ВІЙСЬКОВА ДУМКА № 7/2009, стор. 12-20

Моделювання збройного протистояння: перспективи розвитку

Полковник В.І. ВИПАСНЯК,

кандидат військових наук

Полковник Д.Б. КАЛИНІВСЬКИЙ

Полковник О. В. ТИХАНИЧОВ,

кандидат технічних наук

В даний час істотно зростають роль і значення військово-наукового обґрунтування рішень органів державного і військового управління в галузі будівництва, підготовки, планування застосування та управління Збройними Силами в ході вирішення завдань, що стоять перед ними, щодо забезпечення військової безпеки держави. При цьому, як показує досвід локальних воєн та збройних конфліктів, найважливішими умовами успішного досягнення цілей сучасних операцій є своєчасне відстеження та відображення в режимі часу, близькому до реального, обстановки в зонах конфліктів, прогнозування її розвитку, опрацювання різних варіантів дій військ сторін, у тому числі з використанням методів математичного моделювання.

Актуальність проблеми застосування методів математичного моделювання у військовій справі підтверджується великою кількістю публікацій на цю тему у різних періодичних виданнях. Їх аналіз показує, що думки авторів відрізняються в діапазоні від повного неприйняття математичних моделей у військовій справі до цілком об'єктивного розуміння цього питання, хоч і з певними застереженнями.

Причини такого розкиду думок різні. Хтось вважає, що для інформаційної підтримки планування операції цілком достатньо розрахункових завдань та математичного апарату порівняння бойових потенціалів, інші наполягають на застосуванні спрощених моделей, сподіваючись на здібності командира «вибудовувати уявну модель майбутнього бою та операції», або просто не відрізняються між моделями. та розрахунковими завданнями, досить вільно трактуючи їх визначення.

Хоча майже всі автори говорять про необхідність прогнозування в роботі командирів (командувачів) та штабів, дуже часто звучить думка, що підтверджується, на перший погляд, обґрунтованими прикладами та міркуваннями, що використання методів математичного моделювання недоцільне, а іноді й небезпечне, оскільки веде до спотворення оцінки результати планування. Причин цієї помилки, з погляду, кілька. Це, по-перше, нерозуміння сутності математичного моделювання, призначення моделей, що використовуються, їх можливостей, що приймаються при розробці припущень і меж застосування. По-друге, висування однакових оперативних та технічних вимог до моделей та завдань різного призначення, що застосовуються для різних рівнів управління. І, нарешті, по-третє, невиправдана «абсолютизація» результатів моделювання.

Все це є наслідком різного розуміння військовими теоретиками та посадовими особами органів військового управління проблеми моделювання збройного протиборства. Щоб обґрунтовано обговорювати цю проблему, необхідно насамперед визначитися з основними її складовими:термінологією математичного моделювання; класифікацією математичних моделей та методів прогнозування; методикою та межами застосування математичних моделей; технологіями реалізації математичних моделей різного призначення

Насамперед слід усвідомити, що вважати математичною моделлю(ММ), а що інформаційно-розрахунковим завданням(ІРЗ), а також чим відрізняється математичне моделюваннявід проведення оперативно-тактичних розрахунків(ВТР). У довідковій літературі існує досить велика кількість визначень понять, що розглядаються.

Так, у «Військовій Енциклопедії» математична модель трактується як опис будь-якого явища (об'єкта) за допомогою математичної символіки. У «Військовому енциклопедичному словнику» математичне моделювання у військовій справі сформульовано як метод військово-теоретичного чи військово-технічного дослідження об'єкта (яви, системи, процесу) шляхом створення та вивчення його аналога (моделі) з метою отримання інформації про реальну систему.

Оперативно-тактичні розрахунки у цьому ж словнику викладено як обчислення, які проводяться особовим складом управлінь, об'єднань, з'єднань, частин та підрозділів, мета яких визначити кількісні, якісні, тимчасові та інші показники для прийняття рішень на операцію (бій) або обґрунтування планування застосування військ та забезпечення управління.

Одна з найпопулярніших електронних інтернет-енциклопедій «Вікіпедія» дає свої формулювання понять, що належать до математичного моделювання. Так, завдання у найзагальнішій «канонічній» формі - логічне висловлювання типу: «дано задані умови, потрібно забезпечити досягнення певної мети», а Модель - логічний або математичний опис компонентів і функцій, що відображають суттєві властивості об'єкта або процесу, що моделюються.

