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.

Уместността 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 напълно достатъчни за информационна подкрепа за планиране на операция, други настояват за използване 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 курс и резултатите от бойните 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 бъдат използвани 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 се случи, 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 служителите да се доверят на търсенето на решение на програма, чиито принципи на работа са им непознати. Има 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 със система от уравнения с различна степен на приближение; 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 за въоръжена 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-препоръчително 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 войната съвременна войнаниво.

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 състава на специални математически и софтуер(SMPO) автоматизирани системи за управление на войските (ATCS). 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 войски (сили) и бойни 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 работа 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 изчислителните 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 хардуерни 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, предложената концептуална рамка и подходи за прилагане на ММ за военни командни и контролни органи 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 единна представа за 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 Руската федерация, институт 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.

ВОЕННА МИСЪЛ № 12/1987 г., стр. 36-44

УПРАВЛЕНИЕ НА ВОЙСКИТЕ

Б. А. КОКОВИхIN ,

контраадмирал от запаса, кандидат на военноморските науки, доцент

Статията изразява чисто личното мнение на автора. Каним читателите да изразят своето мнение по обсъжданите в него въпроси.

В ТАЗИ статия се разглежда въпросът за създаването на математически модели (методи) за обосноваване чрез изчисления на решенията, взети от командирите по време на подготовката и провеждането на бойни действия. По принцип този проблем съществува през цялата история на войните и военното изкуство, но най-силно се изостря през 20 век поради появата и бързото развитие на нови видове оръжия и техника. В момента целта е да се създадат математически модели, които да подпомагат по-добре практическата дейност на командирите и техните щабове.

Поради редица обстоятелства този проблем все още не е напълно решен. Дълго време се смяташе, че основните трудности и неуспехи при решаването му се дължат на недостатъчните възможности на компютърните технологии и математиката. При сегашното ниво на тяхното развитие тази гледна точка става неубедителна и несъстоятелна. Сега приоритетно внимание се обръща на методологическата страна на проблема. Следователно, на първо място, е необходимо да се разкрият, анализират и отстранят причините, които затрудняват създаването на практически модели на операции (бойни действия). Според мен първата (основна) причина се крие в областта на основните понятия (категории) на теорията на войната и военното изкуство и затова на първо място е важно да се знае какво точно е въоръжената борба и нейните съставните военни действия са, наречени стачка, битка, битка, операция , каква е тяхната същност, вътрешно, обективно необходимо съдържание и структура, как те са взаимосвързани, как се различават един от друг.

За съжаление, струва ми се, че няма ясни, логични и логични отговори на тези въпроси. Например теорията дефинира „бойни действия” по следния начин: 1) организирани действия на части и съединения от всички видове ВС при изпълнение на поставени бойни задачи. Терминът "военни действия" обикновено се прилага за бойни действия от оперативно-стратегически и стратегически мащаб; 2) формата на оперативно използване на формирования и формирования от видове въздухоплавателни средства в рамките на операция (или между операции) като част от по-мащабна формация. Разновидностите на бойните действия са систематичните бойни действия като специална форма на оперативно използване на противовъздушната отбрана, военновъздушните сили и военноморските формирования. Тези неясни, противоречиви, неподлежащи на логично обяснение дефиниции според мен са генерирани от мащабна класификация, според която действията на войските обикновено се разделят на бойни, оперативни и стратегически не в зависимост от тяхната същност и обективно необходимо съдържание, а „в зависимост от мащаба на въоръжената борба, възможностите на войските (силите), целите и характера на бойните задачи“.

Възниква въпросът: възможно ли е да се разработят практически приемливи математически модели, без да се оперира с достатъчно точни и дълбоки основни понятия (категории) на военното изкуство? Всъщност е възможно. Но докъде води това? Минаха много години, изразходвани са много усилия и средства, но проблемът не е намерил своето пълно теоретично и практическо решение. Освен това понякога се поставя въпросът дали изследванията се провеждат в правилната посока. Ако необходимите модели са създадени без строга и дълбока теоретична обосновка, резултатите, получени с тяхна помощ, няма да заслужават пълно доверие. „Не можете да продължите успешно напред чрез опити и грешки. Това идва с цена за обществото." Следователно, за да се даде надеждно, теоретично обосновано решение на проблема, е необходимо преди всичко да се изяснят и задълбочат нашите представи за същността, съдържанието, структурата на въоръжената борба и компонентите на военното изкуство.

Това е задължително.

Първо.Твърдо се придържайте към марксистко-ленинската дефиниция на войната като организирана въоръжена борба между държави или класи в една държава, която по своята социално-политическа природа е „продължаване на политиката с насилствени средства“. „Насилието в момента е армията и флота...“ (К. МарксИ Ф. Енгелс.Съч., том 20, с. 171). Политическата, икономическата, идеологическата и други форми на борба не само не спират, но, напротив, се ожесточават по време на война, като в крайна сметка оказват решаващо влияние върху нейния изход, което обаче не променя същността и обективно необходимото съдържание войната като въоръжена борба. Дефиницията на войната, дадена в Съветската военна енциклопедия като съвкупност от всички форми на борба, включително въоръжена, повтаря остарялата гледна точка, съществувала през началото на XIXвек. Смятам, че подобно определение изкривява реалността, внася объркване в разбирането на предмета на военната наука и затруднява решаването на теоретични и приложни проблеми, включително моделиране на операции (бойни действия). Историческият опит потвърждава, че военната наука винаги се е занимавала и се занимава с война като въоръжена борба и военно изкуство, поради което теорията на войната и военното изкуство е всъщност „военна“ наука, нейната философска (фундаментална) част.

