更为明显^[15]，滑坡、泥石流等严重的地质灾害则可能对工程造成不可修复的破坏。

（2）社会经济因素。军队工程投资属于非营利性投资，经济风险集中体现在建设成本控制方面^[16]。雷达阵地工程建设通常投资金额大、建设周期长，可能受国家经济政策调整、原材料价格上涨、人力成本升高等变化影响，进而导致成本超支。敌特间谍活动、社会治安秩序、地区民俗活动、当地卫生健康状况、交通便利程度、双拥共建水平等社会因素也会对工程安全保密、顺利施工等有一定的影响。

（3）政治军事因素。军队工程以实战为牵引，以打赢为目标，受国际和国内政治军事宏观形势影响。为应对国际安全形势变化、外军军事部署调整、外军武器装备升级等情况，宏观政策调整可能促使项目目标做出相应调整，主管部门可能会对项目完工工期、相关技术标准做出调整。而为确保国家重大会议等活动期间的安全稳定，工程建设施工可能要求暂停，从而影响工期进度。总体来说，军队工程涉及的二次变更较一般建设项目更普遍^[16]。

1.1.2 内部风险源

内部风险源是指存在于项目内部，项目管理者采取一定手段、技术能够在一定程度上控制的项目内部因素，主要包括组织管理、人员技术、设备材料。

（1）组织管理因素。项目组织结构设计需要充分考虑组织结构特点、项目特点、项目环境等各种因素，其设计是否合理对项目实施具有重要影响。军队总承包单位通常管理项目众多，管理精力较为分散。同时，军队建设工程项目涉及面广，保密要求高，既要协调好工程建设参与方，又要协调好军地各级部门；既要管理好军队人员，又要管理好地方人员，因此管理水平也对项目实施具有重要影响。

（2）人员技术因素。雷达站通常建在地势较高、周围无严重遮挡的山顶，山地坡度越大，建设大型雷达的阵面、场坪及配套设施难度越大。相较于民用雷达站和民用建筑，军用雷达站基础设施面积大、结构复杂，建筑质量和精度要求高，同时为尽可能地提高施工速度、缩短施工工期，工程中会采用“四新技术”（新技术、新工艺、新材料、新装备），施工过程中可能会出现预料之外的新情况、新问题，这些特点对工程人员的技术能力提出较高要求。

（3）设备材料因素。阵地工程建筑相较于普通建筑需要具备一定的防护性、隐蔽性和耐久性，施工材料需要达到符合设计标准的防弹、防爆、防化、低反射等性能，以确保工程能够有效地支持军事行动，保护人员安全。这对施工设备和材料提出更高要求，涉及防护、排水、消防、电气、防雷、通风等众多类型，种类繁多且复杂，所需备品、油料、配件、原材料数量庞大，施工设备的正常运行、及时维护和施工材料的按时、按质供应，直接关系到施工的进度和质量。

1.2 评价指标初选

雷达阵地工程建设既有一般工程建设的共性风险，又有军事工程的特殊风险，需要考虑的因素复杂多样，因此，进行风险评价指标选择时，既要保证科学性和系统性，又要考虑简明性和实用性。

本文选取部分有代表性的参考文献，从文献中提取出144个风险因素。由于不同文献对相同或相似的风险因素的描述不完全相同，另外还存在部分明显不相关的风险因素，本文首先将144个风险因素进行合并或删除，最终确定了61个有效影响因素，然后按照外部环境、组织管理、人员、技术、设备、材料6个维度对六大类风险进行归纳分类，建立雷达阵地工程建设风险初选评价指标体系，见表1。

2 评价指标体系约简优化方法

评价指标约简优化的目的是从已选定的指标中识别和保留最具代表性、最重要的指标，以简化评价过程。常用的指标约简优化方法有主成分分析法、因子分析法等，但普遍存在主观性强、样本需求量大等不足，在实际运用中效果不够理想。通过对比各种方法的特点，同时考虑到雷达阵地工程建设可参考样本数据有限，本文选用灰色-粗糙集理论进行指标约简优化并构建风险评价指标体系。

2.1 基于灰色-粗糙集的指标约简方法

灰色关联度理论（Grey Cluster Theory，GCT）是一种分析元素之间关联程度的方法，该方法对样本数据的限制较少且数量要求低，不要求样本数据必须满足特定分布规律。粗糙集理论（Rough Set Theory，RST）是一种处理模糊问题的常用方法，具有无需隶属度函数等先验性知识的特点，受前提条件约束较少，近年来被应用较多。