На підставі наведених у цьому ж джерелі визначень можна чітко побачити суттєву різницю між окремою математичною моделлю, комплексом та системою моделей. Комплекс моделей - сукупність моделей, призначених для вирішення одного складного завдання, кожна з яких описує ту чи іншу сторону об'єкта або процесу, що моделюється. Якщо моделі пов'язані отже результати одних виявляються вихідними даними інших до отримання загального результату, то комплекс звертається до системи моделей. Система моделей - Сукупність взаємно пов'язаних математичних моделей для опису складних систем, які неможливо відтворити в одній моделі. Для планування та прогнозування поведінки великих об'єктів розробляються системи моделей, побудовані зазвичай за ієрархічним принципом, вкілька рівнів. Вони називаються багаторівневими системами.

І, нарешті, у чинному ГОСТі серії «РВ» наведено такі визначення математичної моделі та розрахункового завдання. Математична модель операції (бойових дій)- система математичних залежностей і логічних правил, що дозволяє з достатньою повнотою і точністю відтворювати в часі найбільш суттєві складові бойових дій, що моделюються, і розраховувати на основі цього чисельні значення показників прогнозованого ходу і результату бойових дій.

Розрахункова задача - сукупність математичних залежностей, алгоритмів та даних для виконання оперативно-стратегічних (оперативно-тактичних) або спеціальних розрахунків, що дозволяє оцінити обстановку, яка складеться в результаті передбачуваних дій або розрахувати параметри управління, що забезпечують досягнення необхідного результату з ймовірністю не нижче заданої.

Аналіз даних визначень показує різницю між ММта ІРЗ, що полягає в тому, що перші призначені для прогнозу розвитку ситуації при різних варіантах вихідних даних, а другі - переважно для проведення прямих розрахунків на користь отримання конкретного результату. Раніше ДРЗвирішувалися переважно вручну, а ММ- На «великих» ЕОМ. З розвитком засобів автоматизації багато завдань було перекладено у вигляді програм на ЕОМ,що дозволило ускладнити застосовуваний математичний апарат, кількість факторів, що враховуються, і призвело до деякого «стирання» грані між ММ та ІРЗ. Це, з погляду, одна з причин непорозумінь стосовно застосування математичного моделювання під час проведення оперативно-тактичних розрахунків.

Відповідно до керівних документів основними функціями штабів є збір інформації та її оцінка, планування операції (бою) та прогнозування змін обстановки. З плануванням все досить ясно: воно має на увазі переважно рішення прямих та зворотних ІРЗ. А ось для оцінки обстановки, прогнозування її змін, а також порівняльної оцінки спланованих варіантів застосування військ (сил) потрібно застосування різноманітних математичних методів прогнозування (рис.).

Класифікація методів прогнозування

Кожен із даних методів апробований у різних галузях управлінської діяльності та довів своє право на існування. Але не всі з них можуть бути використані в практичній діяльності командирів (командувачів) та штабів при організації військових дій. Це зумовлено особливостями ведення збройної боротьби, які полягають у суттєвій невизначеності вихідних даних, необхідності враховувати величезну кількість факторів та високу «вартість» помилкових рішень. Виходячи з цього методи екстраполяції тенденцій та деякі види моделей практично ніколи не використовуються при організації військових дій. Інша справа - експертні методи та математичне моделювання, але і на їх застосування істотно впливають перелічені особливості.

Формально будь-який із відображених на малюнку підходів до прогнозування можна віднести до моделювання процесів та визначення тенденцій: логічного, уявного, математичного. Але виходячи зі специфіки моделювання збройного протистояння, визначення ММ, що застосовується в ДЕРЖСТАВЛЯХ серії «РВ», доцільно, говорячи про моделювання, розглядати саме математичні моделі, що описують процеси збройного протистояння, його складових частин та окремих форм. Далі йтиметься переважно про такі моделі.

Класифікація математичних моделей впливає вимоги до них, формування переліків ММ і ИРЗ, які забезпечують підтримку прийняття посадових осіб органів військового управління. За своїм призначенням ММ прийнято розділяти на дослідницькі та штабні (табл. 1).

Таблиця 1

Класифікація математичних моделей

Дослідницькі моделі призначені як забезпечення проведення досліджень, що з розвитком озброєння, розробкою нових способів ведення операцій та бойових дій, так аналізу результатів розрахунків при завчасному плануванні. Основна вимога до них – забезпечення необхідної точності математичного опису досліджуваних процесів. Менш жорсткі вимоги пред'являються оперативності моделювання.

Штабні моделі - це математичні моделі операцій (бойових дій), призначені задля забезпечення практичної діяльності штабів. До них пред'являються дві основні вимоги:перше - можливість застосування в реальному режимі часу, що вписується в алгоритм роботи штабу; друге - забезпечення суттєвого підвищення об'єктивності та обґрунтованості рішень, що приймаються з управління військами.

За формою опису процесу збройного протистояння ММ поділяються на аналітичніі стохастичні.І ті, й інші можуть бути як штабними, і дослідницькими.

