PENSAMENTO MILITAR Nº 7/2009, pp.

Simulação de confronto armado: perspectivas de desenvolvimento

Coronel DENTRO E. PASTO,

candidato de ciências militares

Coronel D. B. KALINOVSKY

Coronel O. V. TIKHANYCHEV,

Candidato em Ciências Técnicas

ATUALMENTE, o papel e a importância da fundamentação científico-militar das decisões dos órgãos de comando e controle estatais e militares no domínio da construção, formação, planeamento da utilização e gestão das Forças Armadas aumentam significativamente no decurso da resolução das tarefas. enfrentados para garantir a segurança militar do Estado. Ao mesmo tempo, como mostra a experiência de guerras locais e conflitos armados, as condições mais importantes para alcançar com sucesso os objetivos das operações modernas são o rastreamento oportuno e a exibição quase em tempo real da situação nas zonas de conflito, a previsão do seu desenvolvimento, a elaboração de várias opções de ações das tropas das partes, inclusive incluindo o uso de métodos de modelagem matemática.

A relevância do problema da aplicação de métodos de modelagem matemática em assuntos militares é confirmada por um grande número de publicações sobre o tema em diversos periódicos. A sua análise mostra que as opiniões dos autores variam, desde a rejeição total dos modelos matemáticos em assuntos militares até uma compreensão completamente objetiva desta questão, embora com certas reservas.

As razões para esta gama de opiniões são variadas. Algumas pessoas acreditam que as tarefas de cálculo e um aparato matemático para comparar potenciais de combate são suficientes para apoiar a informação no planejamento de uma operação, outros insistem em usar modelos simplificados, contando com a capacidade do comandante de “construir um modelo mental da próxima batalha e operação,; ” ou simplesmente não fazem distinção entre modelos e problemas de cálculo, interpretando suas definições com bastante liberdade.

Embora quase todos os autores falem sobre a necessidade de previsões no trabalho dos comandantes (comandantes) e estados-maiores, muitas vezes há uma opinião, confirmada, à primeira vista, por exemplos e raciocínios bem fundamentados, de que o uso de métodos de modelagem matemática é inadequado e por vezes perigoso, uma vez que conduz a uma distorção dos resultados do planeamento da avaliação. Em nossa opinião, existem várias razões para este equívoco. Trata-se, em primeiro lugar, de uma falta de compreensão da essência da modelagem matemática, da finalidade dos modelos utilizados, das suas capacidades, dos pressupostos assumidos no desenvolvimento e dos limites de aplicação. Em segundo lugar, apresentar os mesmos requisitos operacionais e técnicos para modelos e tarefas para diversos fins, utilizados para diferentes níveis de gestão. E finalmente, em terceiro lugar, a “absolutização” irracional dos resultados da modelagem.

Tudo isto é consequência de diferentes entendimentos do problema da modelização do confronto armado por parte de teóricos militares e funcionários de agências de comando e controlo militar. Para discutir esta questão razoavelmente, Em primeiro lugar, você precisa decidir sobre seus principais componentes: terminologia de modelagem matemática; classificação de modelos matemáticos e métodos de previsão; metodologia e limites de aplicação de modelos matemáticos; tecnologias para implementação de modelos matemáticos para diversos fins.

Primeiro de tudo, você deve entender o que contar modelo matemático(MM) o que tarefa de informação e cálculo(IRZ), e também como difere modelagem matemática de realizar cálculos tático-operacionais(OTR). Na literatura de referência há um número bastante grande de definições dos conceitos em consideração.

Então, na “Enciclopédia Militar” modelo matemático é interpretado como uma descrição de um fenômeno (objeto) usando símbolos matemáticos. No "Dicionário Enciclopédico Militar" modelagem matemática em assuntos militares, é formulado como um método de pesquisa teórico-militar ou técnico-militar de um objeto (fenômeno, sistema, processo), criando e estudando seu análogo (modelo) para obter informações sobre o sistema real.

Cálculos operacional-táticos no mesmo dicionário são descritos como cálculos realizados pelo pessoal de departamentos, formações, formações, unidades e subunidades, cujo objetivo é determinar indicadores quantitativos, qualitativos, temporais e outros para a tomada de decisões sobre uma operação (batalha) ou justificativa planejar o uso de tropas e garantir o controle.

Uma das enciclopédias eletrônicas mais populares da Internet, a Wikipedia, apresenta suas formulações de conceitos relacionados à modelagem matemática. Então, tarefa na forma “canônica” mais geral - uma afirmação lógica como: “dadas as condições, é necessário garantir o alcance de um determinado objetivo”, e modelo - uma descrição lógica ou matemática de componentes e funções que refletem as propriedades essenciais do objeto ou processo que está sendo modelado.

Com base nas definições dadas na mesma fonte, pode-se ver claramente a diferença significativa entre um modelo matemático individual, um complexo e um sistema de modelos. Conjunto de modelos - um conjunto de modelos projetados para resolver um problema complexo, cada um dos quais descreve um ou outro aspecto do objeto ou processo modelado. Se os modelos estiverem conectados de tal forma que os resultados de alguns acabem sendo os dados iniciais para outros antes de obter um resultado comum, então o complexo se transforma em um sistema de modelos. Sistema modelo - um conjunto de modelos matemáticos mutuamente relacionados para descrever sistemas complexos que não podem ser reproduzidos num modelo. Para planejar e prever o comportamento de grandes objetos, são desenvolvidos sistemas de modelos, geralmente construídos sobre um princípio hierárquico, V vários níveis. Eles são chamados de sistemas multiníveis.

E, finalmente, a atual série GOST “RV” fornece as seguintes definições do modelo matemático e do problema de cálculo. Modelo matemático de operação (combate)- um sistema de dependências matemáticas e regras lógicas que permite reproduzir no tempo os componentes mais significativos das operações de combate simuladas com suficiente completude e precisão e, com base nisso, calcular os valores numéricos dos indicadores do curso previsto e resultado das operações de combate.

Problema de cálculo - um conjunto de dependências matemáticas, algoritmos e dados para a realização de cálculos operacionais-estratégicos (operacionais-táticos) ou especiais, permitindo avaliar a situação que surgirá em decorrência das ações propostas ou calcular parâmetros de controle que garantam o cumprimento do resultado requerido com uma probabilidade não inferior à especificada.

A análise dessas definições mostra a diferença entre MILÍMETROS e o IRD, que consiste no facto de os primeiros se destinarem a prever a evolução da situação sob diferentes variantes dos dados iniciais, e os segundos se destinarem principalmente a realizar cálculos diretos no interesse de obter um resultado específico. Mais cedo IRZ foram resolvidos principalmente à mão, e MILÍMETROS- em computadores “grandes”. Com o desenvolvimento das ferramentas de automação, muitas tarefas foram transferidas na forma de programas para COMPUTADOR, o que permitiu complicar o aparato matemático utilizado, o número de fatores levados em consideração e levou a algum “indefinição” da linha entre MM e IRD. Este, em nossa opinião, é um dos motivos de mal-entendidos quanto à utilização da modelagem matemática no decorrer dos cálculos tático-operacionais.

De acordo com os documentos regulamentares, as principais funções do quartel-general são a recolha e avaliação de informação, o planeamento de uma operação (batalha) e a previsão de alterações na situação. Com o planejamento, tudo fica bem claro: trata-se principalmente de resolver IRDs diretos e reversos. Mas para avaliar a situação, prever as suas alterações, bem como para uma avaliação comparativa das opções planeadas para a utilização de tropas (forças), é necessária a utilização de vários métodos matemáticos de previsão (Fig.).

Classificação dos métodos de previsão

Cada um desses métodos foi testado em diversas áreas da atividade de gestão e provou seu direito de existir. Mas nem todos eles podem ser utilizados nas atividades práticas de comandantes (comandantes) e estados-maiores na organização de operações militares. Isto se deve às peculiaridades da guerra, que consistem na significativa incerteza dos dados iniciais, na necessidade de levar em conta um grande número de fatores e no alto “custo” de decisões errôneas. Com base nisso, métodos de extrapolação de tendências e alguns tipos de modelos quase nunca são utilizados na organização de operações militares. Métodos especializados e modelagem matemática são uma questão diferente, mas sua aplicação também é significativamente influenciada pelos recursos acima.

Formalmente, qualquer uma das abordagens de previsão mostradas na figura pode ser atribuída à modelagem de processos e à identificação de tendências: lógica, mental, matemática. Mas com base nas especificidades da modelagem do confronto armado, definição de MM utilizada nos GOSTs da série “RV”, é aconselhável, ao falar em modelagem, considerar modelos matemáticos que descrevam os processos de confronto armado, seus componentes e formas individuais . A seguir falaremos principalmente sobre esses modelos.

A classificação dos modelos matemáticos influencia os requisitos para eles, a formação de listas de MM e IRZ, que fornecem suporte à decisão para funcionários de órgãos de comando e controle militar. De acordo com a sua finalidade, os MM costumam ser divididos em pesquisa e pessoal (Tabela 1).

tabela 1

Classificação de modelos matemáticos

Os modelos de pesquisa destinam-se tanto a apoiar pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de armas, ao desenvolvimento de novos métodos de condução de operações e operações de combate, quanto a analisar os resultados dos cálculos durante o planejamento prévio. O principal requisito para eles é garantir a precisão necessária na descrição matemática dos processos em estudo. Requisitos menos rigorosos são impostos à eficiência da modelagem.

Os modelos de estado-maior são modelos matemáticos de operações (ações de combate) destinados a apoiar as atividades práticas do quartel-general. Eles são apresentados dois requisitos básicos: primeiro - a possibilidade de aplicação em tempo real, enquadrando-se no algoritmo da sede; a segunda é garantir um aumento significativo na objetividade e validade das decisões tomadas em relação ao comando e controle das tropas.

De acordo com a forma de descrição do processo de confronto armado, os MM são divididos em analítico E estocástico. Ambos podem ser funcionários e pesquisadores.

De acordo com o resultado da modelagem obtido, os modelos são divididos de forma mais significativa em direto(descrevendo) e prescritivo(otimizador ou prescritivo). As primeiras permitem responder à pergunta: “o que acontecerá se...”, as segundas: “como fazer acontecer assim”. Os modelos descritivos são mais frequentemente usados ​​em assuntos militares. A utilização de modelos prescritivos, mais promissores do ponto de vista do apoio à decisão, é dificultada por uma série de fatores objetivos e subjetivos.

Objetivoé que, com um grande número de fatores levados em consideração, é muito difícil formular um problema formal para encontrar uma solução ótima. É igualmente difícil interpretar os resultados obtidos. Fatores subjetivos: a relutância dos funcionários em confiar na busca de uma solução para um programa cujos princípios operacionais lhes são desconhecidos. Também existe a opinião de que o algoritmo do modelo prescritivo pode ser calculado e, sabendo disso, o resultado da decisão pode ser calculado. Esta opinião é sem dúvida equivocada, pois mesmo com um algoritmo conhecido para o funcionamento do modelo, é impossível calcular o resultado da simulação sem ter informações precisas sobre os dados iniciais inseridos no modelo.

É difícil avaliar a importância desses fatores para o desenvolvimento do MM, mas o fato é claro: atualmente para previsão no campo militar, são utilizados modelos descritivos.É provável que esta tendência continue num futuro próximo.

Algumas fontes discutidas no início do artigo expressam a opinião de que a modelagem (e às vezes a previsão) pode ser substituída por cálculos diretos, bastando descrever o processo com um sistema de equações em vários graus de aproximação; No entanto, há uma armadilha sutil, mas perigosa, nesta abordagem. Em primeiro lugar, alguns processos são simplesmente impossíveis de descrever explicitamente. Em segundo lugar, descrever o comportamento de um sistema com equações de forma explícita requer a introdução de um número significativo de coeficientes de correção e generalização, a maioria dos quais são obtidos empiricamente pela generalização das estatísticas de eventos conhecidos. Isto é feito sob condições estritamente especificadas, das quais o potencial usuário do sistema de liquidação não terá conhecimento no momento de tomar a decisão. Qualquer mudança nas formas, métodos ou meios da luta armada reduz a precisão do sistema de equações e distorce a solução do problema. É por isso Os métodos de cálculo nunca substituirão um modelo que opera com abordagens probabilísticas.

