За математическото моделиране на военните действия. Програмни продукти и системи Създаване на програмен модел на бойни действия

2. Глава 1 „Анализ на съществуващите подходи за провеждане на компютърни командно-щабни военни игри.“

3. Глава 2 „Формализиране на компютърните командни и щабни военни игри.“

4. Глава 3 „Методика за проектиране на мениджър за управление на информационни процеси при провеждане на компютърни командно-щабни военни игри“.

5. Глава 4 „Експериментални изследвания на ефективността на управлението на информационните процеси по време на компютърни командно-щабни военни игри.“

Препоръчителен списък с дисертации

• Педагогически основи на тактическото обучение на командири и щабове на части (формирования) на вътрешните войски за командно-щабни учения 1998 г., кандидат на педагогическите науки Муригин, Александър Владимирович

• Подобряване на обучението по бази данни и системи за управление на бази данни, базирани на технологии клиент-сървър: Използване на примера на курс по компютърни науки в средно училище 2006 г., кандидат на педагогическите науки Шчепакина, Татяна Евгениевна

• Система за информационна подкрепа за вземане на решения при управление на силите и средствата на наказателните органи в екстремни ситуации 1999 г., кандидат на техническите науки Дуленко, Вячеслав Алексеевич

• Теория и практика за развитие на когнитивната независимост на курсанти на военни университети с компютърна поддръжка на учебния процес 2004 г., доктор на педагогическите науки Сташкевич, Ирина Ризовна

• Подобряване на управлението на системата за физическа защита на важни държавни обекти на базата на използване на математически модели 2012 г., кандидат на техническите науки Олейник, Александър Сергеевич

Въведение в дисертацията (част от автореферата) на тема „Симулационно моделиране при провеждане на компютърни командно-щабни военни игри”

Резултатите от анализа на военните конфликти, както и основните положения на военните доктрини и възгледите на военните експерти от страните от НАТО относно бойното използване на оръжия за въздушно нападение (AEA) определят нарастващите изисквания към служителите на военното командване на противовъздушната отбрана и контролни органи за осигуряване на надеждно прикритие на войските и съоръженията. Един от ефективните подходи за нетрадиционно решаване на проблемите на оперативната и бойна подготовка на командния състав в съвременните условия е използването на компютърни технологии и постижения в областта на симулационното и математическото моделиране на системи и процеси за управление. Анализът на провежданите изследвания показа, че разглежданите подходи за внедряване на компютърно-базирани форми на оперативно обучение (КОП), чийто вид са командно-щабните военни игри (КШВ), от техническа гледна точка предвиждат широкото използване на компютърни мрежи, базирани на персонални компютри.

При внедряването на CFOP, в сравнение със съществуващите автоматизирани системи за управление на войските, видовете канали за обмен на информация се променят и техният брой се намалява; всъщност информационната топология на реалните автоматизирани системи за управление се трансформира в локална компютърна мрежа. Освен това е необходимо да се моделира информация от различни типове по един информационен канал, за който се разпределят отделни независими канали в реални автоматизирани системи за управление. В същото време е необходимо да се осигури съответствие на задачите, решени по време на компютърно базирани системи за управление (CSVI) с логиката на действие на реални контроли, както и ефективността и функционалната пълнота на тяхното изпълнение. В допълнение, спецификата на провеждането на CCSHVI определя необходимостта от решаване на редица допълнителни задачи, свързани с изпълнението на функциите за игра и наблюдение на действията на участниците в играта. Тези характеристики на обмена на информация по време на компютърно базирано предаване на данни водят до увеличаване на натоварването на локалната мрежа и интензивността на потоците от данни, циркулиращи в нея. В тази връзка е необходимо тези потоци от данни да се управляват, като се вземат предвид логиката, функционалната ориентация и приоритетът на задачите, решавани по време на играта, както и зависимостта на стойността на обработваната информация от времето на забавяне на нейната обработка. . При внедряването на компютърен KSHVI с помощта на система от симулационни модели се променят видовете канали за обмен на информация и техният брой се намалява.

Сравнителният анализ на възможностите на съществуващите диспечерски инструменти за управление на обмена на информация по отношение на задачите, решени по време на мониторинга на компютърното управление, показва, че те не осигуряват висококачествено решение на тези проблеми. Ето защо е необходимо да се разработят специализирани инструменти за управление на информационни процеси, протичащи по време на компютърно базирано компютърно наблюдение. Като такъв инструмент се предлага да се използва мениджър за управление на информационни процеси (IDIP), който в тази работа се разбира като софтуерен инструмент, който определя реда на процесите в компютърна мрежа в съответствие с приетите споразумения и ограничения на функционалността, логически и времеви аспекти на тяхното изпълнение.

Съществуващият методически апарат за разработване на диспечерски инструменти осигурява създаването на специализирани средства за управление на обмена на информация в компютърните мрежи, но не позволява използването му за разработване на DUIP. В тази връзка възниква противоречие между необходимостта от разработване на инструменти за управление на информационните процеси, които осигуряват техническото внедряване на CCIS, и технологичните възможности на съществуващия методологичен апарат за създаване на такива инструменти.

Като се вземат предвид тези обстоятелства, както и перспективата за възможно разширяване на списъка от задачи, решавани по време на компютърно-подпомогнат компютърен мониторинг, изглежда уместно да се реши проблемът с разработването на цялостен методологичен апарат за проектиране на мениджър за контрол на информационните процеси, осигуряващ повишаване на ефективността на тяхното управление, като се вземат предвид спецификите на задачите, решавани по време на компютърно-базиран компютърен мониторинг.

Обект на изследване. Ролята на обект на изследване в дисертационния труд е отредена на развитието на функциите на ПВО в процесите на командно-щабни учения (КШУ), провеждани в среда човек-компютър.

Основни настройки и идеи. Изборът на предмет на изследване и посока на работа е повлиян от следните насоки: U1. Командно-щабните учения позволяват тяхната интерпретация под формата на специфичен клас военни игри, което отваря достъп до теоретичен и практически опит от игри, включително опит от разработване на забавни военни игри.

U2. Всяка версия на внедряването на хардуерно-софтуерна поддръжка за CSG трябва да бъде изградена под формата на приложение клиент-сървър за локална компютърна мрежа.

Предмет на изследване. Предметът на изследването е специализирана хардуерна и софтуерна обвивка, която поддържа процесите на KShVI, в която функциите за контрол и оценка на хода на играта са фокусирани само върху защитните функции на противовъздушната отбрана и са затворени от влиянието на участниците в KShVI.

Направление на изследването. Посоката на изследването в работата е използването на специализиран софтуерен продукт в KShVI в контекста на симулационен модел на защитните функции на противовъздушната отбрана на „стъпката на играта“.

Цели и задачи на изследването. Основната научна цел на работата е свързана с търсенето на теоретично обобщение на изпълнението на защитните функции на ПВО в процеса на CSVI, управление на условията за тяхното използване, оценка на тяхната ефективност и постигане на необходимите тренировъчни ефекти.

Основната практическа цел е свързана с разработването на ефективна диспечерска система в среда клиент-сървър, обслужваща провеждането на CSVI. Постигането на поставените цели изисква решаването на следните основни задачи: 1. Да се ​​разработи и проучи симулационен модел на системата за командване и контрол, разкриващ подготовката, изпълнението и оценката на защитните функции на противовъздушната отбрана в контекста на игровата интерпретация на системата за командване и контрол.

2. Разработете и проучете комуникационна система, която отчита структурата на съставния предмет на упражнението и ролевите функции на всеки от участниците в упражнението.

3. Въз основа на спецификациите на симулационния модел на CCS да се разработи диспечерска система, която осигурява управление на информационните потоци и тяхната обработка на оперативно-тактическо ниво.

Изследователски метод. Същността на изследователския метод се определя като контролирана комбинаторика от методи и средства за симулационно моделиране, теория и практика на игрите, изкуствен интелект и алгоритмизация. Научна новост1. Предложен и проучен е симулационен модел на системата за командване и управление с игрова интерпретация на действията на участниците в учението, осигуряващ интегрирано представяне на защитните функции на ПВО и характеристиките на апаратно-програмния комплекс, обслужващ провеждането на на упражненията.

2. Разработена и проучена е система от структурни функционални и информационни спецификации за клиент-сървърната реализация на KSHVI, като се отчита динамиката на процесите, включително комуникационните, в реално време.

Достоверност. Теоретичната надеждност на получените резултати се потвърждава от формулирането на основните положения на дисертацията въз основа на надеждни знания от областта на приложната компютърна наука, симулационното моделиране и теорията на игрите.

Експериментално потвърждение на надеждността беше получено по време на разработването на клиент-сървърна реализация на KSHVI въз основа на симулационен модел и неговото тестване.

Практическа стойност Практическите резултати, получени в дисертационния труд, включват: - системи от методи и средства за управление на оперативно-тактическите действия в процесите на командно управление - база от знания за основните действия на участниците в контролно-командния контрол, изградена и реализирана по модела на продуктови библиотеки на експертни системи - адаптиране и конфигуриране на мрежови версии на процесора въпрос-отговор U/K^A към спецификата на информационните и комуникационни процеси на КШВИ - система от методи и средства за оценка на информационните потоци в клиент-сървър изпълнение на KSHVI.

Внедряване и реализация За хардуерна и софтуерна поддръжка на KSHVI е разработена софтуерна система, която се базира на клиент-сървър реализацията на процесора за въпроси и отговори \VIQA, конфигуриран за командно-щабната структура на екип от потребители." Изградената система от симулационни модели и разработеният DUIP бяха внедрени в 726 учебен център на военната противовъздушна отбрана на въоръжените сили на Руската федерация за провеждане на бойни операции за противовъздушна отбрана с помощта на локална мрежа през август 2002 г.

Представени за защита: 1. Симулационен модел на блока за командно управление с игрова интерпретация на действията като интегриран източник на спецификации за хардуерна и софтуерна поддръжка за блока за командно управление, като се вземат предвид реалностите на времето за упражнение.

2. Набор от софтуерни инструменти със структура клиент-сървър, съчетаващи методи и средства за симулационно моделиране, теория и практика на игрите, експертни системи и системи за диспечер.

Апробация на работата Основните положения на дисертационния труд бяха докладвани и обсъдени на военни научни конференции, проведени във Военната институция за противовъздушна отбрана на въоръжените сили на Руската федерация и нейния филиал в периода от 2000 до 2003 г., на общоруски научно-технически конференции I)1. АНАЛИЗ НА СЪЩЕСТВУВАЩИТЕ ПОДХОДИ ЗА ПРОВЕЖДАНЕ НА КОМПЮТЪРНИ КОМАНДНО-ЩАБНИ ИГРИ Нивото на оперативна подготовка на органите за ръководство и управление на въоръжените сили на Руската федерация е един от важните фактори, определящи степента на готовност на въоръжените сили за решаване на поставените им задачи. Досега това се постигаше изключително чрез традиционните методи за организиране и провеждане на оперативно-тренировъчни дейности.

Въвеждането на компютърни форми на оперативно обучение в системата за обучение на войските представлява логичен етап от по-нататъшното развитие на съществуващите традиционни форми на обучение, повишаване на тяхната ефективност въз основа на научно-техническите постижения на съвременните компютърни технологии, новите методи на математическо моделиране и нови информационни технологии. В областта на вътрешните CFOP основните разработки принадлежат на специалисти от 27-ми Централен научноизследователски институт на Министерството на отбраната на Руската федерация и Висшия институт за противовъздушна отбрана на въоръжените сили на Руската федерация. По-специално беше въведена и обоснована концепцията за компютърни форми на оперативно обучение и бяха формулирани концепциите за тяхното създаване и приложение. Компютърните форми на оперативно обучение се разбират като форми на обучение на команден, оперативен персонал и студенти, които трябва да се основават на използването на автоматизирани бойни симулационни системи (ACMS) и специални математически и софтуерни инструменти, внедрени в тях. Тук е важно да се отбележи, че моделирането предполага изучаване на обект въз основа на неговата прилика с модел и включва изграждане на модел, изучаването му и прехвърляне на получената информация към моделирания обект, следователно автоматизираните системи за моделиране на бойни действия са комплекс на технически, математически, информационни и софтуерни средства, които осигуряват вземане на решения на обучаемите и ръководство на базата на симулация на бойни действия на воюващите страни.

Техническата основа на такъв комплекс, като правило, се състои от персонални компютри, интегрирани в локална компютърна мрежа (LAN).

Областта на изследване ще бъде, на базата на математическо моделиране, разработването на цялостна методология за проектиране на мениджър за контрол на информационния процес при провеждане на CSVI.

Ефективността на използването на CFOP се определя от качествено нова организация на текущите дейности, основана на интегрираното използване на автоматизирани системи и електронни компютърни технологии, софтуер и информационни средства, които осигуряват симулационно моделиране на развитието на бойните действия на воюващите страни в съответствие с с взетите решения и прогноза за възможните резултати от тяхното изпълнение в конкретна бойна обстановка.

Основно важно в CFOP е, че обучаемите вземат решения по време на провеждане на операции (бойни действия) въз основа на резултатите от моделирането на бойните действия на враждуващите страни на фона на единна оперативно-стратегическа обстановка.

По време на CFOP студентите придобиват умения като способност за бързо използване на компютърни технологии за разработване и вземане на решения при командване на войски (сили), те развиват ясно разбиране за ролята и възможностите на компютърните технологии и средствата за автоматизация за подобряване на командването и контрола на войски.

В допълнение, въвеждането на CFOP позволява да се скрие провеждането на мащабни игри и общият фокус на оперативното обучение; намаляване на щетите, причинени на околната среда по време на бойната подготовка на войските; премахване на празнината по въпросите на компютъризацията на оперативното обучение на командния състав на нашите въоръжени сили от въоръжените сили на водещи чужди държави.

Въпреки това, практическото внедряване на CFOP в общата система за оперативно и бойно обучение на персонала, включително учебния процес в университетите на Московска област, изисква задълбочен анализ на възможностите за организиране и провеждане на такива форми на обучение, за да се най-пълно отчитат особеностите на тяхното изпълнение както в информационен, така и в технически аспект. Първият аспект определя анализа и оценката на потоците от данни, обработвани по време на компютърни игри, вторият - възможностите за тяхното техническо изпълнение, включително избора и използването на конкретни технически средства.