本文将灰色关联聚类和粗糙集属性约简优化方法相结合，将两种方法的优势互补，在指标不确定、参考数据少的情况下进行指标筛选，约简过程较为简单，便于实际运用。

2.2 指标约简步骤

邀请若干名相关领域专家以调查问卷的方式对各项指标进行评价打分（0～100分），分值越高，代表该指标越重要，所有指标均为正向指标。设风险评价指标体系为一个多属性决策信息系统，S={U，A，V，f}，其中，U为评价对象集，A为属性集，V为属性值集，f为信息函数。

使用极差法对专家打分原始数据进行标准化处理，得到标准化后的评分特征数据列X。设X={x¹₁，x²₂，…，x^j_i}为指标评分变化的特征数据列，ωⁿ_mk（m，k=1，2，…，i;n=1，2，…，j）为评价对象x_m对x_k在第n个指标时的关联系数，ω_mk为评价对象x_m对x_k的灰色绝对关联度，公式如下

ωⁿ_mk=minmminnxⁿ_k－xⁿ_m+ρmaxmmaxnxⁿ_k－xⁿ_mxⁿ_k－xⁿ_m+ρmaxmmaxnxⁿ_k－xⁿ_m（1）

ω_mk=1j∑jn=1ωⁿ_mk（2）

式中，ρ∈［0，1］为分辨率。由此可得关联矩阵A如下

设Y={Y₁，Y₂，…，Y_i}为待分类的评价对象集，其中，Y_m=（y_m1，y_m2，…，y_mj），y_mk为评价对象Y_m对于第k个指标的打分值。设阈值λ下的指标分类数为s，第r类所含评价对象数为n_r（r=1，2，…，s），统计量F公式如下

F=∑sr=1n_r∑jk=1（y_rk－y_k）²/（s－1）∑sr=1∑n_rm=1∑jk=1（y_mk－y_rk）²/（i－s）（4）

式中，y_rk为第r类评价对象在指标k上的打分平均值；y_k为全部评价对象在指标k上的打分平均值；i为待分类的评价对象总数，服从F（r－1，m－r）分布。根据数理统计相关知识，当Fgt;F_α时，分类较为合理；有多个F的值满足Fgt;F_α时，则需要进一步比较（F－F_α）/F_α大小，取最大值；若没有满足Fgt;F_α，则增大α直至出现满足Fgt;F_α。确定最佳阈值后，根据粗糙集理论进行指标约简优化。

3 雷达阵地工程建设风险评价体系构建

3.1 构建评分矩阵

邀请9名国防工程专家和工程技术人员，采取问卷调查的形式对各项指标进行打分评价，此次问卷调查共发放问卷9份，收回有效问卷9份。按照灰色-粗糙集指标约简方法，以设备风险（O₅）下的11个指标O₅₀₁～O₅₁₁（为便于阅读，以f₁～f₁₁代表O₅₀₁～O₅₁₁）为例进行计算。9名专家（Z₁～Z₉）对指标f₁～f₁₁的打分数据经标准化处理后，专家打分标准化数据表见表2。

3.2 灰色动态聚类分析

根据式（1）～式（3），ρ=0.5时的灰色关联矩阵A公式如下

通过比较关联矩阵中每列数据，依次找到最大的关联系数，并对该数据加框标记，以便于下一步进行样本聚类。分类数为1和9的两种情况没有实际应用价值，在此略去不再讨论。根据式（4）依次计算分类数为2～8这7种情况的统计量，得到α=0.05时的最佳阈值λ=0.654 6，即最佳分类数为3，最佳分类为U/C={{z₂，z₃，z₄，z₆，z₇，z₉，}，{z₁，z₅，}，{z₈}}。

3.3 评价指标约简

依据粗糙集理论，依次去掉指标f₁～f₁₁，剩余10项指标在最佳分类数为3时的动态聚类结果见表3。

由表3可以清晰地看出Ind（C）=Ind（C-{f₇}）=Ind（C-{f₈}），即去除指标f₇、f₈时的聚类结果与全指标下聚类结果相同，说明删除指标f₇、f₈不会影响评价对象聚类结果，这两项指标为冗余指标，应约简删除。去除其他9项指标会导致聚类结果与全指标下聚类结果产生差异，说明删除这9项指标会影响评价对象聚类结果，应予以保留。经过以上步骤，设备风险（O₅）下的11项指标f₁～f₁₁约简为9项指标{f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，f₆，f₉，f₁₀，f₁₁}。