За результатом моделювання моделі найбільш значимо поділяються на прямі(що описують) та прескриптивні(Оптимизують або приписують). Перші дозволяють відповісти на запитання: що буде якщо..., другі: як зробити, щоб вийшло так. Найчастіше у військовій справі застосовуються описуючі моделі. Застосування прескриптивних моделей, перспективніших з погляду підтримки прийняття рішень, перешкоджає ряд об'єктивних і суб'єктивних чинників.

Об'єктивнимє те, що при великій кількості факторів, що враховуються, дуже складно сформулювати формальну задачу пошуку оптимального рішення. Не менш складно інтерпретувати отримані результати. Суб'єктивні фактори:небажання посадових осіб довіряти пошук рішення програмі, принципи роботи якої їм невідомі. Зустрічається думка, що алгоритм роботи прескриптивної моделі можна обчислити, і, знаючи його, прорахувати результат рішення. Ця думка, безсумнівно, помилкова, оскільки навіть за відомому алгоритмі роботи моделі неможливо обчислити результат моделювання, які мають точних відомостей про вихідних даних, що вводяться в модель.

Важко судити, наскільки важливими є ці фактори для розробки ММ, але факт очевидний: в даний час дляпрогнозування у військовій галузі застосовуються описуючі моделі.Ймовірно, ця тенденція збережеться й у найближчій перспективі.

У деяких джерелах, розглянутих на початку статті, висловлюється думка, що моделювання (а іноді й прогнозування) можна замінити проведенням прямих розрахунків, достатньо з тим чи іншим ступенем наближення описати процес системою рівнянь. Однак у такому підході криється непомітна, але небезпечна каверза. По-перше, деякі процеси описати у явному вигляді просто неможливо. По-друге, опис поведінки системи рівняннями у явному вигляді вимагає запровадження значної кількості поправочних та узагальнюючих коефіцієнтів, більшість з яких виходить емпіричним шляхом під час узагальнення статистики відомих подій. Робиться це в строго заданих умовах, про які потенційний користувач розрахункової системи в момент ухвалення рішення не знатиме. Будь-яка зміна у формах, методах, засобах збройної боротьби знижує точність системи рівнянь, спотворює розв'язання задачі. Тому розрахункові методики ніколи не замінять модель, що оперує імовірнісними підходами.

Межі застосування математичного моделювання, перелік застосовуваних ММ у межах вище наведеної класифікації визначається завданнями прогнозування та оцінки, які вирішуються у органах військового управління, що їх використовують, а також можливостями з надання вхідної та потребами у вихідній інформації моделей. З аналізу вимог основних керівних документів, досвіду заходів оперативної підготовки можна визначити потреби органів військового управління застосування математичних моделей і подати їх ієрархічну структуру (табл. 2).

Запропонована класифікація не є догмою, а лише відображає потреби органів військового управління у засобах розрахунково-інформаційної (у перспективі та інтелектуальної) підтримки та обґрунтування прийнятих рішень. p align="justify"> Реалізація запропонованих моделей за рівнями управління, їх багатоланкова взаємоув'язка по суті і є перспективою розвитку математичного моделювання.

Незважаючи на об'єктивну необхідність використання математичних моделей при організації військових дій, на їх застосування істотно впливають суб'єктивні фактори, пов'язані зі ставленням посадових осіб до результатів моделювання. Слід чітко розуміти, що модель не засіб безпосереднього виробітку рішень на застосування військ (сил) або обґрунтування шляхів розвитку системи озброєнь, а лише інструмент, що забезпечує здійснення одного з етапів цього процесу - проведення порівняльної оцінки якості прийнятих рішень. Цей інструмент розробляється під певні завдання та умови з деякими припущеннями та має відповідну сферу застосування. Причому не завжди можливо і необхідно розробляти якусь універсальну модель, часто доцільніше мати набір інструментів, які застосовуються для вирішення конкретних завдань на певних робочих місцях (рівнях управління), пристосованих до конкретних умов роботи. Тільки таке розуміння дозволить сформувати правильний підхід до застосування модельних технологій в органах військового управління та вивести організацію військових дій (операцій, бойових дій) ЗС РФ на якісно новий, відповідний вимогам ведення сучасної війнирівень.

У зв'язку з цим, а також з точки зору технологічної реалізації модельних технологій, найбільш доцільною є класифікація математичних моделей щодо їх включення до складу спеціального математичного та програмного забезпечення(СМПО) автоматизованих систем управління військами (АСУВ). За такого підходу моделі можуть бути реалізовані, по-перше, безпосередньо у складі СМПО комплексів засобів автоматизації(КСА) АСУВ; по-друге - у вигляді окремих програмно-технічних комплексів(ПТК), які забезпечують вирішення конкретних завдань; по-третє - у складі стаціонарних чи мобільних багатофункціональних моделюючих центрів(Комп'ютерних центрів моделювання військових дій – КЦ МВС).