Преди да започнете да изграждате симулационен модел на KKSHVI, е важно да припомните, че играта в теорията на игрите е модел на конфликт, схематизиран и адаптиран за математическо изследване. В същото време, разбира се, една игра, описваща конфликт, трябва да запази всички основни, съществени характеристики на симулирания конфликт. На първо място, играта трябва да отразява характеристиките („компонентите“) на конфликта: а) страните, участващи в конфликта (в теорията на игрите те се наричат ​​играчи); б) решенията, които играчите могат да вземат (тези решения обикновено са наречени стратегии на играчите); c) степента, до която целите на всеки играч са постигнати в ситуацията, произтичаща от избора на играчите на техните стратегии (тези последни характеристики могат да бъдат измерени чрез числа, наречени печалби). Точното описание на набора от играчи, набора от стратегии за всеки играч, както и техните печеливши функции съставлява задачата на играта. Игрите, дадени в тази форма, обикновено се наричат ​​игри в нормална форма.

1.1. АНАЛИЗ НА ОСОБЕНОСТИТЕ НА ОРГАНИЗИРАНЕТО И ПРОВЕЖДАНЕТО НА КОМПЮТЪРНИ КОМАНДНО-ЩАБНИ ВОЕННИ ИГРИ Определяйки компютърната форма на оперативно обучение и по-специално компютърната командно-щабна военна игра като обект на изследване, следва да се отбележи, че като цяло структурата на компютърните форми на оперативното обучение като начин за организиране на образователния процес и структурата на традиционните форми на оперативно обучение са сходни по принцип (фиг. 1.1) и включват следните елементи: обучаеми, образователни цели и задачи, съдържание и методи на обучение, лидерски апарат и технически средства за обучение. В същото време анализът на съдържанието на структурните елементи на схемите, представени на фиг. 1.1 ни позволява да подчертаем редица разлики между тях (Таблица 1.1.).

Най-съществените разлики са техническите средства за обучение и свързаните с тях характеристики на организацията и практическото изпълнение на учебните въпроси, които се разработват. Организационната и техническа основа на компютърните форми на оперативно обучение са автоматизирани системи за моделиране на бойни действия. Използването на средства за симулационно математическо моделиране в ASMBD осигурява промяна в методите за организиране и провеждане на дейности по оперативно обучение и предопределя характеристиките на компютърните форми на обучение като цяло.

Основното съдържание на работата на ръководството при провеждане на компютърни форми на оперативно обучение е предаването на директиви, заповеди и инструкции от висшето командване на участниците в играта, ескалация на ситуацията и изпълнение на военни действия, разглеждане (проучване ) на взети решения, планове за операции (бойни действия), директиви, (заповеди) и заповеди, изучаване на методите на работа на обучаемите с помощта на средствата на ASMBD и специално математическо и програмно осигуряване, наблюдение на практическите действия на щаба и войските, изследване на нови въпроси на оперативната изкуство. Процедурата за предаване на информация за текущата ситуация се променя фундаментално (в сравнение с традиционните форми на обучение). Решенията, взети от учениците, се въвеждат в моделиращия комплекс (подсистема за изчисление и моделиране на ASMBD), резултатите от моделирането се показват чрез базата данни (DB) на работните станции на участниците в играта.

Резултатите от симулацията се показват на автоматизираните работни места на служителите от ръководството изцяло за участващите страни и в частта, която се отнася до автоматизираните работни места на учениците, с последващи промени в ситуацията на интервали от време, равни на стъпката на моделиране. В същото време се предвижда ситуацията да се доведе до висши органи, по-специално до командването на армиите и фронта, само за условно действащи войски: до командването на армиите - за съединения и части на армейско подчинение, до командването на фронта - съответно за формирования и формирования на фронтово подчинение. Събирането на информация за ситуацията от отделите, които действително работят в играта, трябва да се извършва от висши органи по предписания начин по линията на бойния контрол.

Данните за противоположната страна се предоставят в обем, съответстващ на възможностите на силите и средствата за разузнаване на страните, като се вземат предвид решенията на обучаваните за организиране на разузнаването.

Резултатите от действията на обучаемите и развитието на ситуацията по време на CFOP трябва да бъдат записани. Записването на действията на длъжностните лица, записването на развитието на ситуацията от момента, в който враждуващите страни получават бойни мисии до завършването на тяхното изпълнение, ще допринесе за значително повишаване на отговорността на длъжностните лица за техните действия и желанието да работят с пълна отдаденост. Воденето на протокол също ще осигури обективност при оценката на действията на учениците при обобщаване на резултатите и значително ще опрости работата на ръководния състав при изготвянето на анализа на играта.

Управленски апарат Учебна среда Методи за създаване на учебна среда Въвеждане на учениците в учебна среда Разиграване на ситуацията Обозначение Имитация Естествено моделиране на средата Привлечени сили и средства Групи за развитие на упражнение Посредници и разиграващи групи; комуникационни съоръжения на Симулационната група; имитационни средства Реални войски, сили и средства Обучени органи за управление а) Апарат за управление Среда за обучение Методи за създаване на среда за обучение Въвеждане на обучаемите в среда за обучение Разиграване на ситуацията Симулационно моделиране на ситуацията Привлечени сили и средства Група за развитие на упражнения Компютърен център ASMBD Групи за игра Обучени контроли б) Фиг. 1.1. Структурна схема на прилагането на форми на оперативно обучение: а) традиционна; б) компютър.

Таблица 1.1 Отличителни характеристики на елементите на компютърните форми на оперативно обучение от традиционните Елементи на структурите Отличителни характеристики Обучаеми При провеждане на CFOP от обучаемите се изисква да имат умения и способности за работа с инструменти за автоматизация. Обучаемите получават възможност да вземат решения и да ги анализират въз основа на многовариантна симулация на бойни действия.

Образователни цели Става възможно обективното наблюдение на знанията, уменията и способностите на учениците. Целите на обучението могат да бъдат постигнати за по-кратко време чрез използването на програми за обучение.

Методи на обучение Математическото моделиране на бойните действия ще бъде в основата на методологията на компютърните форми на оперативно обучение и ще осигури на ръководния апарат: повишаване на динамиката на изграждане на ситуацията и водене на бойни действия в реално време с помощта на „свободен ” игрови метод; разширяване на набора от използвани методически похвати; повторение на отделни епизоди на военни действия в режим на ускорено време, спиране на оперативното време за анализ на взетите решения и показване на алтернативно решение с идентифициране на предимствата му, документиране и възпроизвеждане след играта на хода и резултатите от действията на войските (силите) и др. .; качествен анализ и обективна оценка на взетите от учениците решения.

Апарат за управление Наличието на автоматизирани системи за симулация на бойни действия (АСУБС) предопределя необходимостта от включване в апарата за управление на длъжностни лица, които осигуряват функционирането на АСУБС. Съставът на групите за изграждане на ситуацията (играят заедно с групи) се намалява и функционалните отговорности на посредниците се променят фундаментално.

Технически средства за обучение Организационно-техническата основа на CFOP е автоматизирана система за моделиране на бойни действия, чието използване коренно променя методите за подготовка и провеждане на оперативни учебни дейности и предопределя характеристиките на CFOP като цяло.

Като цяло блоковата схема на комплекса от технически и софтуерни инструменти, които осигуряват организирането и провеждането на компютърно базирани тестове за мониторинг, е показана на фиг. 1.2.

Както беше отбелязано по-рано, основният компонент на такъв комплекс от технически и софтуерни инструменти е автоматизирана система за бойна симулация, която е сложна организационна и йерархична система, която включва комплекси от технически, математически, софтуерни и информационни средства.

Подобни дисертации по специалност "Математическо моделиране, числени методи и програмни пакети", 05.13.18 код HAC

• Създаване и използване на учебно-методическа и организационна подкрепа по дисциплината "Информатика" за военно висше училище с команден профил 2009 г., кандидат на педагогическите науки Краснова, Валентина Ивановна

• Формиране на професионални компетенции сред курсантите на военно-командните университети 2011 г., кандидат на педагогическите науки Овсянников, Игор Вячеславович

• Формиране на експериментални умения при обучение по физика на базата на компютърно моделиране сред курсанти на военен университет 2011 г., кандидат на педагогическите науки Ларионов, Михаил Владимирович

• Организация на педагогическото управление във военноинженерния университет 2005 г., кандидат на педагогическите науки Агаджанов, Георги Георгиевич

• Системен анализ и синтез на автоматизирани процедури за подпомагане на вземането на военно-икономически решения 2004 г., доктор на техническите науки Трофимец, Валери Ярославович

Заключение на дисертацията на тема „Математическо моделиране, числени методи и софтуерни пакети”, Ямполски, Леонид Семенович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОСНОВНИ РЕЗУЛТАТИ ОТ РАБОТАТА

Беше извършен анализ на съществуващите подходи за провеждане на компютърно базирани мониторингови тестове, както и на съществуващите методически и инструментални средства за управление на обмена на информация и диспечиране на информационни процеси. В резултат на изследването са получени следните резултати:

1. Разработен е и изследван симулационен модел на звена за командване и управление, базиран на тяхната игрова интерпретация, който подчертава мястото и ролята на ПВО в защитната им функция.

2. Разработена е система за компютърна поддръжка на колективните действия на участниците в KSHVI, осигуряваща управление и комуникация в рамките на командно-щабната организационна структура.

3. Като източник на спецификации е използван симулационният модел KSHVI, на базата на който процесорът въпрос-отговор WIQA е избран като основна инструментална среда за внедряване на KSHVI.

4. Извършена е адаптация и настройки на процесора за въпроси и отговори WIQA към спецификата на изследваната версия на KSHVI и е определено мястото и ролята на диспечера на KSHVI в инструменталната среда.

5. Извършен е анализ на информационните процеси, протичащи по време на компютърно базирани мониторингови тестове. Извършено е формално описание на информационните процеси, което позволява да се определят възможностите за тяхното управление и да се разпределят функциите за управление между създадения диспечер и средствата на използваните операционни системи и мрежови технологии.

6. Разработена е методика за оценка на ефективността на управлението на информационните процеси при провеждане на компютърно базирани мониторингови тестове. Обосновава се концепцията за ефективността на управлението на информационните процеси и аспектите на тяхното прилагане, по отношение на които следва да се извърши посочената оценка.

7. Въз основа на научно-методическия апарат, предложен в работата, е разработен прототип на мениджър за управление на информационни процеси. На негова основа бяха проведени експериментални изследвания за управление на информационните процеси и оценка на тяхната ефективност. Експериментът напълно потвърди теоретичните положения на разработения научен и методологичен апарат за проектиране на мениджър за управление на информационни процеси и оценка на ефективността на управлението.

8. Разработеният научно-методически апарат предлага качествено ново решение на проблема с проектирането на средства за управление на информационните процеси във връзка със спецификата на техния поток по време на компютърно базирано компютърно наблюдение.

Полученото решение на този проблем е общо за класа проблеми за разработване на средства за управление на информационните процеси по време на компютърни командни и контролни операции на всички нива на военната противовъздушна отбрана.

Получените резултати от работата се предлагат да се използват за решаване на научни и технически проблеми при проектирането на инструменти за управление на информационни процеси при организиране на специфични компютърни системи за управление.

Списък с литература за дисертационно изследване Кандидат на техническите науки Ямполски, Леонид Семенович, 2003 г

1. Зиновиев Е. В. Принципи на изграждане на система за управление на информационни процеси и ресурси в компютърна мрежа. Автоматика и компютърна техника. 1985. № 3. стр. 45-52.

2. Шуенкин В. А., Донченко В. С. Приложни модели на теорията на масовото обслужване. Киев, Учебно-методически кабинет на висшето образование, 1992 г.

3. Никитин Н. М., Окунев С. Л., Самсонов Е. А. Алгоритъм за разрешаване на конфликти в локална мрежа с произволен множествен достъп. Автоматика и компютърна техника. 1985. № 5. стр. 41-46.

4. Хазацки В. Е., Юриева С. А. Приоритетен множествен достъп в локални мрежи за данни с контрол на носителя и откриване на конфликти. Автоматика и компютърна техника. 1985. № 5. стр. 47-52.

5. Щеглов А. Ю. Принципи на унифициране на методите за кодов контрол на множествения достъп до ресурсите на компютърни системи и локални мрежи. Информационни технологии. 1998. № 2. стр. 20-25.

6. Пирогов В. В., Олевски С. М. Архитектура на система за организиране на взаимодействието на приложни процеси, използващи публична памет. Автоматика и компютърна техника. 1987. № 6. СЪС.

7. Азаренков В. В., Сорокин В. П., Степанов Г. А. Автоматизирани системи за управление на военната противовъздушна отбрана. Обработка на информация в автоматизирани системи за управление на ПВО на войските. Киев, VA VPVO, академично издателство. 1985. 156 с.

8. Емелянов Г. М., Смирнов Н. И. Анализ на обмена на информация при проектирането на проблемно-ориентирани локални компютърни мрежи. Автоматика и компютърна техника. 1987. № 1. стр. 45-50.

9. Пирогов В.В., Олевски С.М. Инструментална база данни "Механизми на взаимодействие между процесите." Автоматика и компютърна техника. 1987. № 4. стр. 25-29.

10. Gershuni D.S. Планиране на изчисления в твърди системи в реално време (преглед и перспективи). Компютърно инженерство. системи. контрол. 1991. бр. 6. С. 4-51.

11. Алянах И. Н. Моделиране на компютърни системи. Л., Машинно инженерство. Ленинградски клон, 1988. -С. 223,

12. Якубайтис Е. А. Архитектура на компютърни мрежи. М., Статистика, 1980. -С. 279.

13. Yakubaitis E. A. Информатика, електроника - мрежи. М., Финанси и статистика, 1989.-200 с.

14. Информатика: Енциклопедичен речник за начинаещи. Comp. Д. А. Поспелов. М., Педагогика-Прес, 1994. С. 352.

15. Липаев В. В. Проектиране на софтуерни инструменти. М., Висше училище, 1990. С.303.

16. Липаев В. В. Проектиране на математическа поддръжка за автоматизирани системи за управление. М., Съветско радио, 1977. С. 400.

17. Барвински В. В., Евменчик Е. Г. Приложение на новите информационни технологии в обучението по оперативни и технически дисциплини. Материали от 19-та научно-методическа конференция. Твер, ВУ ПВО. 1999. стр. 27-32.

18. Коршунов Ю. М. Математически основи на кибернетиката. М., Енергетика, 1980.

19. Дейвис Д., Барбър Д., Прайс У., Соломонидес С. Компютърни мрежи и мрежови протоколи. М., Мир, 1982. С. 562.

20. Наръчник на офицера от ПВО, Воениздат, 1987 г.

21. В. А. Веников “Основи на теорията на моделирането” Издателство “Наука”, 1983 г.

22. Н. Н. Воробьов “Теория на игрите” Издателство “Знание”, 1976 г.