Второ. Да се ​​отдели теорията на войната и военното изкуство от теоретичните описания на стандартните варианти за водене на война и военни действия в зависимост от преобладаващите условия на военно-политическата обстановка в света и възгледите на военното ръководство на противоборстващите страни е, че стандартните опции и изгледи под формата на законови разпоредби са заменени военна наука. Офицерският корпус на командно-щабната специалност учи, работи и обучава подчинените си не според науката, а според своите възгледи; действията на нашите войски се организират според нашите възгледи, врагът се оценява според неговите възгледи. Всичко това неизбежно води до приемането на шаблонни решения, които не могат напълно да осигурят разработването на приемливи за централата математически модели.

трето.Обучението на офицери и лица, участващи в моделирането на военни действия, трябва да започне с доказване на истинността (съответствието с обективната реалност) на категориите на военната наука, както например се доказват теореми в геометрията. В. И. Ленин подчертава: „Категориите трябва оттегляне(а не произволно или механично вземане) (не „разказване“, не „уверяване“, но доказване)..."(Полн. събр. съч., том 29, стр. 86). Това ще позволи на студентите едновременно да разберат същността на методите на стратегически, оперативни, бойни операции и теорията на военното изкуство като цяло.

В работата „Категории на военното изкуство в светлината на материалистическата диалектика“ се прави опит да се изведат категориите на войната и военното изкуство, да се изяснят и въведат във взаимосвързана система и да се формулират следните основни положения.

Действията на войските (силите) във война („военни“ действия) включват разполагане, предислоциране и създаване на групировки: в театъра на военните действия- да провежда взаимосвързани операции („стратегически“ действия); в хирургията- за водене на взаимосвързани битки („оперативни” действия); в битка- за взаимосвързаното използване на оръжия, както и самото им използване срещу врага („бойни“ действия). Следователно в съвременните условия, когато се води война само с конвенционални оръжия военни действия- е съвкупност от стратегически, оперативни и бойни (тактически) действия. По принцип те могат да се изпълняват от всякакъв брой войски, но е препоръчително горната им граница да се ограничи до такава численост, при по-нататъшно увеличаване на която вероятността за изпълнение на поставената задача остава практически на същото ниво.

Въоръжената борба и военните действия, които я съставят, не се водят общо, както на когото му се иска, а по обективно необходими начини, които са битка, операция, прегрупиране, военни действия. начин- това са организирани по определен начин действия на войски от даден състав при изпълнение на дадена задача в конкретните условия на текущата обстановка. Военните действия, както и да се наричат, не са нищо повече от проява на същността на основните методи в различните им комбинации. Освен това действията на войските както на едната, така и на другата страна по време на войната непрекъснато се трансформират едно в друго в строго определена последователност, която не може да бъде променена. Тяхната същност се състои в обединяването и съсредоточаването на усилията и възможностите на войските там и в момента, където и когато е необходимо. В боя това се постига чрез комбиниране на огнева мощ за унищожаване на онези обекти (групи) на противника, чието унищожаване (извеждане от строя) осигурява изпълнението на възложената задача. Този път позволява значително да се увеличи общата сила на атаката или съпротивата на войските, по отношение на аритметичната сума на индивидуалните способности на бойните единици за създаване на необходимото превъзходство над противника и победата му. В операция- комбиниране на крайните резултати от действията на войските във всички битки, които съставляват дадена операция, за поразяване на онези групи и обекти на противника, чието унищожаване осигурява изпълнението на възложената задача.

В този случай се предполага не само да се победят избрани цели, но и да се използват резултатите от действията на войските в някои битки, за да се повиши тяхната ефективност в други. При прегрупиране на театър на военните действия - чрез разполагане и предислоциране на войски с тяхната всестранна подкрепа, за да се създадат своевременно напълно обучени групи за провеждане на операции на решаващо място и в решаващия момент на войната; във война - чрез обединяване и използване във взаимни интереси на крайните резултати от действията на войските във всички операции, насочени към поражението на въоръжените сили на противника в даден театър на военните действия, както и чрез своевременното създаване на комплексно поддържани групи за провеждане на планирани операции.

Въз основа на гореизложеното можем да кажем, че за практическата дейност на командирите (командирите) и техните щабове е необходимо да се разработят математически модели на методи за водене на битка (операции) въз основа на качествения и количествения състав на войските, които са разпределени или могат да бъдат разпределени за изпълнение на възложената задача, като се вземе предвид вътрешната структура на войната и военното изкуство (диаграма 1). При създаването им е важно също така да се вземе предвид естествено-историческият процес на развитие и промяна на методите на водене на война, съставните му военни действия, в зависимост от появата и развитието на нови видове оръжия и технически средства (диаграма 2).