Os limites da aplicação da modelagem matemática, a lista de MM aplicados no âmbito da classificação acima são determinados pelos problemas de previsão e avaliação resolvidos nos órgãos de comando e controle militar que os utilizam, bem como pelas possibilidades de fornecimento de informações e as necessidades de informações de saída dos modelos. A partir da análise dos requisitos dos principais documentos normativos e da experiência das atividades de treinamento operacional, é possível determinar as necessidades dos órgãos de comando e controle militar na utilização de modelos matemáticos e apresentar sua estrutura hierárquica (Tabela 2).

A classificação proposta não é um dogma, mas apenas reflete as necessidades dos órgãos de comando e controle militar em termos de meios de cálculo e informação (de longo prazo e intelectual), apoio e justificativa das decisões tomadas. A implementação dos modelos propostos nos níveis de gestão, a sua interligação multi-link, é essencialmente a perspectiva para o desenvolvimento da modelação matemática.

Apesar da necessidade objetiva de utilização de modelos matemáticos na organização de operações militares, sua utilização é significativamente influenciada por fatores subjetivos associados à atitude dos oficiais em relação aos resultados da modelagem. Deve ficar claro que o modelo não é um meio de desenvolver diretamente decisões sobre o uso de tropas (forças) ou justificar formas de desenvolver um sistema de armas, mas apenas uma ferramenta que garante a implementação de uma das etapas deste processo - uma avaliação comparativa da qualidade das decisões tomadas. Esta ferramenta é desenvolvida para tarefas e condições específicas com determinados pressupostos e tem um escopo correspondente. Além disso, nem sempre é possível e necessário desenvolver um determinado modelo universal, sendo muitas vezes mais conveniente ter um conjunto de ferramentas utilizadas para resolver problemas específicos em determinados locais de trabalho (níveis de gestão), adaptados a condições de trabalho específicas. Somente tal entendimento permitirá formular a abordagem correta para o uso de tecnologias modelo em órgãos de comando e controle militar e levar a organização das operações militares (operações, ações de combate) das Forças Armadas de RF a um nível qualitativamente novo que atenda os requisitos da guerra Guerra Moderna nível.

Neste sentido, bem como do ponto de vista da implementação tecnológica de tecnologias de modelos, a classificação mais adequada dos modelos matemáticos quanto à sua inclusão na composição de especial matemática e Programas(SMPO) sistemas automatizados de controle de tropas (ATCS). Com esta abordagem, os modelos podem ser implementados, em primeiro lugar, diretamente como parte do SMPO complexos de equipamentos de automação(KSA) ACCS; em segundo lugar - na forma de separado sistemas de software e hardware(PTK), fornecendo soluções para problemas específicos; em terceiro lugar - como parte de fixo ou móvel centros de modelagem multifuncionais(centros de informática para modelagem de operações militares - CC MIA).

A experiência no desenvolvimento e operação de sistemas de controle automatizados mostra que em vários casos há a necessidade objetiva de incluir modelos matemáticos no SMPO ASUV, por exemplo, para fornecer uma análise comparativa das opções para o uso de tropas no desenvolvimento de um plano de operação, avaliando a eficácia das opções para a construção de um ataque de fogo massivo, etc. Modelos matemáticos operando como parte de software especial (SPO) do controle automatizado O sistema deve garantir a troca automatizada de informações com o banco de dados do sistema, demais modelos e tarefas, recebendo deles a maior parte das informações de forma automatizada. Esses modelos devem possuir uma interface de usuário extremamente simples que forneça um conjunto suficiente de ações de controle formalizadas para a ordem de uso das tropas (forças) e sistemas de combate, bem como funções para a apresentação visual dos resultados da modelagem.

mesa 2

Estrutura hierárquica de modelos matemáticos de armas armadas

confronto

Estamos falando principalmente de modelos de pessoal, às vezes também chamados de “modelos expressos” na literatura especializada, embora a definição de “expresso” pareça um tanto pejorativa, refletindo apenas as qualidades externas de consumo do modelo - facilidade de operação e rapidez na obtenção de resultados. Ao mesmo tempo, os modelos de pessoal são produtos bastante complexos: descrevem adequadamente o processo para o qual foram desenvolvidos para modelar. A simplicidade externa é alcançada por um trabalho de longo prazo na otimização de algoritmos computacionais e interfaces de usuário. Mas são precisamente esses modelos que podem ser amplamente utilizados por policiais que não possuem treinamento especial em informática.

Para ser justo, deve-se notar que o trabalho criativo e “fragmentado” de criação de interfaces de programas e desenvolvimento de abordagens para unificá-los, que só pode ser realizado por um especialista com ampla visão operacional e técnica, não pertence à atividade científica. Ao mesmo tempo, a falta de abordagens unificadas para a implementação de interfaces de modelos matemáticos e tarefas de informação e cálculo no trabalho dos oficiais reduz significativamente suas propriedades de usuário, tornando difícil para os oficiais dominá-los e implementá-los nas atividades de comando militar e órgãos de controle.

Modelos com funcionalidades mais diversas, embora mais complexos de operar, às vezes são aconselháveis ​​​​não serem incluídos no ACS V SMPO, mas sim como parte de centros multifuncionais de modelagem computacional ou sistemas de hardware especializados separados. Isto se deve aos seguintes fatores:

modelos complexos, complexos e sistemas de modelos podem formar requisitos de computador, nem sempre fornecido por meio de sistemas de controle automatizados seriais;

o alto custo de desenvolvimento e a necessidade de manter modelos matemáticos complexos às vezes tornam impraticável fornecê-los às autoridades do comando militar para uso apenas algumas vezes por ano e, às vezes, com menos frequência, é mais conveniente use um modelo no modo de movimento como parte de sistemas de hardware móvel com pessoal próprio;

modelos mais complexos e diversos requerem manutenção especialistas mais treinados, que nem sempre estão disponíveis nos órgãos automatizados de comando e controle militar;

os requisitos para a composição e detalhamento dos dados iniciais de modelos complexos (complexos e sistemas de modelos) nem sempre permitem sua organização interação automatizada com o banco de dados ACCS;

variedade de informações de saída exige avaliação compreensiva, muitas vezes beira a ciência e a arte, o que só pode ser alcançado por um especialista em modelagem experiente. Além disso, somente um especialista na área de modelagem pode conhecer detalhadamente as premissas e limitações adotadas durante o desenvolvimento do modelo, o escopo de sua aplicação e avaliar o grau de influência desses fatores nos resultados da modelagem. Em matéria de planejamento operacional (de combate), dado o alto custo de um erro, esta é uma circunstância importante.

Estes factores, aliados à necessidade de garantir soluções para os problemas de planeamento operacional e de formação de um programa de armamento, obrigam à criação de centros informáticos especializados (PTCs separados) para modelar operações militares (CC MVD) fora do âmbito do controlo automatizado. sistema. Tais centros de simulação computacional podem ser fixos ou móveis, equipados com computadores em diversas configurações, mas ao mesmo tempo, as condições para a possibilidade de troca de informações entre o CC do Ministério da Administração Interna e o sistema de controle automatizado e garantindo os requisitos para a segurança das informações iniciais do sistema de controle automatizado deve ser atendida.

Os centros de modelagem estacionários podem ser utilizados no interesse das autoridades de gestão de topo na realização do planeamento estratégico, organização e análise dos resultados das atividades de formação operacional, formação de programas de armas, desenvolvimento de planos de mobilização e realização de outras atividades semelhantes.

Os CC móveis do Ministério da Administração Interna podem ser utilizados para reforçar os quartéis-generais das unidades operacionais-estratégicas e operacionais durante o planeamento operacional e preparação antecipada das operações, bem como durante as atividades de formação operacional (combate).

Por isso, a modelagem matemática no campo do confronto armado é aconselhável, em nossa opinião visão, desenvolver nas seguintes áreas principais:

Primeiro - criação de modelos de estado-maior que levem em consideração os principais fatores que influenciam o processo de confronto, com uma interface extremamente simples para utilização como parte do software do sistema de controle automatizado na realização de uma avaliação comparativa das decisões sobre o uso de tropas (forças). Junto com isso, é possível considerar a possibilidade de introdução de modelos em complexos de cálculo e modelagem para realizar uma avaliação comparativa das opções calculadas de forma automática, despercebida pelo usuário.

Segundo - criação de sistemas de hardware especializados, inclusive móveis, interligados com sistema de controle automatizado sistema de controle automatizado de acordo com dados de entrada e saída, para modelagem no interesse de resolução de problemas complexos e com acesso limitado à informação.

Terceiro - criação fora do âmbito de sistemas de controlo automatizados de centros de controlo multifuncionais do Ministério da Administração Interna, incluindo complexos e sistemas de modelos matemáticos e problemas de cálculo, a fim de garantir a solução de um vasto conjunto de problemas de avaliação e previsão da situação no interesse de tomar decisões político-militares, planejar operações militares e construir as Forças Armadas.

A classificação de modelos proposta, o quadro conceitual proposto e as abordagens para a implementação de MM para órgãos de comando e controle militar em vários níveis permitirão, em nossa opinião, definir claramente o local e os princípios de utilização de tecnologias de modelagem matemática nas Forças Armadas de RF. , desenvolver uma visão unificada sobre os métodos de utilização de MM no sistema de construção, planejamento de aplicação , treinamento e comando e controle de tropas (forças), agilizar o processo de seu desenvolvimento e implementação na prática das atividades dos órgãos de comando e controle militar .

Uma análise do estado, das perspectivas de desenvolvimento da modelagem e da dinâmica de crescimento dos custos para o desenvolvimento de modelos matemáticos de operações militares nas forças armadas dos principais estados do mundo mostra a gravidade desta questão no exterior e serve como adicional confirmação da relevância dos assuntos discutidos neste artigo.

Pensamento Militar. 2004. Nº 10. P. 21-27; 2003. Nº 10. S. 71-73.

Pensamento Militar. 2007. Nº 9. P. 13-16; 2007. Nº 10. S. 61-67; 2008. Nº 1. S. 57-62.

Pensamento Militar. 2005. Nº 7. P. 9-11; 2006. Nº 12 P. 16-20.

Pensamento Militar. 2007. Nº 10. S. 61-67; 2007. Nº 9. P. 13-16; 2008. Nº 3. S. 70-75.

Enciclopédia Militar. M.: Voenizdat, 2001. T. 5. P. 32.

Dicionário enciclopédico militar. M.: Ministério da Defesa da Federação Russa, Instituto história militar, 2002. S. 1664.

http://www.wikipedia.org._

Revisão militar estrangeira. 2006. Nº 6. P. 17-23; 2008. Nº 11. S. 27-32.

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PENSAMENTO MILITAR Nº 12/1987, pp.

GESTÃO DE TROPAS

B. A. KOKOVIXEM ,

contra-almirante da reserva, candidato a ciências navais, professor associado

O artigo expressa a opinião puramente pessoal do autor. Convidamos os leitores a expressarem suas opiniões sobre os assuntos nele discutidos.

ESTE artigo discute a questão da criação de modelos matemáticos (métodos) para justificar por meio de cálculos as decisões tomadas pelos comandantes durante a preparação e condução das operações de combate. Em princípio, este problema existiu ao longo da história das guerras e da arte militar, mas tornou-se mais agudo no século XX devido ao surgimento e rápido desenvolvimento de novos tipos de armas e equipamentos. Atualmente, o objetivo é criar modelos matemáticos que possam melhor apoiar as atividades práticas dos comandantes e seus estados-maiores.