23. Азаренков В. В., Сорокин В. П., Степанов Г. А. Автоматизирани системи за управление на военната противовъздушна отбрана. Обработка на информация в автоматизирани системи за управление на ПВО на войските. Киев, VA VPVO, академично издателство. 1985. 156 с.

24. Под. изд. Edemsky A.F. Автоматизирани системи за управление на войските за противовъздушна отбрана на сухопътните войски. Основи на изграждане на автоматизирана система за управление. Смоленск, Сили за противовъздушна отбрана на VA, издание на Академията. 1993. 252 с.

25. Под. изд. Честаховски В. П. Автоматизирани системи за управление на войските за противовъздушна отбрана на Сухопътните войски. Част I. Основи на изграждането на автоматизирани системи за управление. Киев, VA Сили за противовъздушна отбрана, издание на Академията. 1977. 396 стр.

26. Под. изд. Гаврилова А. Д. Автоматизирани системи за управление на войските за ПВО на Сухопътните войски. Основи на стрелба и управление на огъня. Смоленск, ВАПВО НЕ РФ, издание на Академията. 1996. 168 с.

27. Азаров B.I. Проектиране на средства за автоматизирано управление. Автоматизиран пункт за управление 9С717/6. Смоленск, СВЗРИУ, издание на колежа. 1990. 106 с.

28. Шуенкин В. А., Донченко В. С. Приложни модели на теорията на масовото обслужване. Киев, Учебно-методически кабинет на висшето образование, 1992 г.

29. Никитин Н. М., Окунев С. Л., Самсонов Е. А. Алгоритъм за разрешаване на конфликти в локална мрежа с произволен множествен достъп. Автоматика и компютърна техника. 1985. № 5. стр. 41-46.

30. Хазацки В. Е., Юриева С. А. Приоритетен множествен достъп в локални мрежи за данни с контрол на носителя и откриване на конфликти. Автоматика и компютърна техника. 1985. № 5. стр. 47-52.

31. Щеглов А. Ю. Принципи на унифициране на методите за кодово управление на множествения достъп до ресурсите на компютърни системи и локални мрежи. Информационни технологии. 1998. № 2. стр. 20-25.

32. Пирогов V.V., Olevsky S.M., Khaikin I.A. За един клас протоколи на ниво приложение. - АВТ, 1986, № 3, с. 11-16.

33. Vasudevan R., Chan P. P. Проектиране на сървъри в разпределена среда: Изследване на методологията за структуриране на процеси. – В: Сб. IEEE 1st Int. конф. Office Autom., Ню Орлиънс, Луизиана, декември 17-19, 1984. Silver Spring, Md., 1984, p. 21-31.

34. Василиев Г. П. и др., Софтуер за хетерогенни разпределени системи: анализ и внедряване. М.: Финанси и статистика, 1986.160 стр.

35. Флинт Д. Локални компютърни мрежи: архитектура, принципи на изграждане, реализация. М.: Финанси и статистика, 1986. 359 с.

36. Якубайтис Е. А. Информационни компютърни мрежи. М., Финанси и статистика, 1984. 232 с.

37. Дейвис Д., Барбър Д., Прайс У., Соломонидес С. Компютърни мрежи и мрежови протоколи. М., Мир, 1982. 563 с.

38. Основи на теорията на компютърните системи. Ед. Майорова С. А. Учебник за ВУЗ. М., Висше училище. 1978 г.

39. Kleinrock L. Теория на опашките. М., Машинно инженерство. 1979 г.

40. Блекман М. Проектиране на системи в реално време. М., Мир. 1977 г.

41. Ventzel E. S. Теория на вероятностите. М., Наука. 1969.1. СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА

42. API интерфейс за програмиране на приложения (интерфейс за програмиране на приложения)

43. MOM Message Oriented Middleware

44. ORB Object Request Broker (брокер на обектни заявки)

45. OSI Open System Interconnection (взаимодействие с отворени системи)

46. ​​​​RPC извикване на отдалечена процедура

47. ADF оборудване за предаване на данни

48. Автоматизирана работна станция

49. Система за автоматизирана бойна симулация ASMBD

50. Автоматизирана система за управление на СКУД

51. Автоматизирана система за управление на войските ASUV1. DB база данни1. Изчислителна система Sun

52. Зенитно-ракетен комплекс SAM

53. Зенитно-ракетен комплекс

54. Компютърни командно-щабни учения на ККШУ

55. KSA комплекс от оборудване за автоматизация

56. KFOP компютърни форми на оперативно обучение

57. Командно-щабни учения

58. LAN локална мрежа1. OS операционна система

59. ПВО ПВО

60. Софтуерен софтуер

61. Софтуерен мидълуер1. PC персонален компютър

62. Средства за нападение от въздуха

63. СМПО специално математическо и програмно осигуряване

64. СУБД система за управление на база данни

Моля, имайте предвид, че научните текстове, представени по-горе, са публикувани само за информационни цели и са получени чрез разпознаване на текст на оригинална дисертация (OCR). Следователно те могат да съдържат грешки, свързани с несъвършени алгоритми за разпознаване. В PDF файловете на дисертациите и резюметата, които предоставяме, няма такива грешки.

ВОЕННА МИСЪЛ № 7/2009, стр. 12-20

Симулация на въоръжена конфронтация: перспективи за развитие

полковник В И. ПАША,

кандидат на военните науки

полковник Д.Б. КАЛИНОВСКИ

полковник О. В. ТИХАНИЧЕВ,

Кандидат на техническите науки

Понастоящем ролята и значението на военно-научната обосновка на решенията на държавните и военните командни и контролни органи в областта на строителството, обучението, планирането, използването и управлението на въоръжените сили значително нараства в процеса на решаване на задачите изправени пред тях за осигуряване на военната сигурност на държавата. В същото време, както показва опитът от локални войни и въоръжени конфликти, най-важните условия за успешно постигане на целите на съвременните операции са навременното проследяване и показване в почти реално време на ситуацията в конфликтните зони, прогнозирането на нейното развитие, разработването на различни варианти за действия на войските на страните, включително с използване на методи за математическо моделиране.

Актуалността на проблема с прилагането на методите на математическото моделиране във военното дело се потвърждава от голям брой публикации по тази тема в различни периодични издания. Техният анализ показва, че мненията на авторите варират от пълно отхвърляне на математическите модели във военното дело до напълно обективно разбиране на този въпрос, макар и с известни резерви.

Причините за този диапазон от мнения са различни. Някои смятат, че изчислителните задачи и математическият апарат за сравняване на бойните възможности са достатъчни за информационна подкрепа на планирането на операцията; други настояват за използването на опростени модели, разчитайки на способността на командира да „изгради мисловен модел на предстоящата битка и операция“, или просто не правят разлика между модели и изчислителни проблеми, тълкувайки дефинициите им доста свободно.

Въпреки че почти всички автори говорят за необходимостта от прогнозиране в работата на командирите (командирите) и щабовете, много често се среща мнение, потвърдено на пръв поглед с добре обосновани примери и разсъждения, че използването на методи за математическо моделиране е неподходящо и понякога опасно, тъй като води до изкривяване на резултатите от планирането на оценката. Според нас има няколко причини за това погрешно схващане. Това е, на първо място, липсата на разбиране на същността на математическото моделиране, целта на използваните модели, техните възможности, предположенията, взети при разработването и границите на приложение. Второ, поставяне на еднакви оперативни и технически изисквания за модели и задачи за различни цели, използвани за различни нива на управление. И накрая, трето, неразумното „абсолютизиране“ на резултатите от моделирането.

Всичко това е следствие от различното разбиране на проблема за моделиране на въоръжената конфронтация от военни теоретици и служители на военните командни и контролни органи. За да обсъдим този въпрос разумно, На първо място, трябва да вземете решение за основните му компоненти:терминология на математическото моделиране; класификация на математически модели и методи за прогнозиране; методология и граници на приложение на математическите модели; технологии за реализиране на математически модели за различни цели.

На първо място, трябва да разберете какво да броите математически модел(ММ) какво информационно-изчислителна задача(IRZ), както и как се различава математическо моделиранеот извършване оперативно-тактически разчети(OTR). В референтната литература има доста голям брой дефиниции на разглежданите понятия.

И така, във „Военната енциклопедия“ математически модел се интерпретира като описание на явление (обект) с помощта на математически символи. Във "Военен енциклопедичен речник" математическо моделиране във военното дело се формулира като метод за военно-теоретично или военно-техническо изследване на обект (явление, система, процес) чрез създаване и изучаване на негов аналог (модел) с цел получаване на информация за реалната система.

Оперативно-тактически разчети в същия речник са описани като изчисления, извършени от личния състав на отдели, съединения, съединения, части и подразделения, чиято цел е да определят количествени, качествени, времеви и други показатели за вземане на решения за операция (битка) или обосновка планиране на използването на войските и осигуряване на контрол.

Една от най-популярните електронни интернет енциклопедии, Wikipedia, дава своите формулировки на концепции, свързани с математическото моделиране. Така, задача в най-обща „канонична“ форма - логическо твърдение като: „при дадени условия се изисква да се осигури постигането на определена цел“ и модел - логическо или математическо описание на компоненти и функции, които отразяват основните свойства на моделирания обект или процес.

Въз основа на определенията, дадени в същия източник, ясно се вижда съществената разлика между отделен математически модел, комплекс и система от модели. Комплект модели - набор от модели, предназначени за решаване на един сложен проблем, всеки от които описва един или друг аспект на моделирания обект или процес. Ако моделите са свързани по такъв начин, че резултатите от едни се оказват изходни данни за други, преди да се получи общ резултат, тогава комплексът се превръща в система от модели. Моделна система - набор от взаимно свързани математически модели за описание на сложни системи, които не могат да бъдат възпроизведени в един модел. За планиране и прогнозиране на поведението на големи обекти се разработват системи от модели, обикновено изградени на йерархичен принцип, Vняколко нива. Те се наричат ​​многостепенни системи.

И накрая, текущата серия GOST „RV“ предоставя следните дефиниции на математическия модел и изчислителния проблем. Математически модел на действие (бой)- система от математически зависимости и логически правила, която позволява да се възпроизвеждат във времето най-важните компоненти на симулираните бойни действия с достатъчна пълнота и точност и въз основа на това да се изчисляват числените стойности на показателите на прогнозирания ход и резултатите от военните действия.

Проблем с изчислението - набор от математически зависимости, алгоритми и данни за извършване на оперативно-стратегически (оперативно-тактически) или специални изчисления, позволяващи да се оцени ситуацията, която ще възникне в резултат на предложените действия или да се изчислят параметрите на управление, които осигуряват постигането на изискван резултат с вероятност не по-малка от посочената.

Анализът на тези определения показва разликата между ММи IRD, което се състои в това, че първите са предназначени да прогнозират развитието на ситуацията при различни варианти на първоначалните данни, а вторите са предназначени предимно за извършване на директни изчисления в интерес на получаване на конкретен резултат. По-рано IRZбяха решени главно на ръка и ММ- на "масови" компютри. С развитието на средствата за автоматизация много задачи бяха прехвърлени под формата на програми към КОМПЮТЪР,което направи възможно усложняването на използвания математически апарат, броя на взетите под внимание фактори и доведе до известно „размиване“ на границата между MM и IRD. Това според нас е една от причините за недоразуменията по отношение на използването на математическото моделиране в хода на оперативно-тактическите изчисления.

В съответствие с ръководните документи основните функции на щаба са събиране на информация и нейната оценка, планиране на операция (битка) и прогнозиране на промени в обстановката. С планирането всичко е съвсем ясно: то включва предимно решаване на директни и обратни IRD. Но за оценка на ситуацията, прогнозиране на нейните промени, както и за сравнителна оценка на планираните варианти за използване на войски (сили) е необходимо използването на различни математически методи за прогнозиране (фиг.).

Класификация на методите за прогнозиране

Всеки от тези методи е тестван в различни области на управленската дейност и е доказал правото си на съществуване. Но не всички от тях могат да се използват в практическата дейност на командирите (командирите) и щабовете при организиране на военни операции. Това се дължи на особеностите на войната, които се състоят в значителната несигурност на първоначалните данни, необходимостта да се вземат предвид огромен брой фактори и високата „цена“ на погрешни решения. Въз основа на това методите за екстраполация на тенденциите и някои видове модели почти никога не се използват при организирането на военни операции. Експертните методи и математическото моделиране са различен въпрос, но тяхното приложение също е значително повлияно от горните характеристики.

Формално всеки от подходите за прогнозиране, показан на фигурата, може да се припише на процеси на моделиране и идентифициране на тенденции: логически, умствени, математически. Но въз основа на спецификата на моделирането на въоръжената конфронтация, дефиницията на ММ, използвана в GOSTs от серията „RV“, препоръчително е, когато говорим за моделиране, да разгледаме математически модели, които описват процесите на въоръжена конфронтация, нейните компоненти и отделни форми . По-долу ще говорим основно за такива модели.

Класификацията на математическите модели засяга изискванията към тях, формирането на списъци на MM и IRZ, които осигуряват подкрепа за вземане на решения за длъжностни лица от военните командни и контролни органи. Според предназначението си ММ обикновено се разделят на научни и кадрови (табл. 1).

маса 1

Класификация на математическите модели

Изследователските модели са предназначени както за подпомагане на изследванията, свързани с разработването на оръжия, разработването на нови методи за провеждане на операции и бойни операции, така и за анализ на резултатите от изчисленията по време на предварителното планиране. Основното изискване към тях е да осигурят необходимата точност на математическото описание на изследваните процеси. По отношение на ефективността на моделирането се налагат по-малко строги изисквания.

Щабните модели са математически модели на операции (бойни действия), предназначени да подпомагат практическата дейност на щаба. Представени са две основни изисквания:първо - възможността за приложение в реално време, вписвайки се в алгоритъма на централата; второто е да се осигури значително повишаване на обективността и валидността на вземаните решения по отношение на командването и управлението на войските.

Според формата на описание на процеса на въоръжена конфронтация, ММ се разделят на аналитиченИ стохастичен.И двамата могат да бъдат както служители, така и изследователи.

Според получения резултат от моделирането моделите се разделят най-съществено на прав(описващ) и предписващ(оптимизиращо или предписващо). Първите ви позволяват да отговорите на въпроса: „какво ще стане, ако...“, вторите: „как да се случи така“. Във военното дело най-често се използват описателни модели. Използването на прескриптивни модели, които са по-обещаващи от гледна точка на подкрепа за вземане на решения, е възпрепятствано от редица обективни и субективни фактори.