Четвърто.Теорията на войната и военното изкуство, т.е. философската (фундаменталната) част на военната наука, трябва да бъде извадена от тясно ведомствено подчинение и прехвърлена към Академията на науките на СССР, където трябва да бъде представена наравно с всички други обществени науки. . Това, според мен, е единственият реален начин, който може да издигне военната наука на по-високо, качествено ново ниво, осигурявайки надеждно, теоретично обосновано решение на много приложни проблеми, включително моделиране на военни действия.

Втората причина за трудностите при разработването на модели е, че сега от тях се изисква да вземат предвид, ако е възможно, всички фактори, които могат да повлияят на организацията и провеждането на операция (бойни действия). Това неизбежно води до рязко увеличаване на непредвидимата първоначална информация. Такива модели могат да се използват само за изследователски цели, но не и за работа на командири и щабове при планиране на военни действия.

В момента моделите са предварително разработени и представляват математически аналог на типична битка (операция), която отчита в максимална степен: съществуващата организационна структура на войските (силите), техния редовен количествен и качествен състав; типични параметри на различни военни действия, записани в ръководни документи; специфични военно-географски условия на театри на военни действия и т.н. При това това се отнася както за нашите войски, така и за противника. В живота конкретните военни действия никога не съвпадат напълно с типичните. Като се има предвид, че организацията, комплектуването на войските (силите) и други условия непрекъснато и бързо се променят, разработените модели губят и своята практическа стойност. Това е третата причина.

Четвъртото е, че специалистите в областта на военното изкуство (оператори) активно участват в създаването на стандартни математически модели на военните действия, като ги моделират само в частта, която се отнася до разработването на словесен модел под формата на формулиране на възможни решения за враждуващи страни. Първоначалната информация се уточнява предварително. Липсващата част, необходима на модела да „работи” в конкретна ситуация, периодично се уточнява и избира от така наречената постоянна информация.

Общият недостатък на щабните модели е, че с тяхна помощ е възможно да се оцени само едната страна на военното изкуство на командира (командира), който взема решение, което характеризира способността му да организира действията на войските, за да максимизира използването на техните потенциални възможности. Втората (от гледна точка на военното изкуство, по-сложната и трудна страна) е използването и, ако е възможно, създаването (чрез заблуда на противника, бърза и неочаквана маневра на войските и т.н.) условия, които правят възможно за отслабване на противника и значително увеличаване на обединените усилия на приятелските сили на главното направление в решаващия момент на битката (операцията) е слабо оценено от съществуващите модели.

Въз основа на горните разпоредби относно теорията на войната и военното изкуство предлагам един от възможните подходи, които могат да осигурят създаването на математически модели на военни операции, които са практически приемливи за щаба. Същността му се свежда до следното.

Всеки модел на битка (операция) трябва да бъде изяснен от съответния командир (командир) и неговия щаб въз основа на информацията, с която разполагат по време на периода на разработване и вземане на решения, като същевременно се определят само плановете за действие на противоборстващите страни.

Защо само планове?

Историческият опит показва, че действителният ход на военните действия обикновено съответства точно на плановете на действията на страните и никога не съвпада напълно с подробните решения (планове), независимо от това коя страна (атакуваща или защитаваща) е постигнала или не е постигнала целта си. Например нацистката армия, чиито военни лидери бяха педантични, особено когато планираха изненадваща атака, успешно започна война срещу съветски съюзи го ръководи през 1941 г. в съответствие с плана, лежащ в основата на плана Барбароса. По-нататъшният ход на събитията обаче се различава значително от плана. В крайна сметка целта на войната не беше постигната поради недостатъчната обосновка на нейния план: единството, сплотеността на съветския народ и безпримерният героизъм на нашите войници не бяха взети под внимание.

По този начин моделът, разработен въз основа на информация, описваща подробно предстоящия ход на военните действия на страните, очевидно няма да съответства на действителния ход на събитията и резултатите от изчисленията ще бъдат много съмнителни. При прилагането на предложения подход е важно при формулирането на плановете за действия на страните да се вижда ясно същността на военното изкуство, което според мен се състои в способността да станеш по-силен от врага, да създаде смазващо превъзходство над него в решителния момент и в решаващото място на войната и съставните й военни действия. (Тук не говорим за създаване на общо военно превъзходство в глобален мащаб, към което се стремят Съединените американски щати, а за изкуството (способността) да победиш агресора с наличните сили в случай на атака) . Разбирането за това е основата, която обединява стратегия, оперативно изкуство и тактика в диалектическо единство. В същото време всеки компонент на военното изкуство има своя собствена същност. Но според мен същността на стратегията, оперативното изкуство и тактиката се състои в способността да се създаде смазващо превъзходство над врага в решаващ момент, на решаващо място чрез комбиниране и взаимно използване на крайните резултати от всички операции (битки), насочени при постигане на целта, както и способността да се прилагат условията на конкретна ситуация в интерес на навременното разполагане на комплексно поддържани групи за провеждане на планирани операции (битки).

Разработка на модел(изчисленията) и анализът на резултатите от тях могат да имат следния ред: общото съотношение на силите на страните в района на операцията (битката) към момента на неяначалото, както и варианти на планове за действията на противника и приятелските войски; избран е критерий за оценка на възможните планове; очакваните резултати се изчисляват по избрания критерий за всички комбинации от варианти на техните планове; резултатите се анализират и се избира най-подходящият план за операцията (битката).