3.4 风险评价指标约简结果

按照以上步骤依次对外部环境风险、组织管理风险、人员风险、技术风险、材料风险进行指标约简优化，最终将61个初选指标约简为48个指标，构建雷达阵地工程建设风险评价指标体系，见表4。

从表4中可以看出，外部环境风险、组织管理风险所含风险指标较多，说明外部环境和组织管理存在较多可能影响工程建设顺利进行的因素。

构建风险评价指标体系是风险管理的基础，未来还需要对风险可能发生的概率和影响程度进行评估，并对风险因素间的耦合关系进行研究，制订风险管理计划，建立持续的风险监测和反馈机制，以提高风险管理的科学性和有效性。

4 结语

本文通过分析雷达阵地工程建设的外部、内部风险源，结合相关文献资料，识别出雷达阵地工程建设风险指标并构建了风险评价指标体系，主要结论如下：

（1）雷达阵地工程建设风险可分为外部环境、组织管理、人员、技术、设备、材料6个方面，共48个评价指标，其中，外部环境和组织管理所含风险指标较多。

（2）运用灰色-粗糙集理论能够在可参考样本数据有限的情况下进行指标约简优化，降低初选指标的冗余，经过约简后的评价指标体系更为精简、客观。

（3）构建风险评价指标体系是风险管理的基础，为了更好地提高风险管理水平，未来还需要进一步进行风险评估、风险耦合研究，建立完备的风险管理体系。

参考文献

[1]秦有权，陶西贵，杜博. 海岸雷达阵地抗精确打击工程防护 [J]. 国防科技，2018，39（5）： 1-5.

[2]曹林，陈亮，卢天鸣，等. 基于自编码神经网络的阵地工程评估指标筛选研究 [J]. 军事运筹与系统工程，2021，35（4）： 55-61.

[3]韩志超，朱军，丁东达，等. 导弹阵地改造施工风险分析 [J]. 指挥控制与仿真，2022，44（6）： 135-140.

[4]韩志超，朱军，霍世平，等. 阵地工程改造施工风险评估指标体系构建研究 [J]. 军事运筹与评估，2022，37（5）： 51-57.

[5]刘汉增，陈桂明，蔺志强，等. 基于RIMER的阵地建设安装工程安全风险评估方法 [J]. 兵工自动化，2020，39（4）： 70-74.

[6]刘汉增，陈桂明，胡春宇. 阵地工程施工环境评价模型研究 [J]. 火力与指挥控制，2021，46（7）： 11-16.

[7]刘汉增，陈桂明，蔺志强，等. 阵地建设风险评估与管理研究 [J]. 舰船电子工程，2021，41（2）： 117-122.

[8]陈建辉，汪小钦，孔令凤. 面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型构建 [J]. 地球信息科学学报，2024，26（5）： 1193-1211.

[9]陈小卫，杨超，季自力. 基于粗糙集和遗传算法的作战试验指标集优化方法 [J]. 现代防御技术，2022，50（3）： 90-96.

[10]刘海江，邢证. 基于粗糙集理论的双离合器自动变速器车辆换挡品质评价指标约简 [J]. 哈尔滨工业大学学报，2021，53（7）： 164-170.

[11]侯娜，李战江，苏金梅，等. 基于灰色动态聚类-粗糙集的绿色资源环境评价指标构建模型 [J]. 统计与信息论坛，2017，32（8）： 96-103.

[12]路云飞，李琳琳，张壮. 基于灰色粗糙集的指标筛选方法 [J]. 火力与指挥控制，2018，43（1）： 37-42.

[13]薛锋，胡萍，李青青. 基于灰色-粗糙集的高速铁路运营统计指标体系构建 [J]. 系统工程，2021，39（4）： 115-125.

[14]李素鹏. ISO风险管理标准全解 [M]. 北京：人民邮电出版社，2012.

[15]熊自明，卢浩，王明洋，等. 我国大型岩土工程施工安全风险管理研究进展 [J]. 岩土力学，2018，39（10）： 3703-3716.

[16]包泽蓉，马志明，辜文杰，等. 基于FAHP-BN的军队工程代建模式风险评估方法 [J]. 工程管理学报，2017，31（4）： 99-104.

收稿日期：2024-06-07

作者简介：

勾起跃（通信作者）（1993—），男，研究方向：工程管理。

邓满琪（1991—），女，研究方向：工程管理。

呼凯凯（1987—），男，博士，讲师，硕士研究生导师，研究方向：工程管理、装备管理。

孙启竞（1996—），女，研究方向：工程管理。

韩志超（1994—），男，助理工程师，研究方向：工程管理。