Обективене, че при голям брой фактори, взети под внимание, е много трудно да се формулира формален проблем за намиране на оптимално решение. Също толкова трудно е да се интерпретират получените резултати. Субективни фактори:нежеланието на длъжностните лица да се доверят на търсенето на решение на програма, чиито принципи на работа са им непознати. Съществува и мнение, че алгоритъмът на предписващия модел може да бъде изчислен и, знаейки го, може да се изчисли резултатът от решението. Това мнение несъмнено е погрешно, тъй като дори при известен алгоритъм за работа на модела е невъзможно да се изчисли резултатът от симулацията, без да има точна информация за първоначалните данни, въведени в модела.

Трудно е да се прецени колко значими са тези фактори за развитието на ММ, но фактът е ясен: в момента запрогнозиране във военната област се използват описателни модели.Тази тенденция вероятно ще продължи в близко бъдеще.

Някои източници, обсъдени в началото на статията, изразяват мнение, че моделирането (а понякога и прогнозирането) може да бъде заменено с директни изчисления; достатъчно е процесът да се опише с различна степен на приближение чрез система от уравнения. Има обаче фин, но опасен капан в този подход. Първо, някои процеси е просто невъзможно да се опишат изрично. Второ, описването на поведението на система с уравнения в ясна форма изисква въвеждането на значителен брой коригиращи и обобщаващи коефициенти, повечето от които са получени емпирично чрез обобщаване на статистиката на известни събития. Това се извършва при строго определени условия, за които потенциалният потребител на системата за сетълмент няма да знае в момента на вземане на решение. Всяка промяна във формите, методите или средствата на въоръжената борба намалява точността на системата от уравнения и изкривява решението на проблема. Ето защо Методите за изчисление никога няма да заменят модел, работещ с вероятностни подходи.

Границите на приложението на математическото моделиране, списъкът на прилаганите ММ в рамките на горната класификация се определят от проблемите на прогнозирането и оценката, решени в органите за военно командване и управление, които ги използват, както и възможностите за осигуряване на входни и нуждите от изходна информация на моделите. От анализа на изискванията на основните ръководни документи и опита от дейностите по оперативна подготовка е възможно да се определят нуждите на органите за военно командване и контрол от използването на математически модели и да се представи тяхната йерархична структура (Таблица 2).

Предложената класификация не е догма, а само отразява нуждите на органите за военно командване и управление от средства за изчисление и информация (в дългосрочен план и интелектуална) подкрепа и обосновка на взетите решения. Прилагането на предложените модели на нивата на управление, тяхната многовръзка взаимосвързаност е по същество перспективата за развитие на математическото моделиране.

Въпреки обективната необходимост от използване на математически модели при организирането на военни операции, тяхното използване е значително повлияно от субективни фактори, свързани с отношението на длъжностните лица към резултатите от моделирането. Трябва ясно да се разбере, че моделът не е средство за пряко разработване на решения за използване на войски (сили) или обосноваване на начини за разработване на оръжейна система, а само инструмент, който осигурява изпълнението на един от етапите на този процес - сравнителна оценка на качеството на взетите решения. Този инструмент е разработен за конкретни задачи и условия с определени допускания и има съответен обхват. Освен това не винаги е възможно и необходимо да се разработи определен универсален модел; често е по-целесъобразно да има набор от инструменти, използвани за решаване на конкретни проблеми на определени работни места (нива на управление), адаптирани към конкретни условия на работа. Само такова разбиране ще позволи да се формулира правилният подход към използването на моделни технологии във военните командни и контролни органи и да изведе организацията на военните операции (операции, бойни действия) на въоръжените сили на Руската федерация на качествено ново ниво, което отговаря на изискванията на съвременната война.

В тази връзка, както и от гледна точка на технологичната реализация на моделните технологии, най-подходящата класификация на математическите модели по отношение на включването им в специалното математическо и програмно осигуряване (SMPO) на автоматизираните системи за управление на войските (ATCS) изглежда е най-подходящо. С този подход моделите могат да бъдат внедрени, първо, директно като част от SMPO комплекси от оборудване за автоматизация(KSA) ACCS; второ - под формата на отделни софтуерни и хардуерни системи(PTK), предоставящи решения на конкретни проблеми; трето - като част от стационарни или мобилни многофункционални центрове за моделиране(компютърни центрове за моделиране на военни действия – ЦЦ МВР).

Опитът в разработването и експлоатацията на автоматизирани системи за управление показва, че в редица случаи има обективната необходимост от включване на математически модели в SMPO ASUV,например, за предоставяне на сравнителен анализ на вариантите за използване на войски при разработване на план за операция, оценка на ефективността на вариантите за изграждане на масивен огневи удар и др. Математически модели, работещи като част от специален софтуер (SPO) на автоматизирано управление системата трябва да осигурява автоматизиран обмен на информация със системната база данни, други модели и задачи, като получава по-голямата част от информацията от тях по автоматизиран начин. Тези модели трябва да имат изключително прост потребителски интерфейс, който осигурява достатъчен набор от формализирани контролни действия за реда на използване на войските (силите) и бойните системи, както и функции за визуално представяне на резултатите от моделирането.

таблица 2

Йерархична структура на математическите модели на въоръжените

конфронтация

Говорим предимно за модели на персонала, понякога наричани още „експресни модели“ в специализираната литература, въпреки че определението „експресни“ звучи някак пейоративно, отразявайки само външните потребителски качества на модела - лекота на контрол и скорост на получаване на резултати. В същото време моделите на персонала са доста сложни продукти: те адекватно описват процеса, за който са разработени да моделират. Външната простота се постига чрез дългосрочна работа по оптимизиране на изчислителни алгоритми и потребителски интерфейси. Но точно тези модели могат да се използват широко от служители, които нямат специално компютърно обучение.

За да бъдем честни, трябва да се отбележи, че творческата и „на парче“ работа по създаването на програмни интерфейси и разработването на подходи за тяхното унифициране, която може да се извършва само от специалист с широка оперативна и техническа перспектива, не принадлежи към научната дейност. В същото време липсата на унифицирани подходи за интерфейсно внедряване на математически модели и информационно-изчислителни задачи в работата на длъжностните лица значително намалява техните потребителски свойства, което затруднява усвояването и внедряването им в дейността на военното командване и контролни органи.

Модели, които са по-разнообразни по функционалност, макар и по-сложни за работа, понякога е препоръчително да не се включват в ACS V SMPO, а да се използват като част от многофункционални центрове за компютърно моделиране или отделни специализирани хардуерни системи. Това се дължи на следните фактори:

могат да се образуват сложни модели, комплекси и системи от модели компютърни изисквания,не винаги се осигурява чрез серийни автоматизирани системи за управление;

високата цена на разработката и необходимостта от поддържане на сложни математически модели понякога прави непрактично предоставянето им на военните командни органи за използване само няколко пъти годишно, а понякога по-рядко е по-целесъобразно използвайте един модел в режим на движениекато част от мобилни хардуерни системи със собствен персонал;

по-сложните и разнообразни модели изискват поддръжка по-обучени специалисти,които не винаги са налични в автоматизираните органи за военно командване и управление;

изискванията за състава и детайлността на изходните данни на сложни модели (комплекси и системи от модели) не винаги позволяват тяхното организиране автоматизирано взаимодействиес базата данни ACCS;

разнообразие от изходна информация го изисква цялостна оценка,често граничещи с наука и изкуство, което може да се постигне само от опитен специалист по моделиране. Освен това само специалист в областта на моделирането може да знае подробно предположенията и ограниченията, приети по време на разработването на модела, обхвата на неговото приложение и да оцени степента на влияние на тези фактори върху резултатите от моделирането. По отношение на оперативното (бойното) планиране, предвид високата цена на една грешка, това е важно обстоятелство.

Тези фактори, съчетани с необходимостта да се осигурят решения на проблемите на оперативното планиране и формирането на оръжейна програма, налагат създаването на специализирани компютърни центрове (отделни PTC) за моделиране на военни действия (CC MVD) извън рамките на автоматизираното управление. система. Такива центрове за компютърна симулация могат да бъдат стационарни или мобилни, оборудвани с компютри в различни конфигурации, но в същото време условията за възможност за обмен на информация между ЦК на МВР и автоматизираната система за управление и осигуряване на изискванията за трябва да се спазва безопасността на първоначалната информация на автоматизираната система за управление.

Стационарните центрове за моделиране могат да се използват в интерес на висшите ръководни органи при извършване на стратегическо планиране, организиране и анализ на резултатите от дейностите по оперативно обучение, формиране на оръжейни програми, разработване на мобилизационни планове и извършване на други подобни дейности.

Мобилните ЦК на МВР могат да се използват за укрепване на щабовете на оперативно-стратегическите и оперативните звена по време на оперативно планиране и предварителна подготовка на операциите, както и по време на оперативни (бойни) учебни дейности.

По този начин, математическото моделиране в областта на въоръжената конфронтация според нас е препоръчителногледка, развиват в следните основни области:

Първо - създаване на щабни модели, които отчитат основните фактори, влияещи върху процеса на конфронтация, с изключително прост интерфейс за използване като част от софтуера на автоматизираната система за управление при извършване на сравнителна оценка на решенията за използване на войски (сили). Заедно с това е възможно да се обмисли възможността за въвеждане на модели в изчислителни и моделиращи комплекси, за да се извърши сравнителна оценка на изчислените опции автоматично, незабелязано от потребителя.

Второ - създаване на специализирани апаратни системи, включително мобилни, свързани с автоматизирана система за управление автоматизирана система за управление на входни и изходни данни, за моделиране в интерес на решаването на сложни проблеми и проблеми с ограничен достъп до информация.

трето - създаване извън рамките на автоматизирани системи за управление на многофункционални центрове за управление на Министерството на вътрешните работи, включително комплекси и системи от математически модели и изчислителни задачи, за да се осигури решаването на широк кръг от проблеми за оценка и прогнозиране на ситуацията в интерес на за вземане на военно-политически решения, планиране на военни действия и изграждане на въоръжените сили.

Предложената класификация на моделите, предложеният концептуален апарат и подходи за внедряване на ММ за органи на военно командване и управление на различни нива ще позволят, по наше мнение, ясно да се определят мястото и принципите на използване на технологиите за математическо моделиране във въоръжените сили на Руската федерация. , да се разработи единен поглед върху методите за използване на ММ в системата за изграждане, планиране на приложение, обучение и командване и управление на войски (сили), рационализиране на процеса на тяхното развитие и внедряване в практиката на дейностите на органите за военно командване и контрол. .

Анализът на състоянието, перспективите за развитие на моделирането и динамиката на нарастване на разходите за разработване на математически модели на военни операции във въоръжените сили на водещите държави в света показва сериозността на този въпрос в чужбина и служи като допълнителен потвърждение за уместността на обсъжданите в тази статия въпроси.

Военна мисъл. 2004. № 10. С. 21-27; 2003. № 10. С. 71-73.

Военна мисъл. 2007. № 9. С. 13-16; 2007. № 10. С. 61-67; 2008. № 1. С. 57-62.

Военна мисъл. 2005. № 7. С. 9-11; 2006. № 12 С. 16-20.

Военна мисъл. 2007. № 10. С. 61-67; 2007. № 9. С. 13-16; 2008. № 3. С. 70-75.

Военна енциклопедия. М.: Воениздат, 2001. Т. 5. С. 32.

Военен енциклопедичен речник. М.: Министерство на отбраната на РФ, Институт за военна история, 2002. С. 1664.

http://www.wikipedia.org._

Чуждестранен военен преглед. 2006. № 6. С. 17-23; 2008. № 11. С. 27-32.

За да коментирате трябва да се регистрирате в сайта.

Процесът на създаване на математически модели на бойни действия е трудоемък, продължителен и изисква използването на специалисти на достатъчно високо ниво, които имат добра подготовка както в предметната област, свързана с обекта на моделиране, така и в областта на приложната математика, съвременната математически методи, програмиране, които познават възможностите и спецификата на съвременната компютърна техника. Отличителна черта на създаваните в момента математически модели на бойни действия е тяхната сложност, дължаща се на сложността на моделираните обекти. Необходимостта от изграждане на такива модели изисква разработването на система от правила и подходи, които могат да намалят разходите за разработване на модели и да намалят вероятността от грешки, които трудно могат да бъдат отстранени по-късно. Важен компонент на такава система от правила са правилата, които осигуряват правилния преход от концептуално към формализирано описание на системата на определен математически език, което се постига чрез избора на конкретна математическа схема. Под математическа схема се разбира конкретен математически модел за преобразуване на сигнали и информация на определен елемент от система, дефиниран в рамките на конкретен математически апарат и насочен към конструиране на алгоритъм за моделиране за даден клас елементи на сложна система.

В интерес на разумния избор на математическа схема при конструирането на модел е препоръчително да се класифицира според целта на моделирането, метода на изпълнение, вида на вътрешната структура, сложността на обекта на моделиране и метода на представяне на времето.

Трябва да се отбележи, че изборът на критерии за класификация се определя от конкретните цели на изследването. Целта на класификацията в този случай е, от една страна, разумен избор на математическа схема за описание на процеса на бойни действия и нейното представяне в модел в интерес на получаване на надеждни резултати, а от друга страна, идентифициране на характеристики на симулирания процес, които трябва да се вземат предвид.

Целта на симулацията е да се изследва динамиката на процеса на въоръжената борба и да се оцени ефективността на бойните действия. Такива показатели се разбират като числена мярка за степента на изпълнение на бойна мисия, която може да бъде количествено представена, например, чрез относителния размер на предотвратените щети на отбранителните съоръжения или щетите, нанесени на противника.

Методът на изпълнение трябва да се състои от формализирано описание на логиката на функциониране на оръжия и военна техника (ВМО) в съответствие с техните аналози в реалния процес. Трябва да се има предвид, че съвременните оръжия и военна техника са сложни технически системи, които решават набор от взаимосвързани проблеми, които също са сложни технически системи. При моделирането на такива обекти е препоръчително да се запазят и отразят както естественият състав и структура, така и алгоритмите за бойно функциониране на модела. Освен това, в зависимост от целите на моделирането, може да се наложи да се променят тези параметри на модела (състав, структура, алгоритми) за различни опции за изчисление. Това изискване определя необходимостта от разработване на модел на конкретен образец оръжие и военна техника като съставен модел на неговите подсистеми, представени от взаимосвързани компоненти.

Така, според критерия за класификация, вида на вътрешната структура, моделът трябва да бъде съставен и многокомпонентен, а според метода на изпълнение трябва да осигурява симулационно моделиране на бойни действия.