Devido a uma série de circunstâncias, este problema ainda não foi completamente resolvido. Durante muito tempo acreditou-se que as principais dificuldades e fracassos na sua resolução se deviam às capacidades insuficientes da informática e da matemática. No atual nível de desenvolvimento, este ponto de vista torna-se pouco convincente e insustentável. Agora é dada atenção prioritária ao lado metodológico do problema. Portanto, antes de mais nada, é necessário revelar, analisar e eliminar os motivos que dificultam a criação de modelos práticos de operações (ações de combate). Na minha opinião, a primeira (principal) razão reside no domínio dos conceitos básicos (categorias) da teoria da guerra e da arte militar e, portanto, antes de mais nada, é importante saber exatamente o que é a luta armada e as ações militares que a constituem. são chamados de greve, batalha, batalha, operação , qual a sua essência, conteúdo e estrutura interna, objetivamente necessária, como estão interligados, como se diferenciam entre si.

Infelizmente, parece-me que não existem respostas claras, lógicas e lógicas para essas perguntas. Por exemplo, a teoria define “ações de combate” da seguinte forma: 1) ações organizadas de unidades e formações de todos os tipos de aeronaves no desempenho de missões de combate atribuídas. O termo “ações militares” é normalmente aplicado a operações de combate de escala operacional-estratégica e estratégica; 2) a forma de uso operacional de formações e formações de tipos de aeronaves dentro de uma operação (ou entre operações) como parte de uma formação de maior escala. Variedades de operações de combate são operações de combate sistemáticas como uma forma especial de uso operacional de defesa aérea, força aérea e formações navais. Essas definições pouco claras, contraditórias e que desafiam a explicação lógica, em minha opinião, são geradas por uma classificação em grande escala, segundo a qual as ações das tropas são geralmente divididas em combate, operacionais e estratégicas, não dependendo de sua essência e conteúdo objetivamente necessário, mas “dependendo da escala da luta armada, das capacidades das tropas (forças), dos objetivos e da natureza das missões de combate.”

Surge a questão: é possível desenvolver modelos matemáticos praticamente aceitáveis ​​​​sem operar com conceitos básicos (categorias) suficientemente precisos e profundos da arte militar? Na verdade, é possível. Mas onde isso leva? Muitos anos se passaram, muito esforço e dinheiro foram gastos, mas o problema não encontrou sua solução teórica e prática completa. Além disso, por vezes levanta-se a questão de saber se a investigação está a ser conduzida na direção certa. Se os modelos necessários forem criados sem fundamentação teórica estrita e profunda, os resultados obtidos com a sua ajuda não merecerão total confiança. “Você não pode avançar com sucesso por tentativa e erro. Isso tem um custo para a sociedade." Consequentemente, para fornecer uma solução fiável e teórica para o problema, é necessário, antes de mais, clarificar e aprofundar os nossos conceitos sobre a essência, o conteúdo, a estrutura da luta armada e os componentes da arte da guerra.

Isto é necessário.

Primeiro. Aderir firmemente à definição Marxista-Leninista de guerra como uma luta armada organizada entre Estados ou classes dentro de um Estado, que pela sua natureza sócio-política é “a continuação da política por meios violentos”. “A violência atualmente é o exército e a marinha...” (K.Marx E F. Engels. Soch., vol. 20, pág. 171). As formas de luta política, económica, ideológica e outras não só não param, mas, pelo contrário, tornam-se mais acirradas durante uma guerra, acabando por exercer uma influência decisiva no seu desfecho, o que, no entanto, não altera a essência e o conteúdo objetivamente necessário da guerra como luta armada. A definição de guerra dada na Enciclopédia Militar Soviética como a totalidade de todas as formas de luta, inclusive armada, repete o ponto de vista ultrapassado que existia na época. início do século XIX século. Acredito que tal definição distorce a realidade, introduz confusão na compreensão do tema da ciência militar e dificulta a resolução de problemas teóricos e aplicados, incluindo operações de modelagem (ações de combate). A experiência histórica confirma que a ciência militar sempre esteve e está envolvida na guerra como luta armada e arte militar e, portanto, a teoria da guerra e da arte militar é na verdade uma ciência “militar”, sua parte filosófica (fundamental).

Segundo. Separar a teoria da guerra e da arte militar das descrições teóricas das opções padrão para travar a guerra e as operações militares, dependendo das condições prevalecentes da situação político-militar no mundo e das opiniões da liderança militar dos lados opostos. que as opções e opiniões padrão na forma de disposições legais foram substituídas ciencia militar. O corpo de oficiais da especialidade de comando e estado-maior estuda, trabalha e treina subordinados não de acordo com a ciência, mas de acordo com seus pontos de vista; as ações de nossas tropas são organizadas de acordo com os nossos pontos de vista, o inimigo é avaliado de acordo com os seus pontos de vista. Tudo isto leva inevitavelmente à adoção de decisões padronizadas que não podem garantir totalmente o desenvolvimento de modelos matemáticos aceitáveis ​​para a sede.

Terceiro. A formação de oficiais e pessoas envolvidas na modelagem de operações militares deve começar pela comprovação da veracidade (correspondência à realidade objetiva) das categorias da ciência militar, assim como, por exemplo, os teoremas são comprovados na geometria. V.I. Lenin enfatizou: “As categorias devem retirar(e não tomar arbitrária ou mecanicamente) (não “dizer”, não “garantir”, mas provando)..."(Poln. sobr. soch., vol. 29, p. 86). Isto permitirá aos alunos compreender simultaneamente a essência dos métodos de operações estratégicas, operacionais, de combate e da teoria da arte militar em geral.

Na obra “Categorias de Arte Militar à Luz da Dialética Materialista”, tenta-se derivar as categorias de guerra e arte militar, esclarecê-las e trazê-las para um sistema interligado, e formular as seguintes disposições básicas.

As ações das tropas (forças) na guerra (ações “militares”) incluem desdobramento, redistribuição e criação de agrupamentos: no teatro de guerra- conduzir operações inter-relacionadas (ações “estratégicas”); em cirurgia- para a condução de batalhas interligadas (ações “operacionais”); em batalha- para o uso interligado de armas, bem como a sua própria utilização contra o inimigo (ações de “combate”). Consequentemente, nas condições modernas, quando se trava uma guerra apenas com armas convencionais hostilidades- é um conjunto de ações estratégicas, operacionais e de combate (táticas). Em princípio, podem ser realizados por qualquer número de tropas, mas é aconselhável limitar o seu limite superior a tal número, com um aumento adicional em que a probabilidade de cumprimento da tarefa atribuída permaneça praticamente no mesmo nível.

A luta armada e as ações militares que a compõem não são conduzidas em geral, como se quer, mas de formas objetivamente necessárias, que são a batalha, a operação, o reagrupamento, a ação militar. Caminho- são as ações de tropas de uma determinada composição, organizadas de uma determinada forma no desempenho de uma determinada tarefa nas condições específicas da situação atual. As ações militares, não importa como sejam chamadas, nada mais são do que uma manifestação das essências dos principais métodos em suas diversas combinações. Além disso, as ações das tropas de um e do outro lado durante a guerra transformam-se continuamente umas nas outras numa sequência estritamente definida que não pode ser alterada. A sua essência reside em unir e concentrar os esforços e capacidades das tropas onde e no momento, onde e quando for necessário. Em combate, isso é conseguido combinando poder de fogo para destruir os objetos (grupos) inimigos, cuja destruição (incapacitação) garante a conclusão da tarefa atribuída. Este caminho permite aumentar significativamente a força total de ataque ou resistência das tropas, em relação à soma aritmética das capacidades individuais das unidades de combate para criar a superioridade necessária sobre o inimigo e derrotá-lo. Em operação- combinar os resultados finais das ações das tropas em todas as batalhas que compõem uma determinada operação, para derrotar os grupos e objetos inimigos, cuja destruição garante o cumprimento da tarefa atribuída.

Neste caso, pressupõe-se não apenas derrotar alvos selecionados, mas também utilizar os resultados das ações das tropas em algumas batalhas para aumentar a sua eficácia em outras. Ao reagrupar num teatro de operações - através do desdobramento e redistribuição de tropas com o seu apoio abrangente, a fim de criar atempadamente grupos totalmente treinados para conduzir operações num local decisivo e no momento decisivo da guerra; na guerra - unindo e utilizando em interesses mútuos os resultados finais das ações das tropas em todas as operações destinadas a derrotar as forças armadas do inimigo em um determinado teatro de operações militares, bem como através da criação oportuna de grupos amplamente apoiados para conduzir planejado operações.

Com base no exposto, podemos afirmar que para as atividades práticas dos comandantes (comandantes) e seus estados-maiores, é necessário desenvolver modelos matemáticos de métodos de condução de combate (operações) baseados na composição qualitativa e quantitativa das tropas que estão alocadas ou podem ser alocados para executar a tarefa atribuída, levando em consideração a estrutura interna da guerra e da arte militar (diagrama 1). Ao criá-los, também é importante levar em consideração o processo histórico-natural de desenvolvimento e mudança nos métodos de guerra, suas ações militares constituintes, dependendo do surgimento e desenvolvimento de novos tipos de armas e meios técnicos (Diagrama 2).

Quarto. A teoria da guerra e da arte militar, ou seja, a parte filosófica (fundamental) da ciência militar, deve ser removida da estreita subordinação departamental e transferida para a Academia de Ciências da URSS, onde deve ser representada em igualdade de condições com todas as outras ciências sociais. Esta, na minha opinião, é a única maneira real de elevar a ciência militar a um nível mais elevado e qualitativamente novo, fornecendo uma solução confiável e com base teórica para muitos problemas aplicados, incluindo a modelagem de operações militares.

A segunda razão para as dificuldades no desenvolvimento de modelos é que agora são obrigados a ter em conta, se possível, todos os factores que podem influenciar a organização e condução de uma operação (operações de combate). Isto leva inevitavelmente a um aumento acentuado de informações iniciais imprevisíveis. Tais modelos só podem ser usados ​​para fins de pesquisa, mas não para o trabalho de comandantes e estados-maiores no planejamento de operações militares.

Atualmente, os modelos são desenvolvidos antecipadamente e representam um análogo matemático de uma batalha (operação) típica, que leva em consideração ao máximo: a estrutura organizacional existente das tropas (forças), sua composição quantitativa e qualitativa regular; parâmetros típicos de diversas ações militares registrados em documentos de governo; condições geográficas militares específicas dos teatros de operações militares, etc. Além disso, isso se aplica tanto às nossas tropas quanto ao inimigo. Na vida, as ações militares específicas nunca coincidem completamente com as típicas. Considerando que a organização, o efetivo das tropas (forças) e outras condições mudam constante e rapidamente, os modelos desenvolvidos também perdem o seu valor prático. Esta é a terceira razão.

A quarta é que especialistas na área de arte militar (operadores) participam ativamente na criação de modelos matemáticos padrão de operações militares, modelando-os apenas na parte que diz respeito ao desenvolvimento de um modelo verbal na forma de formulação de possíveis soluções para o partes em conflito. As informações iniciais são fornecidas com antecedência. A parte que falta, necessária para que o modelo “funcione” numa situação específica, é periodicamente refinada e selecionada a partir das chamadas informações constantes.

A desvantagem geral dos modelos de estado-maior é que com a ajuda deles é possível avaliar apenas um lado da arte militar do comandante (comandante) na tomada de decisão, o que caracteriza sua capacidade de organizar as ações das tropas de forma a maximizar o uso de suas capacidades potenciais. O segundo (do ponto de vista da arte militar, o lado mais complexo e difícil) é a utilização e, se possível, a criação (por engano do inimigo, manobra rápida e inesperada das tropas, etc.) condições que tornem possível enfraquecer o inimigo e aumentar significativamente os esforços combinados das forças amigas na direção principal no momento decisivo da batalha (operação) é mal avaliado pelos modelos existentes.

Com base nas disposições anteriores relativas à teoria da guerra e à arte da guerra, proponho uma das abordagens possíveis que podem garantir a criação de modelos matemáticos de operações militares que sejam praticamente aceitáveis ​​​​para os quartéis-generais. Sua essência se resume ao seguinte.

Cada modelo de batalha (operação) deve ser esclarecido pelo respectivo comandante (comandante) e seu estado-maior com base nas informações de que dispõem durante o período de desenvolvimento e tomada de decisão, determinando apenas os planos de ação dos lados opostos.

Por que apenas planos?