При определяне на всеки вариантдействията на едната и другата страна, избрани за оценка, трябва да бъдат формулирани: Където(в коя посока, в коя зона, в коя зона, ивица и срещу кои вражески обекти), Кога(в кой момент, период) и как(по какъв начин, метод, техника и т.н.) е необходимо да се създаде смазващо превъзходство над противника. Промяната на отговора на поне един от тези въпроси води до нова версия на плана за действие за тази партия.

Критерият за оценка на възможностите за действие на страните във всичките им възможни комбинации може да бъде вероятността за поражение на противника (извършване на поставената задача) или баланса на силите на страните в главното направление в решаващия момент на операцията ( битка). Превеждайки това на езика на математиката, можем да кажем: в основното направление, в решителния момент, човек трябва да може (именно „може“ - това е изкуството на военачалника, в рамките на материалните възможности на войски), за да създаде такъв баланс на силите в своя полза, при който възложената задача да бъде изпълнена с вероятност, например не по-малка от 0,8. Трябва да се подчертае, че става дума за качествено съотношение между силите на страните, изразено в количествени величини. Тази вероятност за поражение служи като критерий за избор на най-подходящите варианти за проектиране на предстоящата операция.

Препоръчително е да анализирате резултатите от изчисленията и да изберете оптималния вариант на плана на операцията (битката), като използвате теорията на игрите. Трябва да се има предвид, че в този случай се определят такива опции, използвайки които противниковите страни не рискуват да загубят повече или да спечелят по-малко, отколкото е възможно според избрания критерий в дадена ситуация.

Ако врагът е равен или по-силен както в състава на войските, така и в нивото на военното изкуство, изборът на „гарантирани“ планове никога не може да осигури постигането на победа. Следователно, в предложения метод за моделиране на операция (бой) за анализ с помощта на теорията на игрите е необходимо да се изберат само онези варианти на плановете на страните, при които се постига преобладаващо превъзходство над противника в решаващия момент, в решаващия момент. място на битката (операцията). Естествено, това е рисковано, но без това е невъзможно да победите силен противник. От тях можете да изберете този, който е относително най-добър според критерия, който трябва да бъде установен от командира (командира), разработващ плана.

Ще се опитаме да демонстрираме приложението на предложения подход за създаване на математически модели, използвайки два класически примера.

В известната битка при Кана (216 г. пр. н. е.) картагенският командир Ханибал, въпреки двойното общо числено превъзходство на врага, почти напълно унищожи римската армия. Общата сила и загубите на страните бяха както следва:

Това не беше случайна победа. Още преди да започне битката, Ханибал си постави за цел не само да постигне успех, но и да унищожи напълно римската армия. Той умело осъществи плана си.

Римската пехота е формирана в бойна формация (фаланга), с най-малко 34 редици в дълбочина и около 1700 души по фронта. Конницата беше разположена по фланговете. Войските на Ханибал са изградени в шест колони, от които средните две (общо 20 хиляди души) се състоят от слаба испанска и наскоро набрана галска пехота. Те бяха заобиколени от две колони от 6 хиляди опитни африкански ветерани. По фланговете на пехотата имаше кавалерийски колони: отляво - тежко въоръжена конница (кирасирите на Газдрубал), отдясно - лека конница (предимно нумидийски).

По-нататъшният ход на събитията беше следният. С началото на битката кавалерията на Газдрубал преобърна римските конници, част от техните сили помогнаха на нумидийската конница да накара римските конници да избягат от левия фланг на римската пехота и с основните сили се втурнаха в тила на фалангата, принуждавайки го първо да се върне назад и след това да спре. В центъра на фронта, след кратка битка, римляните решително атакуват галите и испанците, нанасяйки им големи загуби и принуждавайки Картагенския център да отстъпи. Личното присъствие на Ханибал тук попречи на галите да пробият фронта и да избягат. В този решаващ момент, под въздействието на удар отзад, римската фаланга спря, което означаваше нейната смърт, само външните редици на обкръжената тълпа от римски легиони можеха да действат с оръжие, а задните представляваха мишена за летене камъни, дартс и стрели. Изходът от битката беше решен. Последва клане.

Въз основа на действителния ход на събитията словесният модел на действията на картагенските войски, т.е. планът на Ханибал, може да се формулира по следния начин: с малки сили да се задържи първият натиск на фалангата на римската пехота в центъра, да се помете римската кавалерия по фланговете, напълно обкръжава и спира настъплението на фалангата с удар отзад, като по този начин я лишава от настъпателна мощ и, използвайки нейната бавност и лошата подготовка на римската пехота, напълно побеждава врага. Планът на римския командир Сервилий: да насочи цялата сила на пехотата към центъра на бойния строй на картагенците, да смаже врага с решителна атака, като го хвърля в бягство, и след това един по един да победи разпръснатите части на пехотата и кавалерията.