Сложност на моделиращия обект. При разработването на компоненти, които определят състава на моделите на оръжие и военна техника и комбинирането на модели на оръжия и военна техника в един модел на бойни действия, е необходимо да се вземат предвид характерните мащаби на осредняване на количествата, фигуриращи в компонентите които се различават на порядък.

Крайната цел на моделирането е да се оцени ефективността на бойните действия. Именно за изчисляване на тези показатели се разработва модел, възпроизвеждащ процеса на бойните действия, който условно ще наречем основен. Характерният времеви мащаб на всички други процеси, включени в него (първична обработка на радарна информация, проследяване на целта, насочване на ракети и т.н.), е много по-малък от основния. Поради това е целесъобразно да се разделят всички процеси, протичащи във въоръжената борба, на бавни, прогнозата за развитието на които представлява интерес, и бързи, чиито характеристики не представляват интерес, но тяхното влияние върху бавните трябва да се вземе предвид сметка. В такива случаи характерната времева скала на осредняване се избира така, че да може да се изгради модел на развитието на основните процеси. Що се отнася до бързите процеси, в рамките на създадения модел е необходим алгоритъм, който позволява в моментите на бързи процеси да се вземе предвид тяхното влияние върху бавните.

Има два възможни подхода за моделиране на влиянието на бързите процеси върху бавните. Първият е да се разработи модел на тяхното развитие със съответен характерен времеви мащаб на осредняване, много по-малък от този на основните процеси. При изчисляване на развитието на бърз процес в съответствие с неговия модел характеристиките на бавните процеси не се променят. Резултатът от изчислението е промяна в характеристиките на бавните процеси, която от гледна точка на бавното време настъпва мигновено. За да може да се приложи този метод за изчисляване на влиянието на бързите процеси върху бавните, е необходимо да се въведат съответните външни величини, да се идентифицират и верифицират техните модели, което усложнява всички етапи на технологията на моделиране.

Вторият подход се състои в изоставяне на описанието на развитието на бързи процеси с помощта на модели и разглеждане на техните характеристики като случайни променливи. За да се приложи този метод, е необходимо да има функции на разпределение на случайни променливи, които характеризират влиянието на бързите процеси върху бавните, както и алгоритъм, който определя моментите на началото на бързите процеси. Вместо да се изчислява развитието на бързите процеси, се изхвърля произволно число и в зависимост от изпуснатата стойност, в съответствие с известните функции на разпределение на случайни променливи, се определя стойността, която ще приемат зависимите показатели на бавните процеси, като по този начин се взема отчита влиянието на бързите процеси върху бавните. В резултат характеристиките на бавните процеси също стават случайни променливи.

Трябва да се отбележи, че с първия метод за моделиране на влиянието на бързите процеси върху бавните, бързият процес става бавен, основен и неговият ход се влияе от процеси, които вече са бързи по отношение на него. Това йерархично влагане на бързи процеси в бавни е един от компонентите на качеството на моделиране на процеса на въоръжената борба, което класифицира модела на бойните действия като структурно сложен.

Метод за представяне на моделното време. На практика се използват три понятия за време: физическо, моделно и процесорно. Физическото време се отнася до процеса, който се моделира, времето на модела се отнася до възпроизвеждането на физическото време в модела, процесорното време се отнася до времето за изпълнение на модела на компютър. Съотношението на физическото и моделното време се определя от коефициента K, който определя обхвата на физическото време, взето като единица моделно време.

Поради дискретния характер на взаимодействието на образци от оръжия и военна техника и тяхното представяне под формата на компютърен модел, препоръчително е да се зададе времето на модела чрез увеличаване на дискретни времеви интервали. В този случай са възможни два варианта за неговото представяне: 1) дискретното време е последователност от реални числа, еднакво отдалечени едно от друго; 2) последователността от времеви точки се определя от значими събития, случващи се в симулираните обекти (време на събитието). От гледна точка на изчислителните ресурси, втората опция е по-рационална, тъй като ви позволява да активирате обект и да симулирате неговата работа само когато настъпи определено събитие, а в интервала между събитията приемете, че състоянието на обектите остава непроменен.

Една от основните задачи при разработването на модел е да се изпълни изискването за синхронизация на всички симулирани обекти във времето, тоест правилното картографиране на реда и времевите връзки между промените в процеса на бойните действия върху реда на събитията в модел. При непрекъснато представяне на времето се смята, че има един часовник за всички обекти, който показва едно и също време. Прехвърлянето на информация между обектите става незабавно и по този начин чрез проверка с един часовник е възможно да се установи времевата последователност на всички събития, които са се случили. Ако в модела има обекти с дискретно представяне на времето, за да се формира един модел часовник, е необходимо да се комбинират много времеви проби от обектни модели, да се подредят и дефинират стойностите на мрежовите функции върху липсващите времеви проби . Възможно е да се синхронизират обектни модели с времето на събитието само изрично, чрез предаване на сигнал за настъпване на събитие. В този случай е необходима управляваща програма-планировчик за организиране на изпълнението на събития на различни обекти, която определя необходимия хронологичен ред на изпълнение на събитието.

В боен модел е необходимо да се използват заедно събитие и дискретно време; това представяне на времето се нарича хибридно. При използването му симулираните обекти придобиват свойството да променят рязко и почти мигновено стойностите на някои индикатори на състоянието, т.е. стават обекти с хибридно поведение.

Обобщавайки горната класификация, можем да заключим, че моделът на бойните действия трябва да бъде съставен, структурно сложен, многокомпонентен, динамичен, симулационен модел с хибридно поведение.

За формализирано описание на такъв модел е препоръчително да се използва математическа схема, базирана на хибридни автомати. В този случай образците на оръжие и военна техника се представят като многокомпонентни активни динамични обекти. Компонентите се описват чрез набор от променливи на състоянието (външни и вътрешни), структура (едностепенна или йерархична) и поведение (карта на поведението). Взаимодействието между компонентите се осъществява чрез изпращане на съобщения. За комбиниране на компоненти в модел на активен динамичен обект се използват правилата за съставяне на хибридни автомати.

Нека въведем следната нотация:

sÎRn - вектор на променливите на състоянието на обекта, който се определя от набор от входни влияния върху обекта, влияния на външната среда , вътрешни (собствени) параметри на обекта hkÎHk,;

Набор от векторни функции, които определят закона на действие на даден обект във времето (отразяват динамичните му свойства) и осигуряват съществуването и уникалността на решението s(t);

S0 е набор от начални условия, включително всички начални условия на компонентите на обекта, генерирани от функцията за инициализация по време на работа;

Предикат, който определя промяна в поведението на обект (избира желаното от всички специално избрани състояния, проверява условията, които трябва да придружават събитието, и приема стойността true, когато те са изпълнени), се определя от набор от булеви функции ;

Инвариант, който дефинира определено свойство на обект, което трябва да се запази за определени периоди от време, се определя от набор от булеви функции;

- набор от реални функции за инициализация, които присвояват стойността на решението в дясната крайна точка на текущия времеви интервал на стойността на началните условия в лявата начална точка на новия времеви интервал: s()=init(s( ));

Хибридното време се определя от последователност от времеви интервали под формата , - затворени интервали.

Елементите на хибридното време Pre_gapi, Post_gapi са „времевата разлика“ на следващата стъпка от хибридното време tH=(t1, t2,…). При всеки тактов цикъл на сегменти от локално непрекъснато време хибридната система се държи като класическа динамична система до точката t*, в която предикатът, който определя промяната в поведението, става верен. Точка t* е крайната точка на текущия и началото на следващия интервал. Интервалът съдържа два времеви интервала, в които променливите на състоянието могат да се променят. Потокът от хибридно време в следващия тактов цикъл ti=(Pre_gapi,, Post_gapi) започва с изчисляването на нови начални условия във времевия слот Pre_gapi. След изчисляване на началните условия, предикатът се проверява в левия край на новия времеви интервал. Ако оценката на предиката е истина, преходът се извършва незабавно към втория времеви интервал, в противен случай се изпълнява дискретна последователност от действия, съответстващи на текущата времева стъпка. Времевият слот Post_gapi е предназначен за извършване на незабавни действия след завършване на дългосрочно поведение на дадена хибридна времева стъпка.

Под хибридна система H имаме предвид математически обект на формата

.

Задачата за моделиране е да се намери последователност от решения Ht=((s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…), определящи траекторията на хибридната система във фазовото пространство на държави. За да се намери последователността от решения Ht, е необходимо да се проведе експеримент или симулация върху модел с дадени начални данни. С други думи, за разлика от аналитичните модели, с помощта на които се получава решение с известни математически методи, в този случай е необходимо да се изпълнява симулационен модел, а не решение. Това означава, че симулационните модели не формулират своето решение по същия начин, както при използването на аналитичните модели, а са средство и източник на информация за анализ на поведението на реални системи в конкретни условия и вземане на решения относно тяхната ефективност.

Във 2-ри Централен изследователски институт на Министерството на отбраната на Руската федерация (Твер), въз основа на представянето на симулирани обекти под формата на хибридни автомати, е разработен комплекс за симулационно моделиране (IMK) „Селигер“, предназначен за оценка ефективността на групировките на силите и средствата за въздушно-космическа отбрана при отблъскване на атаки от аерокосмически оръжия.та атака (SVKN). В основата на комплекса е система от симулационни модели на обекти, симулиращи алгоритми за бойно функциониране на реални оръжия и военна техника (зенитно-ракетен комплекс, радиолокационна станция, система за автоматизация на команден пункт (за радиотехнически войски - радиолокационна рота, батальон). , бригада, за зенитно-ракетни войски - полк, бригада и др.), комплекс за бойна авиация (бойна авиация и авиационно-космическо нападение), средства за радиоелектронно потискане, огневи системи за нестратегическа противоракетна отбрана и др.). Моделите на обектите са представени под формата на активни динамични обекти (ADO), които включват компоненти, които позволяват да се изследва динамиката на различни процеси по време на тяхното функциониране.

Например радарната станция (радар) е представена от следните компоненти (фиг. 1): антенна система (AS), радиопредавателно устройство (RPrdU), радиоприемащо устройство (RPru), подсистема за защита от пасивни и активни смущения (PZPAP) , единица за първична обработка на информация (POI), единица за обработка на вторична информация (SOI), оборудване за предаване на данни (ADT) и др.

Съставът на тези компоненти като част от радарния модел дава възможност за адекватно симулиране на процесите на приемане и предаване на сигнали, откриване на ехо сигнали и пеленги, алгоритми за защита от шум, измерване на параметрите на сигнала и др. В резултат на моделирането, основните изчисляват се показатели, които характеризират качеството на радара като източник на радарна информация (параметри на зоната на откриване, характеристики на точността, разделителна способност, производителност, устойчивост на шум и др.), което позволява да се оцени ефективността на работата му при различни условия на целевата шумова среда.

Синхронизирането на всички симулирани обекти във времето, т.е. правилното картографиране на реда и времевите връзки между промените в процеса на бойните действия и реда на събитията в модела, се извършва от програмата за управление на обекти (фиг. 2) . Функциите на тази програма също включват създаване и изтриване на обекти, организиране на взаимодействието между обектите и регистриране на всички събития, възникващи в модела.

Използването на регистър на събитията позволява ретроспективен анализ на динамиката на бойните действия с всеки симулиран обект. Това дава възможност да се оцени степента на адекватност на обектните модели както чрез използване на методи на гранични точки, така и чрез наблюдение на коректността на процесите на моделиране в компонентите на даден обект (т.е. проверка на адекватността чрез преминаване от вход към изход), което увеличава надеждност и валидност на получените резултати.

Трябва да се отбележи, че многокомпонентният подход ви позволява да променяте техния състав (например да изучавате бойната работа на системи за противовъздушна отбрана с различни видове автоматизирани системи за управление) в интерес на синтезирането на структура, която да отговаря на определени изисквания. Освен това, поради въвеждането на програмното представяне на компонентите, без препрограмиране на изходния код на програмата.

Общото предимство на този подход при изграждането на модел е възможността за бързо решаване на редица изследователски проблеми: оценка на влиянието на промените в състава и структурата на системата за управление (брой нива, цикъл на управление и др.) върху ефективността на бойните действия на групировката като цяло; оценка на влиянието на различните възможности за информационна поддръжка върху потенциалните бойни способности на образците и групата като цяло, изследване на формите и методите за бойно използване на образците и др.

Моделът на бойни действия, изграден на базата на хибридни автомати, е суперпозиция на съвместно поведение на паралелно и/или последователно функциониращи и взаимодействащи многокомпонентни ADO, които са състав от хибридни автомати, работещи в хибридно време и взаимодействащи чрез връзки, базирани на съобщения .

Литература

1. Сирота А.А. Компютърно моделиране и оценка на ефективността на сложни системи. М.: Техносфера, 2006.

2. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Системно моделиране. Динамични и хибридни системи. Санкт Петербург: BHV-Петербург, 2006.

ЧУЖДЕСТРАНЕН ВОЕНЕН РЕГЛЕД № 11/2008, стр. 27-32

JWARS на американската армия

Капитан 1-ви рангн . РЕЗЯПОВ ,

майор С. ЧЕСНОКОВ ,

капитан М. ИНЮХИН

Компютърното моделиране е твърдо установено в арсенала от инструменти на всички нива на ръководството на въоръжените сили на САЩ от доста време. От началото на 2000-те години военното ръководство на САЩ определи средствата за симулиране и моделиране на бойни действия като приоритетна технология при формирането на военно-техническата политика. Високата динамика на развитието на компютърните технологии, технологиите за програмиране и системно-техническите основи за моделиране на различни реални процеси отбелязаха огромен пробив в САЩ в разработването на модели и симулационни системи.

Основните направления на развитие на моделирането във въоръжените сили на САЩ са: оптимизиране на структурата на въоръжените сили, разработване на концепции за бойно използване на войски (сили), развитие на тактиката и оперативното изкуство, оптимизиране на процеса на придобиване на нови видове въоръжение и военна техника, усъвършенстване на оперативната и бойната подготовка и др. В същото време напоследък се акцентира върху създаването на системи и модели, насочени към решаване на проблеми в областта на изграждането и използването на съвместни и коалиционни групировки на войски. (сили). Такъв пример е системата за съвместна бойна симулация JWARS (Joint Warfare System), която е модел на водене на военни действия от съвместни групи войски. Позволява ви да симулирате наземни, въздушни, морски операции и бойни операции, действията на силите за специални и информационни операции, защитата / използването на химически оръжия, действията на системите за противоракетна отбрана / противовъздушна отбрана в театри, контрол и космическо разузнаване, комуникации и логистична поддръжка.