A experiência histórica mostra que o curso real das operações militares geralmente correspondia precisamente aos planos de ação das partes e nunca coincidia completamente com decisões detalhadas (planos), independentemente de qual lado (atacante ou defensor) alcançou ou não atingiu o seu objetivo. Por exemplo, o exército nazi, cujos líderes militares foram meticulosos, especialmente quando planeavam um ataque surpresa, lançou com sucesso uma guerra contra União Soviética e liderou-o em 1941 de acordo com o plano subjacente ao plano Barbarossa. No entanto, o curso subsequente dos acontecimentos diferiu significativamente do plano. Em última análise, o objectivo da guerra não foi alcançado devido à insuficiente justificação do seu plano: a unidade, a coesão do povo soviético e o heroísmo incomparável dos nossos soldados não foram tidos em conta.

Assim, um modelo desenvolvido com base em informações que descrevam detalhadamente o próximo curso das operações militares das partes obviamente não corresponderá ao curso real dos acontecimentos, e os resultados dos cálculos serão muito duvidosos. Na aplicação da abordagem proposta, é importante que na formulação dos planos de ação das partes seja claramente visível a essência da arte da guerra, que, na minha opinião, reside na capacidade de se tornar mais forte que o inimigo, criar uma superioridade esmagadora sobre ele no momento decisivo e no lugar decisivo da guerra e das ações militares que a constituem. (Aqui não estamos a falar da criação de uma superioridade militar global à escala global, que é o que os Estados Unidos da América procuram, mas da arte (capacidade) de derrotar o agressor com as forças disponíveis em caso de ataque) . Compreender isto é a base que une estratégia, arte operacional e tática numa unidade dialética. Ao mesmo tempo, cada componente da arte militar tem sua própria essência. Mas, na minha opinião, a essência da estratégia, da arte operacional e da tática reside na capacidade de criar uma superioridade esmagadora sobre o inimigo num momento decisivo, num lugar decisivo, combinando e utilizando mutuamente os resultados finais de todas as operações (batalhas) destinadas para atingir o objetivo, bem como a capacidade de aplicar as condições de uma situação específica no interesse do envio oportuno de grupos amplamente apoiados para conduzir operações planejadas (batalhas).

Desenvolvimento de modelo(cálculos) e a análise de seus resultados podem ter a seguinte ordem: a proporção geral de forças das partes na área da operação (batalha) no momento da dela os primórdios, bem como variantes de planos de ação das tropas inimigas e amigas; é selecionado um critério para avaliar possíveis planos; os resultados esperados são calculados de acordo com o critério selecionado para todas as combinações de variantes dos seus planos; os resultados são analisados ​​e o plano mais adequado para a operação (batalha) é selecionado.

Ao determinar cada opção as ações de um e de outro lado, selecionadas para avaliação, devem ser formuladas: Onde(em que direção, em qual área, em qual zona, faixa e contra quais objetos inimigos), Quando(em que ponto, período) e Como(de que forma, método, técnica, etc.) é necessário criar uma superioridade esmagadora sobre o inimigo. A alteração da resposta a pelo menos uma destas questões dá origem a uma nova versão do plano de acção deste partido.

O critério para avaliar as opções de ação das partes em todas as suas combinações possíveis pode ser a probabilidade de derrotar o inimigo (cumprir a tarefa atribuída) ou o equilíbrio de forças das partes na direção principal no momento decisivo da operação ( batalha). Traduzindo isto para a linguagem da matemática, podemos dizer: na direcção principal, no momento decisivo, é preciso ser capaz (ou seja, “capaz” - esta é a arte de um líder militar, dentro dos limites das capacidades materiais do tropas) para criar tal equilíbrio de forças a favor de alguém, no qual a tarefa atribuída seria concluída com probabilidade, por exemplo, não inferior a 0,8. Ressalte-se que se trata de uma relação qualitativa entre as forças das partes, expressa em quantidades quantitativas. Essa probabilidade de derrota serve como critério para selecionar as opções mais adequadas para o desenho da próxima operação.

É aconselhável analisar os resultados do cálculo e selecionar a variante ideal do plano de operação (batalha) usando a teoria dos jogos. Recorde-se que neste caso são determinadas tais opções, através das quais os adversários não correm o risco de perder mais ou ganhar menos do que é possível de acordo com o critério escolhido numa determinada situação.

Se o inimigo for igual ou mais forte tanto na composição das tropas como no nível da arte militar, a escolha de planos “garantidos” nunca poderá garantir a conquista da vitória. Portanto, no método proposto de modelagem de uma operação (combate) para análise usando a teoria dos jogos, é necessário selecionar apenas aquelas variantes dos planos das partes em que a superioridade esmagadora sobre o inimigo é alcançada no momento decisivo, no decisivo local da batalha (operação). Naturalmente, isso é arriscado, mas sem isso é impossível derrotar um adversário forte. A partir deles, você pode escolher aquele que é relativamente melhor de acordo com o critério que deve ser estabelecido pelo comandante (comandante) que desenvolve o plano.

Tentaremos demonstrar a aplicação da abordagem proposta para a criação de modelos matemáticos usando dois exemplos clássicos.

Na famosa batalha de Canas (216 aC), o comandante cartaginês Aníbal, apesar da dupla superioridade numérica geral do inimigo, destruiu quase completamente o exército romano. A força total e as perdas das partes foram as seguintes:

Esta não foi uma vitória acidental. Mesmo antes do início da batalha, Aníbal estabeleceu como meta não apenas alcançar o sucesso, mas também destruir completamente o exército romano. Ele habilmente deu vida ao seu plano.

A infantaria romana foi formada em uma formação de batalha (falange), com pelo menos 34 fileiras de profundidade e cerca de 1.700 homens ao longo da frente. A cavalaria estava localizada nos flancos. As tropas de Aníbal foram organizadas em seis colunas, das quais as duas do meio (totalizando 20 mil pessoas) consistiam de espanhóis fracos e de infantaria gaulesa recentemente recrutada. Eles estavam cercados por duas colunas de 6 mil veteranos africanos experientes. Nos flancos da infantaria havia colunas de cavalaria: à esquerda - cavalaria fortemente armada (cuirassiers de Gazdrubal), à direita - cavalaria leve (principalmente númidas).

O curso posterior dos acontecimentos foi o seguinte. Com o início da batalha, a cavalaria de Gazdrubal derrubou os cavaleiros romanos, parte de suas forças ajudou a cavalaria númida a colocar em fuga os cavaleiros romanos no flanco esquerdo da infantaria romana, e com as forças principais avançaram para a retaguarda da falange, forçando-o a primeiro voltar e depois parar. No centro da frente, após uma curta batalha, os romanos atacaram decisivamente os gauleses e espanhóis, infligindo-lhes pesadas perdas e forçando o centro cartaginês a recuar. A presença pessoal de Aníbal aqui impediu que os gauleses rompessem a frente e fugissem. Neste momento decisivo, sob a influência de um golpe vindo da retaguarda, a falange romana parou, o que significou a sua morte, apenas as fileiras exteriores da multidão cercada de legiões romanas podiam agir com armas, e as da retaguarda representavam um alvo para voar pedras, dardos e flechas. O resultado da batalha foi decidido. O que se seguiu foi um massacre.

Com base no curso real dos acontecimentos, o modelo verbal das ações das tropas cartaginesas, ou seja, o plano de Aníbal, pode ser formulado da seguinte forma: com pequenas forças para conter o primeiro ataque da falange da infantaria romana no centro, varrer a cavalaria romana nos flancos, cercar completamente e parar o avanço da falange com um golpe pela retaguarda, privando-a assim do poder ofensivo, e, aproveitando a sua lentidão e o mau treino da infantaria romana, derrotar completamente o inimigo. O plano do comandante romano Servílio: direcionar toda a força da infantaria para o centro da formação de batalha dos cartagineses, esmagar o inimigo com um ataque decisivo, colocando-o em fuga, e depois derrotar uma a uma as unidades dispersas de a infantaria e a cavalaria.

A essência da atual situação de conflito e todo o cálculo aqui se resumem a resolver uma questão: quem teve mais chances - Aníbal de conter o ataque da falange romana no centro até o momento em que a cavalaria de Gazdrubal a atacasse pela retaguarda e a deteve, ou Servílio, para esmagar o centro da formação de batalha cartaginesa, antes de parar e reconstruir a falange para ação em outras direções? Uma descrição matemática das ações das tropas dos próprios partidos não é necessária para resolver esta questão.

Tendo analisado, como dizem, “ao contrário” o resultado final da batalha do ponto de vista da essência da arte da guerra, podemos dizer que no momento decisivo da batalha na direção decisiva (no centro), Aníbal foi capaz de criar (atacando a falange pela retaguarda) uma superioridade esmagadora (pelo menos quádrupla) sobre o inimigo e, assim, evitou o esmagamento do centro de sua infantaria.

Durante o Grande Guerra Patriótica Durante a condução das operações militares na direção de Stalingrado, surgiu uma situação semelhante à discutida acima, apenas com uma proporção quantitativa geral diferente de tropas das partes beligerantes e um escopo muito maior de operações militares. A julgar pelo curso real dos acontecimentos, o plano geral de nossas tropas era manter a margem direita do Volga na área de Stalingrado com pequenas forças, concentrar forças superiores nos flancos do grupo nazista, cercá-lo e destruí-lo com golpes convergentes.

Para fundamentar este plano, na minha opinião, basta criar um modelo matemático que resolva uma questão: quem tem mais hipóteses - as nossas tropas - de manter uma cabeça de ponte na margem direita do Volga, pelo menos até que o inimigo esteja completamente cercado, ou o inimigo que precisa lançar nossas tropas de defesa no Volga antes de virar nossas tropas para enfrentar nossas tropas que avançam? Seria inadequado desenvolver um modelo matemático complexo de tais operações militares em grande escala para justificar este plano: não daria resultados mais precisos e fiáveis. Pelo contrário.

É claro que, analisando exemplos individuais, não se pode tirar conclusões categóricas. Mas alguns pensamentos podem ser expressos.

Primeiro. Os modelos que não têm em conta a competência militar dos comandantes não refletirão plenamente a realidade objetiva e darão sempre uma resposta inequívoca: vencerá o lado que tiver superioridade numérica e maiores capacidades materiais. A utilização de tais modelos ensinará os oficiais a vencer com números e não com habilidade. Para levar em conta o nível de arte militar nos modelos matemáticos e desenvolver coeficientes adequados, é necessário analisar cuidadosamente a experiência histórica, como mostrado acima em dois exemplos.

Segundo. A principal condição para o uso bem-sucedido da abordagem proposta é a capacidade de identificar a essência das situações de conflito que surgem durante a preparação e condução das operações militares e avaliá-las do ponto de vista da essência da arte da guerra.

Terceiro. Quanto mais curtos, claros e claros forem formulados os planos de ação das partes, mais fácil será identificar a essência da situação de conflito emergente e identificar a questão que requer cálculos para a sua solução. Quanto mais simples o modelo, mais próximo ele está da realidade, menos distorcido ele reflete e menos informação inicial requer. Obviamente, o aparato matemático para tais modelos também será simples (no âmbito da teoria das probabilidades e da teoria dos jogos).

Recordemos que a abordagem proposta aplica-se apenas a modelos de justificação das intenções das decisões tomadas. Modelos matemáticos para fins de pesquisa, exibição gráfica de decisões tomadas sobre a situação atual na tela e outros não são considerados aqui.

Concluindo, notamos que outra abordagem geralmente conhecida para a criação de modelos (que pode ser convencionalmente chamada de “duelo”) merece atenção, quando o comandante (comandante) joga um “jogo de xadrez” com um computador simulando o inimigo. Claro que este caminho é difícil e demorado, mas, na minha opinião, promissor do ponto de vista de aumentar a eficiência da formação de oficiais na arte da guerra.

O modelo matemático e a metodologia de cálculos tático-operacionais são a mesma coisa.

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Materiais do Plenário do Comitê Central do PCUS, 25 a 26 de junho de 1987 - M. Politizdat, 1987.-P. 12.