Същността на настоящата конфликтна ситуация и цялото изчисление тук се свеждат до решаването на един въпрос: кой е имал по-голям шанс - Ханибал да удържи натиска на римската фаланга в центъра до момента, в който кавалерията на Газдрубал го удари отзад и го спря, или Сервилий, за да смаже центъра на картагенската бойна формация, преди да спре и възстанови фалангата за действие в други посоки? За разрешаването на този проблем не е необходимо математическо описание на действията на войските на самите страни.

След като анализирахме, както се казва, „наобратно“ крайния резултат от битката от гледна точка на същността на военното изкуство, можем да кажем, че в решителния момент на битката в решаващата посока (в центъра), Ханибал успя да създаде (чрез удар на фалангата отзад) огромно (поне поне четирикратно) превъзходство над врага и по този начин предотврати смазването на центъра на неговата пехота.

По време на Великия Отечествена войнаПо време на военните действия в посока Сталинград възникна ситуация, подобна на описаната по-горе, само с различно общо количествено съотношение на войските на воюващите страни и много по-голям обхват на военните действия. Съдейки по действителния ход на събитията, общият план на нашите войски беше да задържат десния бряг на Волга в района на Сталинград с малки сили, да концентрират превъзходни сили по фланговете на нацистката групировка, да я обкръжат и унищожат със сближаващи се удари.

За да се обоснове този план, според мен е достатъчно да се създаде математически модел, който да реши един въпрос: кой има по-голям шанс - нашите войски - да задържат предмостие на десния бряг на Волга поне докато врагът бъде напълно разбит. обкръжен, или врагът, който трябва да хвърли нашите отбраняващи се войски във Волга, преди да насочим нашите войски към нашите настъпващи войски? Би било неуместно да се разработи сложен математически модел на такива широкомащабни военни операции, за да се оправдае този план: това не би дало по-точни, надеждни резултати. Точно обратното.

Разбира се, анализирайки отделни примери, не може да се правят категорични заключения. Но някои мисли могат да бъдат изразени.

Първо. Моделите, които не отчитат военното умение на командирите, няма да отразяват напълно обективната реалност и винаги ще дават недвусмислен отговор: ще спечели страната, която има числено превъзходство и по-големи материални възможности. Използването на такива модели ще научи офицерите да печелят с числа, а не с умения. За да се вземе предвид нивото на военното изкуство в математическите модели и да се разработят подходящи коефициенти, е необходимо внимателно да се анализира историческият опит, както е показано по-горе в два примера.

Второ.Основното условие за успешното използване на предложения подход е способността да се идентифицира същността на конфликтните ситуации, които възникват по време на подготовката и провеждането на военни операции, и да се оценяват от гледна точка на същността на военното изкуство.

трето.Колкото по-кратки, по-ясни и по-ясни са формулирани плановете за действие на страните, толкова по-лесно е да се идентифицира същността на възникващата конфликтна ситуация и да се идентифицира проблемът, който изисква изчисления за неговото разрешаване. Колкото по-прост е моделът, толкова по-близък е до реалността, толкова по-малко изкривено я отразява и толкова по-малко първоначална информация изисква. Очевидно е, че математическият апарат за такива модели също ще бъде прост (в рамките на теорията на вероятностите и теорията на игрите).

Да припомним, че предложеният подход се отнася само за модели за обосноваване на намеренията на взетите решения. Тук не се разглеждат математически модели за изследователски цели, графично показване на взетите решения върху текущата ситуация на екрана и други.

В заключение отбелязваме, че друг общоизвестен подход за създаване на модели (който условно може да се нарече „дуел“) заслужава внимание, когато командирът (командирът) играе „шахматна игра“ с компютър, симулиращ врага. Разбира се, този път е труден и отнема много време, но, според мен, обещаващ от гледна точка на повишаване на ефективността на обучението на офицери във военното изкуство.

Математическият модел и методиката на оперативно-тактическите изчисления са едни и същи.

Военна мисъл.- 1987.- № 7.- С. 33-41

Военен енциклопедичен речник, М.: Воениздат, 1986. - С. 89

Пак там.-С. 145.

Материали на пленума на ЦК на КПСС, 25-26 юни 1987 г. - М. Политиздат, 1987.-С. 12.

Съветски енциклопедичен речник.- М.: Сов. енциклопедия, 1983.- С. 238

Военен енциклопедичен лексикон, СПб., 1839 г. - С. 454.

Морски атлас-Т. III.- Ч. 1.-МО СССР, 1958 г. -Л. 1,

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 изчислителна 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 бойните действия и нейното представяне в модела 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 във формализирано описание на логиката на функциониране на моделите на оръжия и военна техника(VVT) 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 оръжие и военна техника в един модел на бойни действия, е необходимо да се вземат предвид характерните мащаби на времево осредняване на количествата, които се появяват в компонентите, които се различават по порядъци.

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 концепции за време: физическо, моделно и процесорно. Физическото време се отнася до симулирания процес, моделното време 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 оръжие 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, т.е. 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 един 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 набора 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 неговите динамични 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 съпоставят стойността на решението в дясната крайна точка на текущия период от време към стойността на началните условия в лявата начална точка в новия период от време: 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 предикатът се изчисли като true, преходът се извършва незабавно към втория времеви интервал, в противен случай се изпълнява дискретна последователност от действия, съответстваща 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 анализиране на поведението на реални системи при 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 отразяване на атаки от въздушно-космически оръжия (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 ви позволява да оцените ефективността на неговата работа, когато различни условиясмущения целева 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 взаимодействие между обекти и регистриране на всички събития, възникващи в модела.