JWARS е модерна система за структурно моделиране, разработена с помощта на CASE (компютърно подпомагано софтуерно инженерство) инструменти на езика за програмиране Smalltalk. Той използва времето на събитието и симулира дейностите и взаимодействията на военни части. В рамките на тази система се решават въпросите за създаване на триизмерно виртуално бойно пространство, като се вземат предвид метеорологичните условия и характеристиките на терена, логистичната поддръжка на бойните операции, създаването на ясна система от информационни потоци, както и проблемите на подкрепата за вземане на решения в системата за командване и контрол е разработена доста дълбоко.

Основната цел на JWARS е да симулира бойни действия на съвместни оперативни формирования (JFO), които трябва да подобрят качеството на съвместното оперативно планиране и използване на въоръжените сили, да оценят бойните способности на съвместните формирования и да разработят концептуални документи за изграждането на въоръжените сили. сили като цяло.

Тази система позволява цялостен контрол на процеса на оперативно планиране и изпълнение, както и многократна проверка на едни и същи задачи, което значително повишава възможността за анализ на резултатите от текущите действия и избор на най-ефективния сценарий за използване на силите и средствата. .

ВъзможностиJWARS:

- ви позволява да планирате военни операции с продължителност повече от 100 дни;

- времева скала на симулация 1:1000 (1000 пъти по-бързо от реално време);

- време за инициализация на модела до 3 минути.

Разработването на модела се извършва под прякото ръководство на ръководителя на отдела за анализ и оценка на програмите. Подчертава се значението на JWARS за разработването и тестването на перспективни стратегически концепции, разработването на форми и методи за бойно използване на съвместните сили в условията на мрежови центрични бойни действия.

Последната версия на JWARS се отличава с наличието на модулна система за моделиране на мрежа от междутеатърен военен транспорт, подобрен прозорец за симулация на системата за командване и контрол на военната част, възможност за симулиране на атаки срещу мобилни цели, наличие на геоинформационна и геофизична база данни за Югоизточна Азия, Далечния изток, Южна Азия и Южна Америка и повишена производителност поради модернизацията на програмния код и въвеждането на нова техническа база, възможност за конструиране на скрипт и др.

Понастоящем симулациите на ОМУ включват симулиране на защита срещу химически оръжия и оценка на тяхното въздействие върху бойните части и околната среда. В близко бъдеще се планира създаването на моделни блокове за оценка на използването на биологични и ядрени оръжия.

Моделът за действие на ВВС поддържа решаването на около 20 вида типични задачи. Описва процесите на пряка въздушна поддръжка, използване на ракетни системи, нанасяне на масирани ракетни и въздушни удари (MRAU), осигуряване на противовъздушна отбрана на бойни зони, унищожаване на наземни/въздушни/морски цели, потискане на противовъздушната отбрана на противника. система, масовото използване на UAV, насочване и насочване на целта при ограничения във времето, поставяне на мини от въздушни превозвачи, зареждане с гориво по време на полет и др.

Моделът на действие на ВМС съдържа процесите на поразяване на надводни цели, използване на подводници срещу надводни сили, морска блокада, противовъздушна отбрана (въздушни, подводни и надводни средства), противоминна война в морето, поддръжка на сухопътните сили с морска артилерия, провеждане на десантни операции, и т.н.

Моделът на операциите по противоракетна отбрана/ПВО в театъра се основава на оценка на действията на Patriot/THAAD, Aegis и лазерни оръжия с въздушно изстрелване. Симулира се ракетната заплаха и функционирането на интегрирана система за противоракетна отбрана на театъра.

Моделирането на системи за управление, комуникации, компютърна поддръжка, разузнаване и наблюдение (C4ISR) се основава на ситуационна цифрова карта на ситуацията, симулация на информационни потоци на бойното поле, събиране и обобщаване на информация за ситуацията с разпознаване на целта, поставяне на задачи за средства за откриване, включително космически и др.

Процесът на вземане на решения се основава на база от знания на тактически стандарти, както и на предпочитанията на вземащите решения.

Системата ви позволява да симулирате работата на оборудване за електронна война и да оцените процесите на възстановяване на системата за управление след излагане на врага.

При моделирането на информационните операции се симулира прякото въздействие върху системите за комуникация, откриване и обработка на информация на противника.

Понастоящем е невъзможно да се оценят последствията от динамично въвеждане на информационни вируси или изкривяване на информация във вражески компютри или информационни потоци, а също така няма възможност за разкриване на подвеждащи мерки (планирани да бъдат приложени в следващите версии).

Моделирането на функционирането на космическите сили и средства отчита планираната модернизация (перспективен облик) на силите и средствата, процесите на управление на космоса, симулация на противокосмически операции и информационна война.

Логистичната поддръжка се моделира, като се вземат предвид автономността, планирането на транспортирането на сили и средства по въздух, железопътен, автомобилен, морски и тръбопроводен транспорт, подкрепа от съюзници и др.

Примери за задачи, решени с помощта на JWARS в мрежово-центрирана война, включват оценка на ефективността на:

Защита на критични съоръжения (територия на САЩ, бази, военни групи в театъра на военните действия, съюзнически сили и съоръжения и др.);

Неутрализиране на оръжията за масово унищожение и средствата за тяхното доставяне;

Защита на информационните системи;

Мерки за противодействие на противника чрез непрекъснато наблюдение, проследяване, масирано въздействие с високоточни въздушни и наземни средства по критично важни стационарни и подвижни цели;

Нови информационни технологии и иновативни концепции за разработване на архитектура на „единна” система за управление и единна карта на оперативната обстановка и др.

JWARS включва производствена експертна система с изводи, базирани на правила за вземане на решения „ако.., тогава.., иначе...“. Актуализирането на базата от знания (значения на факти, правила) за врага се извършва в резултат на процеса на информационно разузнаване. Знание

също така съдържа информация за вашите сили, резултатите от оценката на ситуацията, включително врага. Той предоставя на потребителите автоматично генерирани решения, които могат да бъдат модифицирани интерактивно. Правилата за вземане на решения в базата знания са ключови за динамичното функциониране на модела. В резултат на задействането на правилото, на всеки факт може да се присвоят едно или повече действия. Действията се изпълняват, когато стойността на изчислен факт стане равна на определен праг и доведе до промяна в състоянието на базата данни.

Задействането на правилата също автоматично генерира заявки към системата за разузнаване, която издава известия (отговори) на тези заявки. Действието на правилата определя динамиката на поведението на модела във времето. Отговорите, генерирани от разузнавателната система, се оценяват по критерия удовлетворение (степента на удовлетворение на заявката). В случай на нисък процент на удовлетворение, заявката се преформулира, като се вземе предвид взаимозависимостта между заявките и състоянието на оперативната ситуация.

При оценка на оперативната обстановка се използва цифрова географска карта с координатна мрежа (Common Reference Grid). За всяка клетка от координатната решетка, съответстваща на земна площ, се изчислява стойността на индикатора, характеризиращ степента на контрол на ситуацията на собствените сили и противника, въз основа на изчисляване на „силата на въздействие“ по определен метод . В резултат на това всяка клетка е оцветена в синьо или червено.

Моделът на процесите на откриване и класифициране на обекти (цели) има стохастичен характер в зависимост от действията на силите на противника, видимостта, степента на радиоелектронно противодействие и характера на терена. Въз основа на изчислените вероятности се определя броят на откриваемите вражески сили и оръжия от реално присъстващите, след което се моделира вероятностният процес на разпознаване/класифициране на целите, в резултат на което те се съотнасят например или с конкретна тип въоръжение и военна техника, или само с определен клас образци. След това се генерира окончателен отчет за работата на инструмента за откриване.

Процесът на обединяване и корелация на резултатите от работата на различни разузнавателни средства в едно информационно пространство е следният:

1. Резултатите от откриването на всяко разузнавателно средство се нанасят върху ситуационната карта.

2. Позициите на всеки от откритите по-рано обекти се екстраполират във времето до момента на получаване на нови доклади за резултатите от работата на средствата за разузнаване.

3. Въз основа на изчисляването на местоположението на „центъра на масата“ на предварително откритите обекти се избират вероятни кандидати за свързване с обекти, информация за които се съдържа в новополучени доклади за резултатите от работата на средствата за разузнаване.

4. Изчислява се вероятностната стойност на асоциацията на обекти.

5. Въз основа на относителната стойност на асоциативната вероятност се определя дали обектът е новооткрит от досега известни или нов обект, открит за първи път.

Естество на алгоритмите, използвани в JWARS:

1. Вероятностен (стохастичен) процес (Монте Карло) - изчисления на базата на генератори на произволни числа, дискретни изходни величини (моделиране на процеси на откриване, планиране на въздушни удари по наземни цели, противоракетна отбрана/ПВО на театри, противоминна война по море, анти -подводна война, конфронтация между надводни сили на флоти и др.).

2. Детерминистични изчисления (аналитични и базирани на формули на теория на вероятностите). Възможно е да се симулират процесите на използване и защита от оръжия за масово поразяване, маневриране на сили и средства.

Свойства на модела JWARS, характерен за мрежово-центрирани военни операции:

Способност за динамично и интерактивно реагиране на протичащи събития въз основа на възприемането на ситуацията от всяка страна въз основа на анализ на оперативната ситуация;

Създаване на основа за вземане на решения чрез аналитична оценка на текущата ситуация;

Осъществяване на висока степен на координация/синхронизация на действията на командващия Фронта на Обединените нации с действията на подчинените командири на всички нива на ръководство;

Интегриране на разузнавателна информация за вземане на решения;

Моделиране на поведението на „ключови обекти“ (центрове на тежестта) - военни и икономически - във връзка със състоянието на въздушното пространство на противника;

Оценка на изпълнението на крайната цел на военна операция (крайно състояние), например под формата на промяна в политиката на държавното ръководство;

Описание на съвкупните критерии за постигане на победа (географски - отсъствието на вражески части на определена територия, желаното равновесие на силите - избягване на загуби на своите сили и съюзници, поражение на врага за определено време);

Определяне на степента на постигане на целите на военната операция.

В софтуерно отношение системата JWARS се състои от три модула: функционален, симулационен и системен, които са обединени в единен комплекс. Функционалният модул съдържа приложен софтуер, който ви позволява да симулирате бойна функционалност. Специален софтуер на симулационния модул създава виртуален образ на бойното пространство. Системният модул осигурява функционирането на хардуера на системата JWARS и създава интерфейси за обмен на данни човек-машина, с помощта на които се въвеждат входни данни и се получават резултати от симулация.

Функционален модул.Основният елемент на системата JWARS е обектът

бойно пространство - Battle Space Entity (BSE). Номинално ниво на детайлност: батальон за комбинирани въоръжени операции, ескадрила за въздушни операции, кораб за морски операции и разузнавателни платформи за системи за разузнаване и наблюдение. Спомагателните обекти на бойното пространство са инфраструктурни съоръжения (пристанища, летища и др.), пунктове за управление (щабове, командни пунктове, комуникационни центрове и др.). Бойните космически обекти се характеризират със статични (например радиус на унищожаване на ударни оръжия) и динамични (по-специално координати на местоположение) свойства. Данните включват и информация за взаимодействията на обектите един с друг и с външната среда.

Взаимодействието на бойни обекти в системата JWARS се осъществява с помощта на различни алгоритми, които варират в зависимост от естеството на симулираната дейност, функционалността на модела, с който е свързан алгоритъмът, и наличието на данни. Всички взаимодействия между обекти на бойно пространство в JWARS са симулационни събития. Значимостта на отделните събития може да варира от относително ниска до много висока.

Модул за симулация.Този модул съдържа инструменти за симулиране на необходимата инфраструктура, разработена по обектно-ориентиран начин, което гарантира тяхната модулност и следователно достатъчна гъвкавост, необходима за бързо извършване на промени във виртуалното бойно пространство.

Системата JWARS има строги изисквания за съхранение и обработка на данни. Покриването на тези изисквания изисква стабилна система за управление на бази данни. За тези цели JWARS използва системата за управление на бази данни ORACLE (DBMS), която се използва за съхраняване на цялата информация, включително входна и изходна информация.

Подобно на други симулационни системи от най-ново поколение, JWARS задължително поддържа стандартите за HLA архитектура.

Системен модул.Той включва хардуера JWARS, който потребителите използват за извършване на симулации. Интерфейсът човек-машина се използва при разработването на бойни сценарии, разузнаване на бойното пространство, осъществяване на бойно командване и управление, както и при анализ на резултатите.

Симулацията на широк спектър от военни единици в JWARS се осигурява чрез използването на бази от знания за данни за събития, правила и причинно-следствени връзки, които заедно позволяват аналитично да се опише позицията на приятелски формирования и вражески войски (сили) , както и външни условия. Според разработчиците сравнително малък набор от причинно-следствени връзки позволява да се симулират различни военни операции с доста висока степен на реализъм без човешка намеса.

По-ранните версии на системата JWARS позволяват да се вземат предвид фактори като нивото на обучение на персонала и тяхното морално и психологическо състояние. В резултат на това имаше възможности за създаване на единици с различни нива на бойна ефективност, с различни лични качества на командирите, като склонност към авантюризъм, загриженост за лошо решение на възложената бойна мисия и т.н. Тези характеристики осигуряват известна гъвкавост при създаване на стратегия за поведение на определени звена. В най-новите версии на JWARS беше установена строга йерархия на командния ред за поставяне на задачи, което направи възможно като цяло да се симулира реална оценка на изпълнението на задачите от подчинените звена и да се разработят оптимални варианти за тяхното бойно използване . С други думи, висшите власти поставят бойна задача и въвеждат ограничения за нейното решаване.

Основната цел на създаването на причинно-следствени връзки е автоматично възпроизвеждане на поведението на единица въз основа на развиващата се бойна ситуация. Възможно е да използвате съветника за създаване на причинно-следствени данни за разработване на неограничен брой нови правила.

Тъй като правилата могат да се записват като данни, е лесно да се създават набори от правила, без да се променя кодът на JWARS.

Най-простите правила на JWARS използват елементарни логически връзки (по-голямо от, и, или и т.н.), докато по-сложните разсъждения за това дали дадена ситуация е благоприятна или не разчитат на по-сложни връзки (ако, тогава, иначе).

Една от тенденциите в развитието на този инструментариум на системата JWARS ще бъде внедряването в близко бъдеще на възможността за конструиране на логически причинно-следствени правила, базирани на математическия апарат на размитата логика.

За да се улесни прилагането на размитите правила от потребителя, ще бъде внедрена система за автоматизирана помощ и интуитивен графичен интерфейс.