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Atlas Marinho-T. III.- Parte 1.-MO URSS, 1958 -L. 1,

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O processo de criação de modelos matemáticos de operações de combate é trabalhoso, demorado e requer a utilização de mão de obra de especialistas de nível suficientemente elevado, que tenham boa formação tanto na área disciplinar relacionada ao objeto de modelagem quanto na área de matemática aplicada, métodos matemáticos modernos, programação, que conhecem as capacidades e especificidades da tecnologia de computação moderna. Uma característica distintiva dos modelos matemáticos de operações de combate atualmente criados é a sua complexidade, devido à complexidade dos objetos que estão sendo modelados. A necessidade de construir tais modelos requer o desenvolvimento de um sistema de regras e abordagens que possam reduzir o custo de desenvolvimento do modelo e reduzir a probabilidade de erros difíceis de eliminar posteriormente. Um componente importante de tal sistema de regras são as regras que garantem a transição correta de uma descrição conceitual para uma descrição formalizada do sistema em uma linguagem matemática específica, o que é conseguido através da escolha de um esquema matemático específico. Um esquema matemático é entendido como um determinado modelo matemático de conversão de sinais e informações de um determinado elemento de um sistema, definido no âmbito de um aparato matemático específico e que visa construir um algoritmo de modelagem para uma determinada classe de elementos de um sistema complexo.

No interesse de uma escolha razoável de um esquema matemático na construção de um modelo, é aconselhável classificá-lo de acordo com a finalidade da modelagem, método de implementação, tipo de estrutura interna, complexidade do objeto de modelagem e método de representação do tempo.

Ressalta-se que a escolha dos critérios de classificação é determinada pelos objetivos específicos do estudo. O objetivo da classificação neste caso é, por um lado, uma escolha razoável de um esquema matemático para descrever o processo de operações de combate e sua representação no modelo no interesse de obter resultados confiáveis, e por outro lado, identificar o características do processo simulado que devem ser levadas em consideração.

O objetivo da simulação é estudar a dinâmica do processo de luta armada e avaliar a eficácia das operações de combate. Tais indicadores são entendidos como uma medida numérica do grau de cumprimento de uma missão de combate, que pode ser representada quantitativamente, por exemplo, pela quantidade relativa de danos evitados às instalações de defesa ou danos infligidos ao inimigo.

O método de implementação deverá consistir numa descrição formalizada da lógica de funcionamento dos modelos de armas e equipamento militar(VVT) de acordo com seus análogos no processo real. Deve-se levar em conta que as armas e equipamentos militares modernos são sistemas técnicos complexos que resolvem um conjunto de problemas inter-relacionados, que também são sistemas técnicos complexos. Ao modelar tais objetos, é aconselhável preservar e refletir tanto a composição e estrutura natural, quanto os algoritmos para o funcionamento de combate do modelo. Além disso, dependendo dos objetivos da modelagem, pode ser necessário variar estes parâmetros do modelo (composição, estrutura, algoritmos) para diferentes opções de cálculo. Este requisito determina a necessidade de desenvolver um modelo de uma amostra específica de armas e equipamentos militares como um modelo composto de seus subsistemas, representados por componentes interligados.

Assim, de acordo com o critério de classificação, tipo de estrutura interna, o modelo deve ser composto e multicomponente, e de acordo com o método de implementação, deve fornecer modelagem de simulação de operações de combate.

Complexidade do objeto de modelagem. Ao desenvolver componentes que determinam a composição de modelos de armas e equipamentos militares, e combinar modelos de armas e equipamentos militares em um único modelo de operações de combate, é necessário levar em consideração as escalas características da média temporal das quantidades que aparecem nos componentes que diferem em ordens de grandeza.

O objetivo final da modelagem é avaliar a eficácia das operações de combate. É para calcular esses indicadores que está sendo desenvolvido um modelo que reproduz o processo das operações de combate, que chamaremos condicionalmente de principal. A escala de tempo característica de todos os outros processos nele incluídos (processamento primário de informações de radar, rastreamento de alvos, orientação de mísseis, etc.) é muito menor que a principal. Assim, é aconselhável dividir todos os processos que ocorrem na luta armada em lentos, cuja previsão de desenvolvimento é de interesse, e rápidos, cujas características não interessam, mas sua influência sobre os lentos deve ser levada em consideração. conta. Nestes casos, escolhe-se a escala de tempo característica da média para poder construir um modelo de desenvolvimento dos principais processos. Quanto aos processos rápidos, no quadro do modelo criado é necessário um algoritmo que permita, nos momentos de processos rápidos, ter em conta a sua influência sobre os lentos.

Existem duas abordagens possíveis para modelar a influência de processos rápidos sobre processos lentos. A primeira é desenvolver um modelo de seu desenvolvimento com uma escala de tempo média característica correspondente, muito menor que a dos processos principais. Ao calcular o desenvolvimento de um processo rápido de acordo com seu modelo, as características dos processos lentos não mudam. O resultado do cálculo é uma mudança nas características dos processos lentos, que, do ponto de vista do tempo lento, ocorre instantaneamente. Para poder implementar este método de cálculo da influência dos processos rápidos sobre os lentos, é necessário introduzir as quantidades externas correspondentes, identificar e verificar os seus modelos, o que complica todas as etapas da tecnologia de modelação.

A segunda abordagem consiste em abandonar a descrição do desenvolvimento de processos rápidos utilizando modelos e considerar suas características como variáveis ​​aleatórias. Para implementar este método, é necessário possuir funções de distribuição de variáveis ​​​​aleatórias que caracterizem a influência dos processos rápidos sobre os lentos, bem como um algoritmo que determine os momentos de início dos processos rápidos. Em vez de calcular o desenvolvimento de processos rápidos, lança-se fora um número aleatório e, dependendo do valor descartado, de acordo com as funções de distribuição conhecidas de variáveis ​​​​aleatórias, determina-se o valor que assumirão os indicadores dependentes de processos lentos, tomando assim em conta a influência dos processos rápidos sobre os lentos. Como resultado, as características dos processos lentos também se tornam variáveis ​​aleatórias.

Ressalta-se que com o primeiro método de modelagem da influência dos processos rápidos sobre os lentos, o processo rápido passa a ser lento, o principal, e seu curso é influenciado por processos que já são rápidos em relação a ele. Este aninhamento hierárquico de processos rápidos em lentos é um dos componentes da qualidade da modelagem do processo de luta armada, o que classifica o modelo de operações de combate como estruturalmente complexo.

Método de representação do tempo do modelo. Na prática, são utilizados três conceitos de tempo: físico, modelo e processador. O tempo físico refere-se ao processo que está sendo simulado, o tempo do modelo refere-se à reprodução do tempo físico no modelo, o tempo do processador refere-se ao tempo de execução do modelo em um computador. A proporção entre o tempo físico e o tempo do modelo é especificada pelo coeficiente K, que determina o intervalo de tempo físico tomado como unidade de tempo do modelo.

Devido à natureza discreta da interação de amostras de armas e equipamentos militares e sua representação na forma de um modelo computacional, é aconselhável definir o tempo do modelo incrementando intervalos de tempo discretos. Nesse caso, são possíveis duas opções para sua representação: 1) o tempo discreto é uma sequência de números reais equidistantes entre si; 2) a sequência de pontos no tempo é determinada por eventos significativos que ocorrem nos objetos simulados (tempo do evento). Do ponto de vista dos recursos computacionais, a segunda opção é mais racional, pois permite ativar um objeto e simular seu funcionamento apenas quando ocorre determinado evento, e no intervalo entre os eventos, assumir que o estado dos objetos permanece inalterado.

Uma das principais tarefas no desenvolvimento de um modelo é cumprir o requisito de sincronização de todos os objetos simulados no tempo, ou seja, o correto mapeamento da ordem e das relações temporais entre as mudanças no processo de operações de combate na ordem dos eventos no modelo. Com uma representação contínua do tempo, acredita-se que exista um único relógio para todos os objetos que mostra a mesma hora. A transferência de informações entre objetos ocorre instantaneamente e, assim, ao verificar com um único relógio, é possível estabelecer a sequência temporal de todos os eventos ocorridos. Se houver objetos no modelo com uma representação discreta de tempo, para formar um único modelo de relógio, é necessário combinar muitas amostras de tempo de modelos de objetos, ordenar e definir os valores das funções de grade nas amostras de tempo ausentes. É possível sincronizar modelos de objetos com o tempo do evento apenas de forma explícita, transmitindo um sinal sobre a ocorrência de um evento. Neste caso, é necessário um programa-agendador de controle para organizar a execução de eventos de diversos objetos, que determina a ordem cronológica necessária de execução dos eventos.

Em um modelo de combate, é necessário utilizar evento e tempo discreto juntos; essa representação de tempo é chamada de híbrida; Ao utilizá-lo, os objetos simulados adquirem a propriedade de alterar os valores de alguns indicadores de estado de forma abrupta e quase instantânea, ou seja, tornam-se objetos com comportamento híbrido.

Para resumir a classificação acima, podemos concluir que o modelo de ação de combate deve ser um modelo de simulação composto, estruturalmente complexo, multicomponente, dinâmico e com comportamento híbrido.

Para uma descrição formalizada de tal modelo, é aconselhável utilizar um esquema matemático baseado em autômatos híbridos. Neste caso, amostras de armas e equipamentos militares são apresentadas como objetos dinâmicos ativos multicomponentes. Os componentes são descritos por um conjunto de variáveis ​​de estado (externas e internas), estrutura (nível único ou hierárquica) e comportamento (mapa de comportamento). A interação entre os componentes é realizada por meio do envio de mensagens. Para combinar componentes em um modelo de objeto dinâmico ativo, são utilizadas regras de composição de autômatos híbridos.

Vamos introduzir a seguinte notação:

sÎRn - vetor de variáveis ​​​​de estado do objeto, que é determinado pelo conjunto de influências de entrada no objeto, influências do ambiente externo , parâmetros internos (próprios) do objeto hkÎHk,;

Um conjunto de funções vetoriais que determinam a lei de funcionamento de um objeto no tempo (refletem suas propriedades dinâmicas) e garantem a existência e unicidade da solução s(t);

S0 é o conjunto de condições iniciais, incluindo todas as condições iniciais dos componentes do objeto gerados pela função de inicialização durante a operação;

Um predicado que determina uma mudança no comportamento de um objeto (seleciona o desejado de todos os estados especialmente selecionados, verifica as condições que devem acompanhar o evento e assume o valor verdadeiro quando são cumpridas) é especificado por um conjunto de funções booleanas ;

Uma invariante que define uma determinada propriedade de um objeto que deve ser preservada durante períodos de tempo especificados é especificada por um conjunto de funções booleanas;

- um conjunto de funções de inicialização reais que mapeiam o valor da solução no ponto final direito do período de tempo atual para o valor das condições iniciais no ponto inicial esquerdo no novo período de tempo: s()=init(s()) ;

O tempo híbrido é especificado por uma sequência de intervalos de tempo no formato , - intervalos fechados.

Os elementos de tempo híbrido Pre_gapi, Post_gapi são o “intervalo de tempo” da próxima etapa do tempo híbrido tH=(t1, t2,…). A cada ciclo de clock em segmentos de tempo local contínuo, o sistema híbrido se comporta como um sistema dinâmico clássico até o ponto t*, no qual o predicado que determina a mudança de comportamento se torna verdadeiro. O ponto t* é o ponto final do intervalo atual e o início do próximo intervalo. O intervalo contém dois intervalos de tempo nos quais as variáveis ​​de estado podem mudar. O fluxo de tempo híbrido no próximo ciclo de clock ti=(Pre_gapi,, Post_gapi) começa com o cálculo de novas condições iniciais no intervalo de tempo Pre_gapi. Após calcular as condições iniciais, o predicado é verificado no extremo esquerdo do novo intervalo de tempo. Se o predicado for avaliado como verdadeiro, a transição é feita imediatamente para o segundo intervalo de tempo, caso contrário, uma sequência discreta de ações correspondente ao intervalo de tempo atual é executada. O intervalo de tempo Post_gapi foi projetado para executar ações instantâneas após a conclusão do comportamento de longo prazo em um determinado intervalo de tempo híbrido.

Por sistema híbrido H entendemos um objeto matemático da forma

.