Използването на регистър на събитията позволява ретроспективен анализ на динамиката на бойните действия от 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 системите за противовъздушна отбрана с различни видове ASCU) в интерес на синтезиране на структура, която 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.

За подготовка на войските за въздушно-космическа отбрана е необходима нова материално-техническа база, създадена на базата на съвременни, максимално унифицирани технически средства за обучение, разработени по съвременни технологии.

Осигуряването на високо ниво на подготовка на личния състав - от нивото на отделните звена до висшите командни нива - при едновременно намаляване на материалните и финансовите разходи е много належащ проблем за подготовката на войските (силите) и органите за командване и управление на аерокосмическата авиация. Сили за отбрана.

Необходимостта от разрешаване на този проблем в момента се дължи на следните фактори:

• постоянни промени в характеристиките на средствата за водене на въоръжена война на потенциалния противник;
• нарастващата динамика на военните действия;
• участие на различни видове и видове сили и средства за противовъздушна и противоракетна отбрана в решаването на проблемите на въздушно-космическата отбрана;
• ограничените възможности на типа въздушни цели, използвани за създаване на въздушна обстановка и смущения по време на тактически учения с бойни стрелби на полигоните на руското министерство на отбраната;
• нарастващите разходи за провеждане на пълномащабни учения и съвместна подготовка на бойни екипажи от различни нива на командване на родовете и родовете войски;
• ограничени възможности на съществуващите учебни съоръжения за интегрирането им в учебни комплекси и системи за обучение в интерес на цялостната подготовка на войските и органите за командване и управление на региона на въздушно-космическата отбрана.

Възможен подход за решаване на проблемни въпроси, свързани с организацията и провеждането на дейностите по бойна и оперативна подготовка, може да бъде използването на съвременни технологии за моделиране на въоръжено противопоставяне, използвани в технически учебно-технически средства (ТС) за обучение на войски (сили) и командване на ПВО и контролни органи.

В момента редица индустриални организации: Центърът за съвместни технологични разработки, Изследователският институт "Центрпрограмсистем", ЗАО "ЦНТУ "Динамика", ЗАО "НИИ ТС "Синвент", Бюрото за проектиране на прибори, ОАО "Тулаточмаш" и др., работят за създаване на модерен TSO за силите за въздушно-космическа отбрана и разработване на обещаващи технологии за моделиране на военни операции и обучение на специалисти на войски (сили) и органи за командване и контрол на формирования, асоциации за въздушно-космическа отбрана.

Техните усилия обаче са съсредоточени главно върху създаването на технически средства за обучение на тактическо ниво под формата на автономни хомогенни симулатори. Тези работи не предполагат интегриране на симулатори и тренировъчни комплекси в системи за обучение за вътревидово и междувидово използване, което рязко стеснява обхвата на тяхното приложение в обучението на военни формирования (MF) и органи за командване и управление, решаващи проблеми на въздушно-космическата отбрана.

Като цяло типът TSO за Силите за въздушна отбрана може да включва:

• учебни и обучителни съоръжения;
• тренировъчни комплекси;
• системи за обучение за вътрешновидово използване;
• системи за обучение за междувидова употреба.

Трябва да се отбележи, че учебно-тренировъчно съоръжение (УТС) е хардуерен и софтуерен комплекс, който осигурява пълен цикъл на обучение на бойни екипажи от едно командно ниво (отделение) чрез автоматизирано теоретично обучение по необходимите видове обучение, формиране на първоначално умения и бойни умения бойна работа (бой) чрез индивидуално и автономно обучение.

Учебният комплекс (TC) е структурно и организационно обединение на информационно свързано, географски разпръснато оборудване за обучение, което осигурява необходимото ниво на практическа готовност на екипажите на различни нива на управление, като се вземе предвид нивото на автоматизация на бойния процес, внедрено в въоръжение и военна техника чрез провеждане на комплексно (двустепенно) обучение в необходимите условия на бойна употреба VVT.

Системата за обучение за вътрешноспецифично използване (TC VP) е структурно и организационно обединение на информационно обвързани териториално разпръснати технически комплекси и средства за обучение в тактическа формация на войски, осигуряващи необходимото ниво на практическа готовност и координация на изчисленията на различни нива на управление чрез провеждане на съвместна (тристепенна) подготовка на формирования от еднотипни военни формирования нд.

Системата за обучение за вътрешновидово използване (TS MP) е структурно и организационно обединение на информационно обвързани, териториално разпръснати технически средства и технически средства за вътрешновидово използване в оперативно-тактическа формация на войски, осигуряваща необходимото ниво на съгласуваност между изчисленията при различни нива на контрол чрез провеждане на съвместна подготовка на формирования от военни формирования от няколко вида въоръжени сили.