Единиците в системата JWARS имат различни възможности и могат да изпълняват различни действия или задачи едновременно, стига да не влизат в конфликт помежду си (например да стоят на място и да се движат). Действията на единицата могат да бъдат променени в зависимост от пълнотата на информацията за ситуацията. Например, когато се изправи срещу превъзхождащи вражески сили, единица с непълна информация относно местоположението на други приятелски съюзнически сили може да отстъпи, докато ситуацията стане по-сигурна. Колкото по-несигурна е ситуацията, толкова по-бързо ще започне отстъплението. След като ситуацията бъде определена, могат да се предприемат специални действия според момента. Подразделението трябва да използва всички ресурси, с които разполага, за да решава възложените задачи, без да нарушава ограниченията, например по отношение на броя на загубите на личен състав и техника.

В по-ранните версии на JWARS, които нямаха причинно-следствена система на тактическо ниво, имаше случаи, когато по време на симулацията бойните единици се придвижваха към целите си, като отвръщаха на огъня, вместо да участват в битка. Имаше и случаи на неправилно влизане в бой на части. Базата от знания за причинно-следствените връзки позволи да се подобри способността за оценка на ситуацията и да се направят промени в опциите за бойно използване на единици. Както е показано на фигурата по-долу, единицата атакува врага, сближава се с него, унищожава го или го принуждава да се оттегли и след това възобновява първоначалната мисия. Междувременно поддържащите части, както приятелски, така и вражески, оценяват ситуацията като опасна и се опитват да останат извън обхвата на стрелба.

Правилата на JWARS могат лесно да бъдат свързани с конкретни видове отдели. Това позволява на потребителите да формират нови единици и автоматично да им присвояват подходящи набори от правила и действия въз основа на различни комбинации от характеристики. Всяка единица, създадена като бойна единица (бронирана, пехота и т.н.), може да наследи тези правила. Въпреки това, някои правила за малки части (групи за дълбоко разузнаване, групи със специални сили) може да са по-важни от общите правила за бой.

За да се осигурят действията на небойните единици, се разработват подходящи правила, които например ги принуждават да променят курса си, за да избегнат сблъсъци с врага. Бойните и небойните единици, подчинявайки се на заповедта на генералния началник да се придвижат до определено място, определят маршрута си въз основа на съществуващите правила. В тази връзка са възможни значителни разлики в техните маршрути.

Практиката на използване на JWARS показва, че наборите от размити правила са добър инструмент за вземане на сложни решения, тъй като те не само предоставят възможност за избор между предварително дефинирани опции за действие, но също така позволяват генерирането на нови. Въпреки това, тази система все още използва предимно стандартни, а не размити правила поради пълнотата на стандартните набори от правила и тяхната лекота на използване при структурирано вземане на решения. Повечето експерти смятат, че стандартните правила са много по-лесни за формулиране. Бъдещите версии на JWARS обаче ще подобрят редактирането и автоматизираното тестване на размитите правила, за да улеснят работата с тях.

Един от ключовите аспекти на дейността на военните части са съвместните действия. Тъй като една от основните функции на системата е да оценява ефективността на действията на различни структури, съвместните действия трябва да бъдат много гъвкав компонент на модела. Например ресурсите за JWARS единици могат да идват от множество източници, някои от които са за предпочитане в определени контексти, но никой от тях не отговаря на минималните изисквания. Разбирането на този компромис ще бъде голямо предизвикателство при прилагането на бази от знания в области, където се споделят ограничени ресурси. Единиците в системата JWARS не се споразумяват за съвместни действия или формират временни коалиции, а изискват допълнителни ресурси и използват доставки въз основа на оценка на ситуацията. По този начин единица, участваща в бойни действия, може да поиска допълнителна огнева подкрепа и да я получи от един или повече източници в зависимост от приоритетите си. При следващо искане друга единица или тип оръжие може да действа като поддръжка, но във всеки случай поддръжката ще бъде предоставена до изчерпване на всички ресурси.

Като цяло трябва да се отбележи, че развитието на системи за моделиране и симулация в Съединените щати се счита за един от основните фактори за осигуряване на ефективността на конструкцията и използването на самолети. Огромният потенциал, натрупан в тази област, вече се оценява като значително изпреварващ възможностите на други страни по света в тази област. В бъдеще се очаква по-нататъшна глобална интеграция на модели и въвеждане на системи за виртуална реалност (изкуствено многоизмерно бойно пространство), базирани на телекомуникационни мрежи, предназначени да предоставят на потребителите достъп както до оперативни, така и до физически симулирани среди, стандартизирани модели и бази данни, както и като различни видове сценарии. Перспективните системи за моделиране на бойни действия ще симулират използването на въоръжените сили на всеки континент, в морето, във въздуха и космическото пространство, целия диапазон на тяхното участие (включително мироопазващи операции, борба с тероризма и др.). Бъдещите системи ще могат да симулират с висока степен на точност действия на фона на изкуствено създадена бойна обстановка, възпроизвеждайки характеристиките на всеки театър на военни действия. Противникът ще бъде както напълно, така и частично компютъризирани „аналози“ на реални военни формирования.

Според степента на човешко участие чуждестранните експерти ясно разделят всички инструменти за моделиране и симулация на пълномащабни, виртуални и конструктивни. Конструктивните средства включват използването на виртуални войски (сили) във виртуално бойно пространство.

Архитектурата HLA се разбира като структура на симулационна система на ниво взаимовръзки на отделни компоненти, както и стандарти, правила и спецификации на интерфейса, които определят взаимодействието на моделите по време на разработка, модификация и експлоатация.

За да коментирате трябва да се регистрирате в сайта.

“Военна мисъл” № 5.2004.

ВОЕННА ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Полковник А.А. ЕГОРОВ, кандидат на военните науки

В МОДЕЛИРАНЕТО, както във всяка творческа дейност, са възможни различни концепции за конструиране на математически модели, включително такива, които се характеризират с новаторски идеи, включващи отклонение от общоприетите принципи и правила на моделиране. Това е например опит за формализиране на умствената и психологическата дейност на военните лидери и военния персонал на воюващите страни, използването на ситуационно моделиране и др. Днес са разработени голям брой математически модели, различни по структура и съдържание, но всички те са предназначени да решават практически едни и същи проблеми.

Въпреки множеството възгледи за методите на моделиране, математическите модели все още имат някои прилики, които им позволяват да бъдат комбинирани в отделни класове. Съществуващата класификация на математическите модели на бойните действия (операции) на част от ВВС отчита следните характеристики: ориентация към целта; начин за описание на функционалните връзки; характера на зависимостите в целевата функция и ограниченията; времеви фактор; метод за отчитане на случайни фактори. Въпреки че тази класификация е условна и относителна, тя все пак ни позволява да пренесем знанията си за моделиране в конкретна система, да сравним модели и също да разработим обещаващи насоки за тяхното развитие.

Тази класификация на моделите на бойни действия (операции) обаче не дава пълна представа за методите за конструиране на модели, предназначени да намерят най-добрите варианти за водене на бойни действия (операции) на военновъздушно подразделение, йерархичната структура на такива модели, и пълнотата на отчитане на различни „типове” и „видове” от тях.» неопределености, които имат доминиращо влияние върху хода и резултата от симулирани бойни действия (операции). За да се провери това, достатъчно е да се анализира съществуващата класификация на моделите на бойни операции (операции) на асоциацията на ВВС. Според него, в зависимост от целевата ориентация, математическите модели на бойни действия (операции) обикновено се разделят на „оценъчни“ и „оптимизиращи“.

В оценъчните (описателни) модели елементите на намерението (решение, план, вариант) на предложените от страните действия са дадени, тоест те са част от първоначалната информация. Резултатът от симулацията е изчислените резултати от действията на страните във военните действия (операции). Такива модели най-често се наричат ​​модели за оценка на ефективността на бойните действия (операции). За тях разработването на рационални методи за използване на сили и средства не е основна задача.

При оптимизационните (оптимизиращи, нормативни) модели крайната цел е да се определят оптималните методи за водене на бойни действия (операции). Тези модели се основават на математически методи за оптимизация. В сравнение с моделите за оценка, оптимизационните модели представляват най-голям интерес за планиране на бойни действия (операции), тъй като те позволяват не само да се оцени количествено ефективността на вариантите за водене на бойни операции (операции), но и да се търсят най-ефективните варианти за конкретна ситуация.

Тъй като днес няма единен метод за оптимизация, който да позволява да се вземе предвид целият набор от причинно-следствени връзки на бойните действия (операции) на ВВС, съществуващите модели за намиране на най-добрите варианти за използване на войски (сили) са структурно комбинация от различни математически методи за оптимизация. Особеността на конструирането на такива комбинирани модели е, че задачата за моделиране на бойни действия е разделена на редица подзадачи, всяка от които се решава чрез отдавна доказан класически метод за оптимизация. Например, подзадачите за разпределяне на оръжия за въздушно нападение по цели и подзадачите за разпределяне на оръжия за противовъздушна отбрана по въздушни цели се решават с помощта на методи на нелинейно програмиране, а подзадачите за конструиране на маршрути на полети до целеви цели се решават с помощта на динамично програмиране.

Въпреки това, комбинацията от методи за оптимизация в модела не позволява постигането на основната цел за моделиране на бойни действия (операции) за определяне на най-добрия начин за използване на войски (сили), тъй като такъв подход не дава възможност да се вземе предвид напълно дълбоката взаимовръзка на процесите, характеризиращи хода на въоръжената конфронтация. Това се дължи на факта, че тези подзадачи имат различни условия за решаване. Например подзадачата за разпределяне на ударни самолети по наземни цели се решава отделно от подзадачата за определяне на оптималния (рационален) метод за пробив на противовъздушната отбрана. В същото време това са взаимосвързани въпроси, тъй като степента на проникване на противовъздушната отбрана на противника определя размера на загубите по време на бойна мисия на нашите ударни самолети, които точно трябва да бъдат разпределени между целите на въздушния удар.

За да се осигури цялостна оптимизация на действията на войските (силите) във всеки епизод на симулирани бойни действия (операции), се предлага нов метод за конструиране на модели - методът на субоптимизация. Тя включва търсене на рационални начини за водене на бойни действия (отгоре надолу) последователно на всяко ниво на управление, но в рамките на общия план на бойните действия (операции). Безспорното предимство на субоптимизацията е, че на всяко ниво на управление се идентифицират по-подробно факторите и условията на бойните действия на съединенията и частите и се избират най-разумните методи за техните действия.

По този начин, като се има предвид необходимостта на командирите и щабовете на формированията на ВВС за ефективно осигуряване на търсенето на рационални варианти за водене на бойни действия (операции), е необходимо да се въведе нова класификация на моделите за оптимизация на бойните действия (операции) на формацията на ВВС, която предвижда разделянето на моделите на комбинирани и субоптимизирани. Това може да помогне на потребителите значително да разширят разбирането си за характеристиките на конструкцията и функционирането на модели, предназначени да намерят рационални методи за провеждане на бойни операции (операции).

Йерархията на вземане на решения за бойни действия (операции) не може да не се отрази при изграждането на математически модели на бойни действия (операции) на подразделението на ВВС, тъй като парадигмата за конструиране на модели е максимално отразяване на симулираната реалност.

Разработчиците на съществуващи модели на оперативно ниво обаче разбират парадигмата на моделирането едностранчиво, а именно: моделите се изграждат само чрез метода на подробно възпроизвеждане на въздушни и противовъздушни битки, които съставляват основното съдържание на бойните операции (операции). В същото време не се обръща дължимото внимание на детайлното възпроизвеждане на йерархичната същност на вземането на решения на всички нива на командване, което дава възможност на командирите на съединения и части да проявяват разумна инициатива, но в рамките на цялостното план на бойните действия (операции) на сдружението.

Моделите за директно възпроизвеждане само на въздушни и противовъздушни битки могат да бъдат класифицирани като модели на едно ниво. Но тъй като задачите на оперативно ниво се решават и в рамките на тактическото ниво („на полето“ на тактическото ниво), математическият модел става тромав и неудобен за практическо използване. Използването на такива модели е свързано, първо, с необходимостта от подготовка на голямо количество изходни данни, второ, с намаляване на ефективността на директното моделиране на бойни действия (операции) и, трето, с трудността за възприемане на получените резултати от моделирането.

Структурата на многостепенните математически модели на бойни действия (операции) е интегрална система от функционално взаимосвързани подмодели (агрегати) от различни нива, които са свързани не само чрез хоризонтални връзки помежду си, но и чрез отношения на подчинение. Композиционният подход в многостепенните модели може да се разглежда като един от перспективните начини за тяхното усъвършенстване при запазване на необходимата степен на детайлност при моделирането на бойните действия (операции). Система от подмодели на различни нива на управление създава благоприятни условия за моделиране на бойни действия (операции) с помощта на паралелни или комбинирани методи за планиране на бойни операции. Ефективността на планирането се повишава главно благодарение на подмодели на тактическо ниво. Подготовката на изходните данни, моделирането и интерпретацията на резултатите от тях на подмодели на тактическо ниво се извършват паралелно от съответните командири и техните щабове.

Предложеният подход за изграждане на математически модели на бойни действия (операции) на обединението на ВВС, който включва използването на метод за детайлно възпроизвеждане на йерархичната същност на вземането на решения за бойни действия (операции), направи възможно въвеждат още един критерий за класифициране на математическите модели според йерархичната структура. Според този критерий математическите модели могат да бъдат класифицирани на едностепенни и многостепенни.

В съществуващата класификация на математическите модели на бойни действия (операции) важно място заема класификацията според метода за описание на функционалните връзки между параметрите (процесите на функциониране на елементите на системата). В съответствие с тази характеристика математическите модели се разделят на аналитични и симулационни.

В аналитичните модели процесите на функциониране на елементите на системата се описват под формата на определени функционални връзки или логически условия. Най-пълното изследване на процеса може да се извърши, ако са известни явни зависимости, които свързват изходните характеристики с началните условия и входните променливи на системата. Такива зависимости обаче могат да бъдат получени само за сравнително прости модели или при много строги ограничения, наложени на условията на моделиране, което е неприемливо за моделиране на бойни действия (операции) на част от ВВС.

В зависимост от вида на използваните в тях аналитични зависимости (целева функция и ограничения), аналитичните модели обикновено се класифицират на линейни и нелинейни. Ако целевата функция и ограниченията са линейни, тогава моделът се нарича линеен. В противен случай моделът е нелинеен. Например моделите, базирани на метода на линейното програмиране, са линейни, но в моделите, базирани на максималния елемент или методите на динамично програмиране, целевата функция и (или) ограниченията са нелинейни.