A tarefa de modelagem é encontrar uma sequência de soluções Ht=((s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…), definindo a trajetória do sistema híbrido no espaço de fase de estados. Para encontrar a sequência de soluções Ht, é necessário realizar um experimento ou simulação em um modelo com dados iniciais dados. Ou seja, ao contrário dos modelos analíticos, com o auxílio dos quais se obtém uma solução por meio de métodos matemáticos conhecidos, neste caso é necessário rodar um modelo de simulação, e não uma solução. Isto significa que os modelos de simulação não formulam a sua solução da mesma forma que quando utilizam modelos analíticos, mas são um meio e fonte de informação para analisar o comportamento de sistemas reais em condições específicas e tomar decisões quanto à sua eficácia.

No 2º Instituto Central de Pesquisa do Ministério da Defesa da Federação Russa (Tver), com base na representação de objetos simulados na forma de máquinas automáticas híbridas, foi desenvolvido um complexo de modelagem de simulação (IMK) “Seliger”, projetado para avaliar a eficácia dos agrupamentos de forças e equipamentos de defesa aeroespacial ao repelir ataques de armas aeroespaciais de ataque (SVKN). A base do complexo é um sistema de modelos de simulação de objetos, simulando algoritmos para o funcionamento de combate de armas reais e equipamentos militares (sistema de mísseis antiaéreos, estação de radar, sistema de automação de posto de comando (para tropas de engenharia de rádio - empresa de radar, batalhão , brigada, para forças de mísseis antiaéreos - regimento, brigada etc.), complexo de aviação de combate (aviões de combate e armas de ataque aeroespacial), equipamento eletrônico de supressão, sistemas de fogo de defesa antimísseis não estratégicos, etc.). Os modelos de objetos são apresentados na forma de objetos dinâmicos ativos (ADO), que incluem componentes que permitem estudar a dinâmica de diversos processos durante o seu funcionamento.

Por exemplo, uma estação de radar (radar) é representada pelos seguintes componentes (Fig. 1): sistema de antena (AS), dispositivo transmissor de rádio (RPrdU), dispositivo receptor de rádio (RPru), subsistema de proteção contra interferência passiva e ativa (PZPAP) , unidade primária de processamento de informações (POI), unidade secundária de processamento de informações (SOI), equipamento de transmissão de dados (ADT), etc.

A composição desses componentes como parte do modelo de radar permite simular adequadamente os processos de recepção e transmissão de sinais, detecção de sinais de eco e rumos, algoritmos de proteção contra ruído, medição de parâmetros de sinais, etc. são calculados indicadores que caracterizam a qualidade do radar como fonte de informação do radar (parâmetros da zona de detecção, características de precisão, resolução, desempenho, imunidade ao ruído, etc.), o que permite avaliar a eficácia do seu funcionamento quando condições diferentes ambiente alvo de interferência.

A sincronização de todos os objetos simulados no tempo, ou seja, o mapeamento correto da ordem e das relações temporais entre as mudanças no processo de operações de combate e a ordem dos eventos no modelo, é realizada pelo programa de gerenciamento de objetos (Fig. 2) . As funções deste programa também incluem criar e excluir objetos, organizar a interação entre objetos e registrar todos os eventos que ocorrem no modelo.

A utilização de um registro de eventos permite uma análise retrospectiva da dinâmica das operações de combate com qualquer objeto simulado. Isso permite avaliar o grau de adequação dos modelos de objetos tanto por meio de métodos de ponto limite quanto pelo monitoramento da correção dos processos de modelagem nos componentes de um objeto (ou seja, verificando a adequação executando da entrada à saída), o que aumenta o confiabilidade e validade dos resultados obtidos.

Deve-se notar que a abordagem multicomponente permite variar sua composição (por exemplo, para estudar a operação de combate de sistemas de defesa aérea com tipos diferentes ASCU) no interesse de sintetizar uma estrutura que satisfaça determinados requisitos. Além disso, devido à digitação da representação programática dos componentes, sem reprogramar o código fonte do programa.

A vantagem geral desta abordagem na construção de um modelo é a capacidade de resolver rapidamente uma série de problemas de pesquisa: avaliar o impacto de mudanças na composição e estrutura do sistema de controle (número de níveis, ciclo de controle, etc.) na eficácia das operações de combate do grupo como um todo; avaliação da influência de diversas opções de suporte de informação nas potenciais capacidades de combate das amostras e do grupo como um todo, pesquisa de formas e métodos de uso de combate das amostras, etc.

O modelo de operações de combate construído com base em autômatos híbridos é uma superposição de comportamento conjunto de ADOs multicomponentes paralelos e/ou funcionando sequencialmente e interagindo, que são uma composição de autômatos híbridos operando em tempo híbrido e interagindo por meio de conexões baseadas em mensagens .

Literatura

1. Sirota A.A. Modelagem computacional e avaliação de eficiência de sistemas complexos. M.: Technosfera, 2006.

2. Kolesov Yu.B., Senichenkov Yu.B. Modelagem de sistemas. Sistemas dinâmicos e híbridos. São Petersburgo: BHV-Petersburgo, 2006.

Para treinar as tropas de defesa aeroespacial, é necessária uma nova base material e técnica, criada com base em ferramentas de treinamento técnico modernas e maximamente unificadas, desenvolvidas com tecnologias modernas

Garantir um elevado nível de formação de pessoal - desde o nível de unidades individuais até aos mais altos níveis de comando - e ao mesmo tempo reduzir os custos materiais e financeiros é uma questão muito premente para a formação de tropas (forças) e órgãos de comando e controlo da Aeroespacial. Forças de Defesa.

A necessidade de resolver este problema atualmente se deve aos seguintes fatores:

• mudanças constantes nas características dos meios de guerra armada do inimigo potencial;
• a crescente dinâmica das hostilidades;
• participação de diferentes tipos e tipos de forças e meios de defesa aérea e de defesa antimísseis na resolução de problemas de defesa aeroespacial;
• as capacidades limitadas do tipo de alvos aéreos usados ​​para criar um ambiente aéreo e de interferência durante exercícios táticos de tiro real nos campos de treinamento do Ministério da Defesa da Rússia;
• o custo crescente da realização de exercícios em grande escala e do treinamento conjunto de tripulações de combate de vários níveis de comando dos ramos e ramos das Forças Armadas;
• capacidades limitadas das instalações de treinamento existentes para integrá-las em complexos e sistemas de treinamento no interesse do treinamento abrangente de tropas e órgãos de comando e controle da região de defesa aeroespacial.

Uma possível abordagem para resolver questões problemáticas relacionadas à organização e condução de atividades de combate e treinamento operacional pode ser o uso de tecnologias modernas para modelar o confronto armado, utilizadas em instalações de treinamento técnico (TSO) para treinamento de tropas (forças) e comando de defesa aérea e órgãos de controle.

Atualmente, uma série de organizações industriais: o Centro de Desenvolvimentos Tecnológicos Conjuntos, o Instituto de Pesquisa "Tsentrprogramsistem", ZAO "CNTU "Dynamics", ZAO "NII TS "Sinvent", o Instrument Design Bureau, OJSC "Tulatochmash", etc., estão trabalhando na criação de TSO modernos para as Forças de Defesa Aeroespacial e no desenvolvimento de tecnologias promissoras para modelagem de operações militares e treinamento de especialistas de tropas (forças) e órgãos de comando e controle de formações, associações de defesa aeroespacial.

No entanto, seus esforços concentram-se principalmente na criação de ferramentas de treinamento técnico de nível tático na forma de simuladores autônomos e homogêneos. Estes trabalhos não implicam a integração de simuladores e complexos de treino em sistemas de treino de utilização intraespecífica e interespecífica, o que estreita drasticamente o âmbito da sua aplicação na formação de formações militares (MF) e órgãos de comando e controlo na resolução de problemas de defesa aeroespacial.

Em geral, o tipo de TSO para as Forças de Defesa Aeroespacial pode incluir:

• instalações educacionais e de treinamento;
• complexos de treinamento;
• sistemas de treinamento para uso intraespecífico;
• sistemas de treinamento para uso interespecífico.

Deve-se distinguir que um centro de treinamento educacional (UTS) é um complexo de hardware e software que fornece um ciclo completo de treinamento de tripulações de combate de um nível de comando (unidade) por meio de treinamento teórico automatizado sobre os tipos de treinamento necessários, a formação de inicial habilidades e habilidades de combate trabalho de combate (combate) através de treinamento individual e autônomo.

Um complexo de treinamento (TC) é uma associação estrutural e organizacional de equipamentos de treinamento geograficamente dispersos e vinculados à informação que fornece o nível necessário de prontidão prática das tripulações em vários níveis de controle, levando em consideração o nível de automação do processo de combate implementado em armas e equipamento militar, realizando treinamento complexo (dois níveis) nas condições exigidas de uso em combate VVT.

O sistema de treinamento para uso intraespecífico (TC VP) é uma unificação estrutural e organizacional de complexos técnicos e equipamentos de treinamento dispersos territorialmente vinculados à informação em uma formação tática de tropas, proporcionando o nível necessário de prontidão prática e coordenação de cálculos de vários níveis de controle conduzindo treinamento conjunto (três níveis) de formações militares do mesmo tipo das Forças Armadas.

O sistema de treinamento para uso interespecífico (TS MP) é uma associação estrutural e organizacional de equipamentos técnicos vinculados à informação e dispersos territorialmente e equipamentos técnicos para uso intraespecífico em uma formação tático-operacional de tropas, proporcionando o nível necessário de coerência entre os cálculos em vários níveis de controle através da realização de treinamento conjunto de formações militares de diversos tipos de forças armadas.

Neste sentido, os meios técnicos criados para a formação de tripulações de combate de postos de comando e lançadores dos vários níveis de controlo das Forças de Defesa Aeroespacial, tendo em conta o possível envolvimento de forças multi-serviços e meios de preparação para a resolução de tarefas de defesa aeroespacial, devem ser considerado em todos os níveis da classificação proposta por finalidade, dependendo das especificidades das atividades de combate e treinamento operacional.

As principais questões problemáticas que permanecem no desenvolvimento de ferramentas de formação são:

• assegurar um elevado grau de adequação da simulação do funcionamento de equipamentos, sistemas e meios de armas e equipamentos e comandos militares;
• assegurar o grau de adequação exigido da situação aérea e terrestre simulada (se necessário, marítima) com a real;
• garantir uma situação aérea e terrestre simulada unificada para todas as armas e equipamentos militares e formações militares envolvidas no treinamento;
• acoplamento de instalações de treinamento e complexos de treinamento geograficamente dispersos em sistemas de nível superior para a realização de treinamento em vários níveis de órgãos de controle;
• sincronização no tempo de operação de simuladores e complexos de treinamento geograficamente dispersos para a realização de diversos tipos de treinamento como parte de sistemas de treinamento;
• garantir a objetividade na avaliação do nível de preparação profissional de especialistas, tripulações de combate e órgãos de comando e controle com base nos resultados da documentação de suas atividades durante o processo de treinamento.

Para treinar as Forças de Defesa Aeroespacial é necessária uma nova base material e técnica, criada com base em sistemas de suporte técnico modernos e maximamente unificados, desenvolvidos com tecnologias modernas. A formação de especialistas e órgãos de controle altamente qualificados, prontos e capazes a qualquer momento para resolver qualitativamente as tarefas que lhes são atribuídas em quaisquer condições ambientais, é praticamente impossível sem um treinamento sistemático com simulação de situações que podem surgir em uma situação real de combate, incluindo não -situações padrão (não padronizadas, de emergência) .

Tendo em conta a prática nacional e estrangeira de desenvolvimento de OTS, propõe-se o seguinte conceito para a sua criação:

• em primeiro lugar, trata-se da criação de um sistema multinível de simulação e modelos matemáticos de armas e equipamentos militares (WME) na preparação das forças militares (Fig. 1);

• em segundo lugar, é a integração dos modelos de simulação criados de armas e equipamentos militares, elementos aerotransportados e equipamentos de treinamento em um único ambiente de modelagem, a fim de criar e usar um único espaço de combate virtual na condução de atividades de combate e treinamento operacional (Fig. 2) ;

• em terceiro lugar, os modelos de simulação de armas e equipamentos militares e instalações de treinamento devem interagir entre si e com o ambiente de modelagem por meio da implementação do padrão de modelagem distribuída IEEE-1516, ou seja, utilizando a tecnologia HLA - High Level Architecture (Fig. 3) .