В тази връзка създадените технически средства за обучение на бойни екипажи на командни пунктове и пускови установки от различни нива на управление на силите за въздушно-космическа отбрана, като се вземе предвид възможното участие на многофункционални сили и средства за подготовка за решаване на задачи за въздушно-космическа отбрана, трябва да бъдат разгледани на всички нива на предлаганата класификация по предназначение в зависимост от спецификата на бойната и оперативната учебна дейност.

Основните проблемни въпроси, които остават при разработването на инструменти за обучение, са:

• осигуряване на висока степен на адекватност на симулацията на работата на оборудването, системите и средствата на оръжията и бойната техника и средствата за управление;
• осигуряване на необходимата степен на адекватност на симулираната въздушна и наземна (ако е необходимо и морска) обстановка с реалната;
• осигуряване на единна симулирана въздушна и наземна обстановка за всички участващи в обучението въоръжение и военна техника и военни формирования;
• свързване на географски разпръснати учебни съоръжения и учебни комплекси в системи от по-високо ниво за провеждане на многостепенно обучение на контролни органи;
• синхронизиране във времето на работа на географски разпръснати тренажори и тренировъчни комплекси за провеждане на различни видове обучение като част от системи за обучение;
• осигуряване на обективност при оценката на нивото на професионална подготовка на специалисти, бойни екипажи и органи за командване и контрол въз основа на резултатите от документирането на тяхната дейност по време на процеса на обучение.

За обучението на Силите за въздушно-космическа отбрана е необходима нова материално-техническа база, създадена на базата на съвременни, максимално унифицирани системи за техническо осигуряване, разработени по съвременни технологии. Подготовката на висококвалифицирани специалисти и органи за управление, готови и способни по всяко време да решават качествено поставените им задачи във всякакви условия на околната среда, е практически невъзможна без систематично обучение със симулиране на ситуации, които могат да възникнат в реална бойна обстановка, включително не -стандартни (нестандартни, аварийни) ситуации.

Като се има предвид вътрешната и чуждестранната практика за развитие на ОПС, се предлага следната концепция за тяхното създаване:

• първо, това е създаването на многостепенна система от симулационни и математически модели на оръжия и военна техника (ВМО) при подготовката на въоръжените сили (фиг. 1);

• второ, това е интегрирането на създадените симулационни модели на въоръжение и военна техника, елементи на борда и учебно оборудване в единна среда за моделиране с цел създаване и използване на единно виртуално бойно пространство при провеждане на бойна и оперативна подготовка (фиг. 2) ;

• трето, симулационните модели на оръжия и военна техника и съоръжения за обучение трябва да взаимодействат помежду си и със средата за моделиране чрез внедряването на стандарта за разпределено моделиране IEEE-1516, тоест с помощта на технологията HLA - High Level Architecture (фиг. 3) .

Създаването на съвременна техническа учебна база на практика ще осигури реализацията на концепцията за обучение на войските LVC, която се основава на интегрираното използване на три вида моделиране: бойна реалност, виртуално и конструктивно моделиране. Освен това всеки сегмент от моделирането всъщност определя особеностите на конструкцията на ОПС и обхвата на неговото приложение (фиг. 4).

По този начин моделирането на бойната реалност (симулатор на живо, L-сегмент) включва използването на реален военен персонал и реални системи при провеждане на тактически учения (TC) на различни нива. В процеса на провеждане на учебно-бойни дейности войските използват реални оръжия в реални условия. Ефектите от взаимодействието могат да бъдат показани чрез игра заедно с противоположната страна, използвайки мишени по време на живи стрелби и полети на истинска авиация по време на обучение по стрелба. Този тип моделиране е характерен за полигоните в региона на Източен Казахстан.

Виртуалната симулация (виртуален симулатор, V-сегмент) включва работата на реални хора със симулирани системи в среда за информационно моделиране, тоест използването на различни видове и типове симулатори по време на бойни учебни дейности, насочени към индивидуално обучение на обучаеми, обучение и координация на бойни екипажи, екипажи CP (PU) на различни нива на управление (виж фиг. 3). Този тип моделиране е приложим в местата на постоянна дислокация при провеждане на различни видове обучение.

Конструктивен симулатор (С-сегмент) включва симулирани личен състав, оборудване, въоръжение и военни формирования. Реални хора контролират симулацията, в която си взаимодействат симулирани войски, оборудване и оръжия (фиг. 5). Подобна система за моделиране трябва да се използва за провеждане на обучителни дейности при подготовката на контролни органи (КО). Този тип моделиране е приложим при провеждане на компютърно командно-щабно обучение (КШТ) и командно-щабно учение (КШУ) на ОУ, започвайки от тактическо ниво.

Интегрираното използване на горните видове моделиране предполага възможността за комбинирането им в системи за обучение за вътревидово и междувидово използване. Предложената версия на превозното средство за междуспецифично използване на ракети за противовъздушна отбрана (въздушно-космическа отбрана, военновъздушни сили, военноморска противовъздушна отбрана, сили за противовъздушна отбрана на военновъздушните сили) в условията на земята е представена на фигура 6, където въздухът (фон ) ситуацията се създава чрез комбиниране на полети на реални и симулирани цели. Сигналите от симулирани цели постъпват на входа на средствата за противовъздушна отбрана и радиоприемане по същия начин, както сигналите от реални цели, и създават обща обстановка. В същото време истинската авиация работи върху начини за преодоляване на противовъздушната отбрана и унищожаване на отбранителни цели чрез използване на авиационно оръжие. Трябва да се отбележи, че симулирани цели могат да бъдат създадени и на базата на авиационни симулатори с триизмерна визуализация на ситуацията за пилотите. Характеристики на архитектурата на полигона за аерокосмическа отбрана, който прилага концепцията за обучение на войски LVC, са представени на фигура 7.