В симулационните модели се имитират (копират) елементарни явления (битки, въздушни удари, специални бойни полети), които съставляват основното съдържание на бойните действия (операции), като се запазва тяхната логическа структура и последователност на възникване (във времето), което прави възможно за оценка на техните характеристики в определени моменти от време. Симулационните модели позволяват просто да се вземат предвид фактори като наличието на дискретни и непрекъснати елементи, нелинейни характеристики на системните елементи, многобройни случайни влияния и т.н. В момента симулационното моделиране е най-ефективният и често единственият наличен метод за изследване сложни системи като бойни действия (операции) асоциации на ВВС.

В зависимост от отчитането на фактора време моделите на бойни действия (операции) се делят на статични, динамични, непрекъснати и дискретни.

Статичните модели се използват за описание на бойни действия (операции) във всеки един момент. Те отразяват определен „времеви отрязък“ от бойни действия (операции). Поради това статичните модели се използват за изследване на най-важните етапи от бойните действия (операции). По правило това е началният етап, резултатът от който до голяма степен определя по-нататъшния ход на събитията и крайния резултат от операцията.

Динамичните модели описват бойните действия (операции) в процес на развитие. Това дава възможност да се идентифицират тенденциите в развитието на бойните действия (операции), фактори и връзки, които на пръв поглед не оказват значително влияние върху симулирания процес, но могат да станат важен обект на разглеждане. Тенденцията в развитието на динамични модели на бойни действия (операции) е ясно насочена към засилване на тяхната роля в изучаването на методите за използване на войски (сили) на страните. Благодарение на способността да отразяват непрекъснатостта между отделните епизоди на бойни действия (операции), динамичните модели са намерили достойно приложение за решаване на проблеми на дългосрочното планиране и прогнозиране на използването на войски (сили).

Математическите модели на бойни действия (операции) с непрекъснато време за симулация се характеризират с факта, че техните променливи и изходни параметри се променят непрекъснато, без скокове и последователно приемат всички възможни реални стойности през целия интервал от време. Непрекъснатите модели използват интерполация за намиране на междинни стойности. Тъй като включва намиране на междинни стойности на функция, моделът трябва да се основава на аналитичен метод, който осигурява функционалната зависимост на началните и крайните стойности. Аналитичните методи са най-малко подходящи за описание на целия набор от фактори в бойните операции (операции) на асоциация на военновъздушните сили, поради което непрекъснатите модели не са намерили широко приложение за намиране на начини за използване на войски (сили).

Дискретните модели са получили широко разпространение при моделирането на бойните действия (операции) на формированията на ВВС. Основното предимство на последните е, че за тяхното конструиране не е необходимо да има аналитична връзка между входните и изходните величини и можете да използвате метода на симулационното моделиране.

В дискретните модели всички процеси (входни и вътрешни) се отличават с рязка, изразена промяна в краен брой състояния: вход, изход и вътрешен. Придвижвайки се напред в дискретен модел на бойни действия (операции) последователно от епизод към епизод с определен времеви етап на моделиране, командирът и неговият щаб получават цялостен, системен поглед върху процесите, протичащи по време на бойни действия (операции). Размерът на стъпката на моделиране варира и може да бъде избран въз основа на необходимата дълбочина на моделиране на отделните епизоди. Ако е необходимо да се проучи по-задълбочено конкретен момент от операцията, размерът на стъпката се намалява.

Развитието и резултатите от бойните действия (операции) на обединението на ВВС се влияят от голям брой фактори, които имат предимно вероятностен характер. В зависимост от начина на отчитане на случайни фактори, математическите модели на бойни действия (операции) обикновено се класифицират на детерминистични, стохастични (вероятностни) и комбинирани.

Тази класификация обаче изисква важно уточнение по отношение на стохастичните (вероятностните) математически модели на бойните действия (операции). Името на класа "стохастични (вероятностни) модели" не дава пълна представа за това как други "видове" и "видове" несигурности се вземат предвид в моделите. За да изясним класификацията на математическите модели на бойни действия (операции) според метода на отчитане на случайни фактори, ще разгледаме подробно компонентите на този клас.

Характерна особеност на детерминистичните модели на бойни действия (операции) е, че за даден набор от входни стойности на модела винаги се получава един резултат. Всеки метод на използване на войски (сили), избран от командира на формированието на ВВС, води до строго определени последствия, тъй като по време на моделирането се пренебрегват случайни, предварително непредвидени въздействия.

Детерминистичните модели могат да се разглеждат като съзнателно опростяване на реалността, което всъщност е несигурно. До времето, когато в щабовете започнаха да се използват мощни изчислителни средства, детерминистичните модели бяха основният инструмент за оценка на ефективността на бойните действия (операции). Цялата стохастична неопределеност беше „скрита“ в първоначалните данни, по-специално във вероятностите за поразяване на въздушни цели и наземни обекти, в резултат на което вероятностният проблем стана детерминистичен и беше решен с конвенционални математически методи.

За да не се усложнява отчитането на несигурностите, причинени от слабо предвидимите действия на противника, най-вероятните (като правило, типични), според военните експерти, варианти на противника да използва своите войски (сили) са изследвани в детерминистични модели. Следователно детерминистичните модели могат да се считат само за един от етапите в научното изследване на въоръжената конфронтация.

Най-обещаващият клас модели са недетерминистичните модели, тъй като в сравнение с детерминистичните те позволяват да се изследват по-голям брой възможни варианти за действия на противника по време на бойни операции (операции) на военновъздушно подразделение. Трябва да се подчертае, че това са недетерминирани, а не стохастични (вероятностни) модели, както е прието в практиката на моделиране на бойни действия (операции). Това уточнение е много важно. Предходната класификация на моделите на бойни действия (операции) всъщност игнорира наличието на друг тип нестохастични (реални) неопределености. Този тип несигурност включва несигурност на природата, тоест външната среда, несигурност на целите (степента, в която желаният резултат съответства на реалните възможности) и несигурност на действията на противника.

Нестохастичните несигурности на въоръжената конфронтация, особено несигурностите на вражеските действия, играят почти решаваща роля при моделирането на бойни действия (операции). Сблъсъкът на воюващи страни, преследващи противоположни цели, оказва значително влияние върху сценария за развитие на военните операции (операции). За всеки такъв сценарий командирът и неговият щаб избират рационален метод за използване на своите войски (сили). До известна степен нестохастичната несигурност е основна по отношение на друг тип стохастична несигурност, тъй като страните могат да избират такива опции за действие, които намаляват броя на случайните елементарни събития.

Недетерминистичните модели по-реалистично отразяват комплексното влияние на нестохастичните и стохастичните несигурности върху хода и резултата от бойните действия (операции). Въздействието на тези несигурности в недетерминистичните модели се оценява, като се вземат предвид най-значимите фактори, причиняващи проявата на тези несигурности. По този начин, за да се вземе предвид нестохастичната несигурност, се предвижда противникът да е практически неограничен в избора на възможности за използване на своите войски (сили). За изследване на стохастичните несигурности се възпроизвеждат произволни процеси, свързани с унищожаването (откриване, електронно потискане) на въздушни цели и наземни обекти, като се вземат предвид проектните грешки на оръжията (откриване), обхватът до целта и нейният ъгъл, възможността за въздушна цел, изпълняваща противоракетен маневра, маскиране на повреда на наземни обекти, електромагнитна среда и др.

Според метода за отчитане на случайни фактори, в допълнение към детерминистичните и недетерминистичните модели, трябва да се разграничи клас комбинирани модели. Те използват техники за отчитане на несигурностите, които са характерни както за детерминистичните, така и за недетерминистичните модели. Сред комбинираните модели могат да се откроят тези, при които влиянието на стохастичната несигурност върху резултата от моделирането на бойни действия (операции) е най-задълбочено проучено или, напротив, слабо предвидимите действия на противника се оценяват и вероятностните характерът на елементарните събития на унищожаване (откриване) на въздушни цели и наземни обекти се взема предвид в първоначалните данни в съответните стойности на първоначалните вероятности.

От гледна точка на отчитане на нестохастичните несигурности, математическите модели могат да бъдат класифицирани на модели, базирани на методите на теорията на игрите и ситуационни (военни игри). Основната им разлика се състои в едно важно ограничение, а именно предположението в моделите на теорията на игрите за пълния („идеален“) интелект на противника. Разчитането на интелигентен противник е само една от възможните позиции в конфликта, но в теорията на игрите е основата. В реален конфликт изборът на рационален метод за използване на войски (сили) често се състои в отгатване на слабостите на противника и своевременното им използване.

Ето защо ситуационните модели (военни игри) стават най-популярни. Както при реалните бойни действия (операции), ситуационните модели предвиждат, че човешкият фактор може да се намеси в хода им по всяко време. Освен това играчите от двете страни са практически неограничени в избора на стратегия за своето поведение. Всеки от тях, избирайки своя следващ ход, може в зависимост от текущата ситуация и в отговор на стъпките, предприети от противника, да вземе едно или друго решение. След това той изпълнява математически модел, който показва как се очаква да се промени ситуацията в отговор на това решение и до какви последствия ще доведе с течение на времето. Последствията могат да бъдат възможният брой загуби на страните, броят на системите за противовъздушна отбрана, ударните оръжия, контролните и комуникационни постове, потиснати от смутителните устройства и др. Следващото „текущо решение“ се взема, като се вземе предвид реалната нова ситуация. В резултат на това след многократно повтаряне на тази процедура се избира рационално решение.

Важна характеристика на игровите и ситуационните модели е желанието да се обмислят задълбочено всички възможни видове действия и реакции, да се идентифицират и проучат възможните варианти за използване на войски (сили) под влиянието на врага.

В зависимост от броя на страните, участващи в симулацията на бойни действия (операции), нестохастичните модели могат да бъдат разделени на двустранни („сдвоени“) и многостранни („множествени“), като има много комбинации и видове от които, включително модели свързано с участието на голям брой играчи и множество посредници. Участниците в „множествени“ модели могат да бъдат не само преки противници, но и представители на войски (сили), взаимодействащи с асоциацията на ВВС, посредници и др. Като посредници могат да действат независими военни експерти, които имат способността да се намесят при необходимост в хода на моделирането на бойни действия (операции).

От гледна точка на отчитане на стохастичната (вероятностната) неопределеност, математическите модели на бойните действия (операции) могат да бъдат разделени на вероятностни и статистически. Мотивацията за тази класификация е разликата между проблемите на математическата статистика и теорията на вероятностите.

Проблемите на математическата статистика са до известна степен обратни на проблемите на теорията на вероятностите (въпреки факта, че се основава на концепциите и методите на теорията на вероятностите). В теорията на вероятностите се считат за дадени вероятностните характеристики на случайни събития на унищожаване (откриване, електронно потискане) на въздушни цели и наземни обекти. Въз основа на зададените характеристики се изчислява ефективността на бойните действия (операции), например: математическото очакване на броя на спасените обекти, математическото очакване на броя на поразените въздушни цели и др.

В математическата статистика се приема, че вероятностният модел не е специфициран (или не е напълно специфициран) и в резултат на машинен експеримент са станали известни реализациите на случайни събития. Въз основа на тези данни математическата статистика избира подходящ вероятностен модел, за да направи изводи за разглежданите явления, свързани с унищожаването (откриването, потискането) на въздушни цели и наземни обекти.

В ранните етапи на математическото моделиране, включително моделирането на бойни действия (операции), вероятностният подход беше най-популярният метод за отчитане на стохастичната несигурност. Това се дължи на факта, че обемът на изчисленията на статистическите методи в сравнение с вероятностните методи е прекалено голям. За да се получат разумни резултати от моделирането с помощта на статистически методи, са необходими високоскоростни компютри.

С развитието на компютърните технологии все повече се използват статистически методи за отчитане на стохастичните неопределености на бойните действия (операции). Статистиката на изчислителен експеримент по унищожаване (откриване) на въздушни цели и наземни обекти, получена по време на симулацията на бойни действия (операции), съдържа информация за условията на експеримента: конструктивни грешки на оръжията (откриване); обхват до целта и нейния ъгъл; способността на въздушна цел да извърши противоракетен маневра; камуфлаж на наземни цели; електромагнитна среда. При вероятностните модели вероятностните характеристики на случайни явления на унищожаване (откриване, потискане) на въздушни цели и наземни обекти трябва да бъдат определени предварително, което е трудно, тъй като е невъзможно точно да се предскажат условията на околната среда, при които унищожаването (откриването) на въздушни цели и наземни обекти ще се извършват.

По този начин можем да дадем уточнена класификация на математическите модели на бойните действия (операции) на формирование от ВВС**, която може да се извърши по следните критерии (Таблица):

целева ориентация; методът за конструиране на оптимизационни модели; йерархична структура; метод за описание на функционални връзки; характера на зависимостите в целевата функция и ограниченията; отчитане на фактора време; метод за отчитане на случайни фактори; отчитане на нестохастичните несигурности; броя на страните, участващи в моделирането; като се вземат предвид стохастичните несигурности. В таблицата новите и усъвършенствани класове математически модели са подчертани с удебелен шрифт.

Основният фокус на усъвършенстваната класификация е да се установят ясни граници между моделите на бойни действия (операции) и най-важното - да се идентифицират тенденциите в развитието на математическото моделиране на такива сложни системи като моделите на бойни действия (операции) на Въздуха. Сила. В резултат на класификацията беше установено, че основните тенденции в математическото моделиране на бойните действия (операции) са: първо, разработването на субоптимизирани математически модели, предназначени да намерят оптимални варианти за водене на бойни действия (операции) на въздуха. сила асоциация; второ, дезагрегиране на широкомащабната задача за моделиране на бойни действия (операции) чрез използване на метод за детайлно възпроизвеждане на йерархичната същност на вземането на решения за бойни действия (операции); трето, създаването на клас модели, които правилно отчитат влиянието както на стохастичните несигурности, свързани с унищожаването (откриването) на въздушни цели и наземни обекти, така и на нестохастичните, причинени от трудно предвидими действия на противника.

Математическо моделиране и оценка на ефективността на бойните действия на войските за ПВО. Твер: ВА ПВО, 1995. С. 105; Военна мисъл. 1989. № 2. С. 38; Военна мисъл. 1987. № 7. С. 34.

Методите за оптимизация включват аналитични методи (метод на Лагранж, уравнения на Ланчестър), итеративни (методи на линейно, нелинейно, динамично програмиране), неитеративни (методи на случайно търсене, многовариантен анализ), както и методи на последователна оптимизация (ситуационен метод, методи на търсене на координати и най-бързо спускане).

Военна мисъл. 2003. № 10. С. 24.

Военна мисъл. 2003. № 10. С. 23-24.

За да коментирате трябва да се регистрирате в сайта.