A criação de modernas instalações de formação técnica garantirá praticamente a implementação do conceito LVC de formação de tropas, que se baseia na utilização integrada de três tipos de modelização: realidade de combate, modelação virtual e construtiva. Além disso, cada segmento da modelagem determina de fato as características da construção do TSO e o escopo de sua aplicação (Fig. 4).

Assim, a modelagem da realidade de combate (Simulador ao vivo, segmento L) envolve a utilização de militares reais e sistemas reais na realização de exercícios táticos (TC) em diversos níveis. No processo de realização de atividades de treinamento de combate, as tropas utilizam armas reais em condições reais. Os efeitos da interação podem ser indicados jogando junto com o lado oposto usando alvos durante tiros reais e vôos de aviação real durante o treinamento de tiro. Este tipo de modelagem é típico dos locais de teste da região do Leste do Cazaquistão.

A simulação virtual (Simulador Virtual, segmento V) envolve o trabalho de pessoas reais com sistemas simulados em um ambiente de modelagem de informações, ou seja, a utilização de diversos tipos e tipos de simuladores durante atividades de treinamento de combate visando o treinamento individual de estagiários, treinamento e coordenação de tripulações de combate, tripulações CP (PU) de vários níveis de gestão (ver Fig. 3). Este tipo de modelagem é aplicável em locais de implantação permanente na realização de diversos tipos de treinamento.

O Simulador Construtivo (segmento C) inclui pessoal, equipamentos, armas e formações militares simulados. Pessoas reais controlam a simulação, na qual interagem tropas, equipamentos e armas simuladas (Fig. 5). Um sistema de modelagem semelhante deve ser utilizado para realizar atividades de treinamento na preparação de órgãos de controle (CO). Este tipo de modelagem é aplicável na realização de treinamentos computacionais de comando e estado-maior (CST) e exercícios de comando e estado-maior (CSE) da UO a partir do nível tático.

O uso integrado dos tipos de modelagem acima sugere a possibilidade de combiná-los em sistemas de treinamento para uso intraespecífico e interespecífico. A versão proposta do veículo para uso interespecífico de mísseis de defesa aérea (Defesa Aeroespacial, Força Aérea, Defesa Aérea da Marinha, Forças de Defesa Aérea da Força Aérea) nas condições terrestres é apresentada na Figura 6, onde o ar (fundo ) a situação é criada pela combinação de voos de alvos reais e simulados. Os sinais de alvos simulados chegam à entrada dos meios de defesa aérea e de recepção de rádio da mesma forma que os sinais de alvos reais e criam uma situação geral. Ao mesmo tempo, a aviação real está trabalhando em maneiras de superar as defesas aéreas e destruir alvos de defesa através do uso de armas de aviação. Ressalta-se que alvos simulados também podem ser criados a partir de simuladores de aviação com visualização tridimensional da situação para os pilotos. As características da arquitetura do campo de treinamento de defesa aeroespacial, que implementa o conceito LVC de treinamento de tropas, são apresentadas na Figura 7.

Deve-se ter em conta que a integração de ferramentas de formação (simuladores, complexos e sistemas de formação) no UIMS exigirá a resolução de problemas-chave de natureza sistémica, nomeadamente:

• metodológico– desenvolvimento de novos programas e métodos de treinamento em conjunto com a criação de novas gerações de pessoal técnico e equipando com eles o material de treinamento e a base técnica das tropas;
• Engenharia de sistemas– implementação da transição para o princípio modular de construção de hardware e software TSO sobre uma base de tecnologia de informação qualitativamente nova;
• tecnológica– criação de uma base tecnológica nacional para o desenvolvimento de materiais didáticos de nova geração para aplicação intraespecífica e interespecífica.

Possíveis direções para resolver os problemas observados devem ser consideradas:

• uso de base de elementos promissores e hardware e software modernos na criação de TSOs promissores;
• a utilização de hardware e software construídos com base em software e sistemas de hardware (STC) certificados, adaptados para utilização como parte de sistemas de formação das Forças de Defesa Aeroespacial;
• a máxima unificação possível de hardware e software incluídos nos sistemas de treinamento das Forças de Defesa Aeroespacial;
• interface de hardware e software que fazem parte dos sistemas de treinamento das Forças de Defesa Aeroespacial, baseada em tecnologias de integração de alto nível;
• integração de simuladores (complexos de treinamento) previamente desenvolvidos e em desenvolvimento em um ambiente unificado de modelagem de informação (UIMS) baseado em tecnologia de modelagem distribuída;
• utilização do EIMS para todos os meios envolvidos na realização de diversos tipos de treinamento;
• integração de vários segmentos de modelagem (segmento V, segmento C) para realizar treinamentos complexos e multiníveis de unidades, unidades e formações e instalações de treinamento de acordo com um único plano e cenário;
• uso de sistemas abrangentes de segurança da informação para garantir a segurança do processamento, armazenamento e transmissão de informações.

Em nossa opinião, a implementação das áreas assinaladas criará uma base tecnológica promissora para a criação de sistemas de formação de utilização intraespecífica e interespecífica e garantirá:

• aumentar a proporção de especialistas formados para as Forças de Defesa Aeroespacial, apesar da redução do tempo total de serviço nas Forças Armadas;
• treinamento intensivo de pessoal de unidades e formações das Forças de Defesa Aeroespacial com base em cenários de testes de qualquer complexidade concebidos pelo diretor de treinamento;
• formação integral de unidades e órgãos de comando e controle das formações militares das Forças de Defesa Aeroespacial para o desempenho de missões de combate de maior nível metodológico e técnico;
• alcançar a máxima objetividade no monitoramento do nível de formação de militares, unidades, formações e órgãos de comando e controle;
• melhorar as competências dos comandantes e oficiais de comando e controlo na tomada de decisões e na organização da interação, e na resolução de outros problemas;
• aumentar a estabilidade moral e psicológica do pessoal em condições próximas da realidade.

De acordo com as nossas estimativas, a implementação do conceito LVC de formação de tropas e órgãos de comando e controlo proposto para utilização nas Forças de Defesa Aeroespacial garantirá uma redução significativa dos custos (7-12 vezes) de coordenação de agrupamentos interespecíficos de forças e meios de defesa aérea em relação à designação de um inimigo aéreo utilizando meios de voo reais. O potencial científico para um maior desenvolvimento do conceito LVC deu o nome à região VA do Leste do Cazaquistão. G.K. Zhukov, e experiência prática na sua implementação no treinamento de tropas em promissores centros de treinamento de combate - JSC NPO Russian Basic Information Technologies, o que nos permite concluir que é aconselhável compartilhar o potencial dessas instituições (empresas) na realização de trabalhos de criação promissores centros de treinamento de combate (CPC) das Forças de Defesa Aeroespacial.

O processo de criação de modelos matemáticos de operações de combate é trabalhoso, demorado e requer a utilização de mão de obra de especialistas de nível suficientemente elevado, que tenham boa formação tanto na área disciplinar relacionada ao objeto de modelagem quanto na área de matemática aplicada, métodos matemáticos modernos, programação, que conhecem as capacidades e especificidades da tecnologia de computação moderna. Uma característica distintiva dos modelos matemáticos de operações de combate atualmente criados é a sua complexidade, devido à complexidade dos objetos que estão sendo modelados. A necessidade de construir tais modelos requer o desenvolvimento de um sistema de regras e abordagens que possam reduzir o custo de desenvolvimento do modelo e reduzir a probabilidade de erros difíceis de eliminar posteriormente. Um componente importante de tal sistema de regras são as regras que garantem a transição correta de uma descrição conceitual para uma descrição formalizada do sistema em uma linguagem matemática específica, o que é conseguido através da escolha de um esquema matemático específico. Um esquema matemático é entendido como um determinado modelo matemático de conversão de sinais e informações de um determinado elemento de um sistema, definido no âmbito de um aparato matemático específico e que visa construir um algoritmo de modelagem para uma determinada classe de elementos de um sistema complexo.

No interesse de uma escolha razoável de um esquema matemático na construção de um modelo, é aconselhável classificá-lo de acordo com a finalidade da modelagem, método de implementação, tipo de estrutura interna, complexidade do objeto de modelagem e método de representação do tempo.

Ressalta-se que a escolha dos critérios de classificação é determinada pelos objetivos específicos do estudo. O objetivo da classificação neste caso é, por um lado, uma escolha razoável de um esquema matemático para descrever o processo de operações de combate e sua representação no modelo no interesse de obter resultados confiáveis, e por outro lado, identificar o características do processo simulado que devem ser levadas em consideração.

O objetivo da simulação é estudar a dinâmica do processo de luta armada e avaliar a eficácia das operações de combate. Tais indicadores são entendidos como uma medida numérica do grau de cumprimento de uma missão de combate, que pode ser representada quantitativamente, por exemplo, pela quantidade relativa de danos evitados às instalações de defesa ou danos infligidos ao inimigo.

O método de implementação deverá consistir em uma descrição formalizada da lógica de funcionamento das armas e equipamentos militares (WME) de acordo com seus análogos no processo real. Deve-se levar em conta que as armas e equipamentos militares modernos são sistemas técnicos complexos que resolvem um conjunto de problemas inter-relacionados, que também são sistemas técnicos complexos. Ao modelar tais objetos, é aconselhável preservar e refletir tanto a composição e estrutura natural, quanto os algoritmos para o funcionamento de combate do modelo. Além disso, dependendo dos objetivos da modelagem, pode ser necessário variar estes parâmetros do modelo (composição, estrutura, algoritmos) para diferentes opções de cálculo. Este requisito determina a necessidade de desenvolver um modelo de uma amostra específica de armas e equipamentos militares como um modelo composto de seus subsistemas, representados por componentes interligados.

Assim, de acordo com o critério de classificação, tipo de estrutura interna, o modelo deve ser composto e multicomponente, e de acordo com o método de implementação, deve fornecer modelagem de simulação de operações de combate.

Complexidade do objeto de modelagem. Ao desenvolver componentes que determinam a composição de modelos de armas e equipamentos militares, e combinar modelos de armas e equipamentos militares em um único modelo de operações de combate, é necessário levar em consideração as escalas características da média temporal das quantidades que aparecem nos componentes que diferem em ordens de grandeza.

O objetivo final da modelagem é avaliar a eficácia das operações de combate. É para calcular esses indicadores que está sendo desenvolvido um modelo que reproduz o processo das operações de combate, que chamaremos condicionalmente de principal. A escala de tempo característica de todos os outros processos nele incluídos (processamento primário de informações de radar, rastreamento de alvos, orientação de mísseis, etc.) é muito menor que a principal. Assim, é aconselhável dividir todos os processos que ocorrem na luta armada em lentos, cuja previsão de desenvolvimento é de interesse, e rápidos, cujas características não interessam, mas sua influência sobre os lentos deve ser levada em consideração. conta. Nestes casos, escolhe-se a escala de tempo característica da média para poder construir um modelo de desenvolvimento dos principais processos. Quanto aos processos rápidos, no quadro do modelo criado é necessário um algoritmo que permita, nos momentos de processos rápidos, ter em conta a sua influência sobre os lentos.

Existem duas abordagens possíveis para modelar a influência de processos rápidos sobre processos lentos. A primeira é desenvolver um modelo de seu desenvolvimento com uma escala de tempo média característica correspondente, muito menor que a dos processos principais. Ao calcular o desenvolvimento de um processo rápido de acordo com seu modelo, as características dos processos lentos não mudam. O resultado do cálculo é uma mudança nas características dos processos lentos, que, do ponto de vista do tempo lento, ocorre instantaneamente. Para poder implementar este método de cálculo da influência dos processos rápidos sobre os lentos, é necessário introduzir as quantidades externas correspondentes, identificar e verificar os seus modelos, o que complica todas as etapas da tecnologia de modelação.