Трябва да се има предвид, че интегрирането на средства за обучение (симулатори, тренировъчни комплекси и системи) в UIMS ще изисква решаване на ключови проблеми от системен характер, а именно:

• методически– разработване на нови програми и методи на обучение във връзка със създаването на нови поколения технически персонал и оборудването с тях на учебната материално-техническа база на войските;
• системно инженерство– осъществяване на прехода към модулния принцип на изграждане на хардуера и софтуера на ОПС на качествено нова база на информационните технологии;
• технологичен– създаване на вътрешна технологична база за разработване на учебни помагала от ново поколение за вътревидово и междувидово използване.

Следва да се разгледат възможните насоки за решаване на отбелязаните проблеми:

• използването на перспективна елементна база и модерен хардуер и софтуер при създаването на перспективни ОПС;
• използването на хардуер и софтуер, изграден на базата на сертифициран софтуер и хардуерни системи (STC), адаптирани за използване като част от системи за обучение на Силите за въздушна отбрана;
• възможно най-голяма унификация на хардуера и софтуера, включени в системите за обучение на войските за въздушно-космическа отбрана;
• интерфейс на хардуер и софтуер, които са част от системите за обучение на Силите за въздушно-космическа отбрана, базирани на интеграционни технологии от високо ниво;
• интегриране на предварително разработени и разработвани в момента симулатори (комплекси за обучение) в единна среда за информационно моделиране (UIMS), базирана на технология за разпределено моделиране;
• използване на EIMS за всички средства, участващи в провеждането на различни видове обучение;
• интегриране на различни сегменти за моделиране (V-сегмент, C-сегмент) за провеждане на сложна и многостепенна подготовка на части, части и съединения и учебни средства по единен план и сценарий;
• използване на цялостни системи за информационна сигурност, за да се гарантира сигурността на обработката, съхранението и предаването на информация.

Според нас реализацията на посочените направления ще създаде перспективна технологична база за създаване на системи за обучение за вътревидово и междувидово използване и ще осигури:

• увеличаване дела на подготвените специалисти за ВВС, въпреки намаляването на общата продължителност на службата във Въоръжените сили;
• интензивно обучение на личния състав на частите и формированията на силите за въздушно-космическа отбрана въз основа на сценарии за тестване с всякаква сложност, замислени от ръководителя на обучението;
• цялостна подготовка на частите и органите за командване и управление на военните формирования от Силите за въздушно-космическа отбрана за изпълнение на бойни задачи на по-високо методическо и техническо ниво;
• постигане на максимална обективност при наблюдение на нивото на подготовка на военнослужещите, частите, съединенията и органите за командване и управление;
• усъвършенстване на уменията на командирите и длъжностните лица от командването и управлението при вземане на решения и организиране на взаимодействие и решаване на други проблеми;
• повишаване на моралната и психологическа стабилност на персонала в условия, близки до реалността.

Според нашите оценки, реализацията на предложената за използване в силите на въздушно-космическата отбрана концепция LVC за обучение на войски и органи за командване и управление ще осигури значително намаляване на разходите (7-12 пъти) за координиране на междувидовите групировки на силите и средствата за противовъздушна отбрана. във връзка с обозначаването на въздушния противник с помощта на реални летателни средства. Научният потенциал за по-нататъшно развитие на концепцията за LVC има VA Източноказахстанска област, кръстена на. Г. К. Жуков и практически опит в неговото прилагане в обучението на войски в перспективни центрове за бойна подготовка - АО НПО "Руски основни информационни технологии", което ни позволява да заключим, че е препоръчително да се споделя потенциалът на тези институции (предприятия) при извършване на работа за създаване перспективни центрове за бойна подготовка (CPC) на силите за въздушно-космическа отбрана.

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 изчислителна 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 бойните действия и нейното представяне в модела 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 оръжие и военна техника в един модел на бойни действия, е необходимо да се вземат предвид характерните мащаби на времево осредняване на количествата, които се появяват в компонентите, които се различават по порядъци.

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 концепции за време: физическо, моделно и процесорно. Физическото време се отнася до симулирания процес, моделното време 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 оръжие 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, т.е. 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 един 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 набора 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 неговите динамични 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 съпоставят стойността на решението в дясната крайна точка на текущия период от време към стойността на началните условия в лявата начална точка в новия период от време: 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 предикатът се изчисли като true, преходът се извършва незабавно към втория времеви интервал, в противен случай се изпълнява дискретна последователност от действия, съответстваща 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 анализиране на поведението на реални системи при 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 отразяване на атаки от въздушно-космически оръжия (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 взаимодействие между обекти и регистриране на всички събития, възникващи в модела.

Използването на регистър на събитията позволява ретроспективен анализ на динамиката на бойните действия от 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.