A segunda abordagem consiste em abandonar a descrição do desenvolvimento de processos rápidos utilizando modelos e considerar suas características como variáveis ​​aleatórias. Para implementar este método, é necessário possuir funções de distribuição de variáveis ​​​​aleatórias que caracterizem a influência dos processos rápidos sobre os lentos, bem como um algoritmo que determine os momentos de início dos processos rápidos. Em vez de calcular o desenvolvimento de processos rápidos, lança-se fora um número aleatório e, dependendo do valor descartado, de acordo com as funções de distribuição conhecidas de variáveis ​​​​aleatórias, determina-se o valor que assumirão os indicadores dependentes de processos lentos, tomando assim em conta a influência dos processos rápidos sobre os lentos. Como resultado, as características dos processos lentos também se tornam variáveis ​​aleatórias.

Ressalta-se que com o primeiro método de modelagem da influência dos processos rápidos sobre os lentos, o processo rápido passa a ser lento, o principal, e seu curso é influenciado por processos que já são rápidos em relação a ele. Este aninhamento hierárquico de processos rápidos em lentos é um dos componentes da qualidade da modelagem do processo de luta armada, o que classifica o modelo de operações de combate como estruturalmente complexo.

Método de representação do tempo do modelo. Na prática, são utilizados três conceitos de tempo: físico, modelo e processador. O tempo físico refere-se ao processo que está sendo simulado, o tempo do modelo refere-se à reprodução do tempo físico no modelo, o tempo do processador refere-se ao tempo de execução do modelo em um computador. A proporção entre o tempo físico e o tempo do modelo é especificada pelo coeficiente K, que determina o intervalo de tempo físico tomado como unidade de tempo do modelo.

Devido à natureza discreta da interação de amostras de armas e equipamentos militares e sua representação na forma de um modelo computacional, é aconselhável definir o tempo do modelo incrementando intervalos de tempo discretos. Nesse caso, são possíveis duas opções para sua representação: 1) o tempo discreto é uma sequência de números reais equidistantes entre si; 2) a sequência de pontos no tempo é determinada por eventos significativos que ocorrem nos objetos simulados (tempo do evento). Do ponto de vista dos recursos computacionais, a segunda opção é mais racional, pois permite ativar um objeto e simular seu funcionamento apenas quando ocorre determinado evento, e no intervalo entre os eventos, assumir que o estado dos objetos permanece inalterado.

Uma das principais tarefas no desenvolvimento de um modelo é cumprir o requisito de sincronização de todos os objetos simulados no tempo, ou seja, o correto mapeamento da ordem e das relações temporais entre as mudanças no processo de operações de combate na ordem dos eventos no modelo. Com uma representação contínua do tempo, acredita-se que exista um único relógio para todos os objetos que mostra a mesma hora. A transferência de informações entre objetos ocorre instantaneamente e, assim, ao verificar com um único relógio, é possível estabelecer a sequência temporal de todos os eventos ocorridos. Se houver objetos no modelo com uma representação discreta de tempo, para formar um único modelo de relógio, é necessário combinar muitas amostras de tempo de modelos de objetos, ordenar e definir os valores das funções de grade nas amostras de tempo ausentes. É possível sincronizar modelos de objetos com o tempo do evento apenas de forma explícita, transmitindo um sinal sobre a ocorrência de um evento. Neste caso, é necessário um programa-agendador de controle para organizar a execução de eventos de diversos objetos, que determina a ordem cronológica necessária de execução dos eventos.

Em um modelo de combate, é necessário utilizar evento e tempo discreto juntos; essa representação de tempo é chamada de híbrida; Ao utilizá-lo, os objetos simulados adquirem a propriedade de alterar os valores de alguns indicadores de estado de forma abrupta e quase instantânea, ou seja, tornam-se objetos com comportamento híbrido.

Para resumir a classificação acima, podemos concluir que o modelo de ação de combate deve ser um modelo de simulação composto, estruturalmente complexo, multicomponente, dinâmico e com comportamento híbrido.

Para uma descrição formalizada de tal modelo, é aconselhável utilizar um esquema matemático baseado em autômatos híbridos. Neste caso, amostras de armas e equipamentos militares são apresentadas como objetos dinâmicos ativos multicomponentes. Os componentes são descritos por um conjunto de variáveis ​​de estado (externas e internas), estrutura (nível único ou hierárquica) e comportamento (mapa de comportamento). A interação entre os componentes é realizada por meio do envio de mensagens. Para combinar componentes em um modelo de objeto dinâmico ativo, são utilizadas regras de composição de autômatos híbridos.

Vamos introduzir a seguinte notação:

sÎRn - vetor de variáveis ​​​​de estado do objeto, que é determinado pelo conjunto de influências de entrada no objeto, influências do ambiente externo , parâmetros internos (próprios) do objeto hkÎHk,;

Um conjunto de funções vetoriais que determinam a lei de funcionamento de um objeto no tempo (refletem suas propriedades dinâmicas) e garantem a existência e unicidade da solução s(t);

S0 é o conjunto de condições iniciais, incluindo todas as condições iniciais dos componentes do objeto gerados pela função de inicialização durante a operação;

Um predicado que determina uma mudança no comportamento de um objeto (seleciona o desejado de todos os estados especialmente selecionados, verifica as condições que devem acompanhar o evento e assume o valor verdadeiro quando são cumpridas) é especificado por um conjunto de funções booleanas ;

Uma invariante que define uma determinada propriedade de um objeto que deve ser preservada durante períodos de tempo especificados é especificada por um conjunto de funções booleanas;

- um conjunto de funções de inicialização reais que mapeiam o valor da solução no ponto final direito do período de tempo atual para o valor das condições iniciais no ponto inicial esquerdo no novo período de tempo: s()=init(s()) ;

O tempo híbrido é especificado por uma sequência de intervalos de tempo no formato , - intervalos fechados.

Os elementos de tempo híbrido Pre_gapi, Post_gapi são o “intervalo de tempo” da próxima etapa do tempo híbrido tH=(t1, t2,…). A cada ciclo de clock em segmentos de tempo local contínuo, o sistema híbrido se comporta como um sistema dinâmico clássico até o ponto t*, no qual o predicado que determina a mudança de comportamento se torna verdadeiro. O ponto t* é o ponto final do intervalo atual e o início do próximo intervalo. O intervalo contém dois intervalos de tempo nos quais as variáveis ​​de estado podem mudar. O fluxo de tempo híbrido no próximo ciclo de clock ti=(Pre_gapi,, Post_gapi) começa com o cálculo de novas condições iniciais no intervalo de tempo Pre_gapi. Após calcular as condições iniciais, o predicado é verificado no extremo esquerdo do novo intervalo de tempo. Se o predicado for avaliado como verdadeiro, a transição é feita imediatamente para o segundo intervalo de tempo, caso contrário, uma sequência discreta de ações correspondente ao intervalo de tempo atual é executada. O intervalo de tempo Post_gapi foi projetado para executar ações instantâneas após a conclusão do comportamento de longo prazo em um determinado intervalo de tempo híbrido.

Por sistema híbrido H entendemos um objeto matemático da forma

.

A tarefa de modelagem é encontrar uma sequência de soluções Ht=((s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…), definindo a trajetória do sistema híbrido no espaço de fase de estados. Para encontrar a sequência de soluções Ht, é necessário realizar um experimento ou simulação em um modelo com dados iniciais dados. Ou seja, ao contrário dos modelos analíticos, com o auxílio dos quais se obtém uma solução por meio de métodos matemáticos conhecidos, neste caso é necessário rodar um modelo de simulação, e não uma solução. Isto significa que os modelos de simulação não formulam a sua solução da mesma forma que quando utilizam modelos analíticos, mas são um meio e fonte de informação para analisar o comportamento de sistemas reais em condições específicas e tomar decisões quanto à sua eficácia.

No 2º Instituto Central de Pesquisa do Ministério da Defesa da Federação Russa (Tver), com base na representação de objetos simulados na forma de máquinas automáticas híbridas, foi desenvolvido um complexo de modelagem de simulação (IMK) “Seliger”, projetado para avaliar a eficácia dos agrupamentos de forças e equipamentos de defesa aeroespacial ao repelir ataques de armas aeroespaciais de ataque (SVKN). A base do complexo é um sistema de modelos de simulação de objetos, simulando algoritmos para o funcionamento de combate de armas reais e equipamentos militares (sistema de mísseis antiaéreos, estação de radar, sistema de automação de posto de comando (para tropas de engenharia de rádio - empresa de radar, batalhão , brigada, para forças de mísseis antiaéreos - regimento, brigada etc.), complexo de aviação de combate (aviões de combate e armas de ataque aeroespacial), equipamento eletrônico de supressão, sistemas de fogo de defesa antimísseis não estratégicos, etc.). Os modelos de objetos são apresentados na forma de objetos dinâmicos ativos (ADO), que incluem componentes que permitem estudar a dinâmica de diversos processos durante o seu funcionamento.

Por exemplo, uma estação de radar (radar) é representada pelos seguintes componentes (Fig. 1): sistema de antena (AS), dispositivo transmissor de rádio (RPrdU), dispositivo receptor de rádio (RPru), subsistema de proteção contra interferência passiva e ativa (PZPAP) , unidade primária de processamento de informações (POI), unidade secundária de processamento de informações (SOI), equipamento de transmissão de dados (ADT), etc.

A composição desses componentes como parte do modelo de radar permite simular adequadamente os processos de recepção e transmissão de sinais, detecção de sinais de eco e rumos, algoritmos de proteção contra ruído, medição de parâmetros de sinais, etc. são calculados indicadores que caracterizam a qualidade do radar como fonte de informação radar (parâmetros da zona de detecção, características de precisão, resolução, desempenho, imunidade ao ruído, etc.), o que permite avaliar a eficácia do seu funcionamento sob diversas condições de ambiente de ruído alvo.

A sincronização de todos os objetos simulados no tempo, ou seja, o mapeamento correto da ordem e das relações temporais entre as mudanças no processo de operações de combate e a ordem dos eventos no modelo, é realizada pelo programa de gerenciamento de objetos (Fig. 2) . As funções deste programa também incluem criar e excluir objetos, organizar a interação entre objetos e registrar todos os eventos que ocorrem no modelo.

A utilização de um registro de eventos permite uma análise retrospectiva da dinâmica das operações de combate com qualquer objeto simulado. Isso permite avaliar o grau de adequação dos modelos de objetos tanto por meio de métodos de ponto limite quanto pelo monitoramento da correção dos processos de modelagem nos componentes de um objeto (ou seja, verificando a adequação executando da entrada à saída), o que aumenta o confiabilidade e validade dos resultados obtidos.

Deve-se notar que a abordagem multicomponente permite variar sua composição (por exemplo, estudar a operação de combate de sistemas de defesa aérea com diferentes tipos de sistemas de controle automatizados) no interesse de sintetizar uma estrutura que satisfaça determinados requisitos. Além disso, devido à digitação da representação programática dos componentes, sem reprogramar o código fonte do programa.

A vantagem geral desta abordagem na construção de um modelo é a capacidade de resolver rapidamente uma série de problemas de pesquisa: avaliar o impacto de mudanças na composição e estrutura do sistema de controle (número de níveis, ciclo de controle, etc.) na eficácia das operações de combate do grupo como um todo; avaliação da influência de diversas opções de suporte de informação nas potenciais capacidades de combate das amostras e do grupo como um todo, pesquisa de formas e métodos de uso de combate das amostras, etc.

O modelo de operações de combate construído com base em autômatos híbridos é uma superposição de comportamento conjunto de ADOs multicomponentes paralelos e/ou funcionando sequencialmente e interagindo, que são uma composição de autômatos híbridos operando em tempo híbrido e interagindo por meio de conexões baseadas em mensagens .

Literatura

1. Sirota A.A. Modelagem computacional e avaliação de eficiência de sistemas complexos. M.: Technosfera, 2006.

2. Kolesov Yu.B., Senichenkov Yu.B. Modelagem de sistemas. Sistemas dinâmicos e híbridos. São Petersburgo: BHV-Petersburgo, 2006.