Досвід розробки та експлуатації АСУВ показує, що у ряді випадків існує об'єктивна необхідність включення математичних моделей до складу СМПО АСУВ,наприклад, для забезпечення порівняльного аналізу варіантів застосування військ при виробленні задуму операції, оцінки ефективності варіантів побудови масованого вогневого удару та ін. завданнями, отримуючи більшу частину інформації від них в автоматизованому режимі. Ці моделі повинні мати гранично простий інтерфейс користувача, що забезпечує достатній набір формалізованих керуючих впливів по порядку застосування військ (сил) і бойових систем, а також функцій з наочного уявлення результатів моделювання.

Таблиця 2

Ієрархічна структура математичних моделей озброєного

протиборства

Йдеться в першу чергу про штабні моделі, іноді ще звані в спеціальній літературі «експрес-моделями», хоча визначення «експрес» звучить дещо зневажливо, відображаючи лише зовнішні споживчі якості моделі - простоту управління та швидкість отримання результату. У той самий час штабні моделі є досить складним продуктом: вони адекватно описують процес, моделювання якого розроблялися. Зовнішня простота досягається тривалою роботою над оптимізацією обчислювальних алгоритмів та інтерфейсів користувача. Проте саме такі моделі можуть широко використовуватися офіцерами, які не мають спеціальної комп'ютерної підготовки.

Заради справедливості слід зазначити, що творча та «штучна» робота зі створення інтерфейсів програм та вироблення підходів щодо їх уніфікації, виконати яку може лише фахівець із широким оперативним та технічним кругозором, не належить до наукової діяльності. При цьому відсутність уніфікованих підходів до інтерфейсної реалізації математичних моделей та інформаційно-розрахункових завдань у роботі посадових осіб суттєво знижує їх власні властивості, ускладнює освоєння посадовими особами та впровадження в діяльність органів військового управління.

Більш різноманітні за функціоналом, хоча й складніші в експлуатації моделі іноді доцільно не включати до складу СМПО АСУ, а використовувати у складі багатофункціональних комп'ютерних моделюючих центрів або окремих спеціалізованих ПТК. Це зумовлено такими факторами:

складні моделі, комплекси та системи моделей можуть формувати вимоги до обчислювальної техніки,які завжди забезпечуються засобами серійних АСУВ;

дорожнеча розробки та необхідність обслуговування складних математичних моделей іноді робить недоцільним постачання їх до органів військового управління для використання лише кілька разів на рік, а іноді й рідше, доцільніше використовувати одну модель у режимі переміщенняу складі мобільних ПТК із власним персоналом;

більш складні та різноманітні в управлінні моделі вимагають обслуговування більш підготовлених спеціалістів,які не є в автоматизованих органах військового управління;

вимоги до складу та деталізації вихідних даних складних моделей (комплексів та систем моделей) не завжди дозволяють організувати їх автоматизована взаємодіяз базою даних АСУВ;

різноманітність вихідної інформації потребує її комплексної оцінки,часто на межі науки та мистецтва, що може бути забезпечене лише досвідченим фахівцем у галузі моделювання. Більше того, тільки фахівець у галузі моделювання може детально знати припущення та обмеження, прийняті при розробці моделі, сферу її застосування та оцінити ступінь впливу цих факторів на результати моделювання. У справі оперативного (бойового) планування з огляду на високу ціну помилки це важлива обставина.

Ці чинники разом із необхідністю забезпечення вирішення завдань оперативного планування та формування програми озброєнь обумовлюють необхідність створення спеціалізованих комп'ютерних центрів (окремих ПТК) моделювання військових дій (КЦ МВС) поза рамками АСУВ. Такі комп'ютерні центри моделювання можуть бути стаціонарними або рухомими, оснащуватися комп'ютерами в різній комплектації, але при цьому повинні обов'язково дотримуватись умов можливості обміну інформацією між КЦ МВС та АСУВ та забезпечення вимог безпеки вихідної інформації АСУВ.

Стаціонарні моделюючі центри можуть використовуватися на користь органів управління вищої ланки під час здійснення стратегічного планування, організації та аналізу результатів заходів оперативної підготовки, формування програм озброєння, розробки мобілізаційних планів та інших подібних заходів.

Мобільні КЦ МВС можуть застосовуватися для посилення штабів оперативно-стратегічної та оперативної ланок під час оперативного планування та завчасної підготовки операцій, а також у ході проведення заходів оперативної (бойової) підготовки.

Таким чином, математичне моделювання в галузі збройного протиборства доцільно, на нашпогляд, розвивати за такими основними напрямами:

Перше - створення штабних моделей, що враховують основні фактори, що впливають на процес протиборства, з гранично простим інтерфейсом для використання у складі СПО АСУВ при проведенні порівняльної оцінки рішень на застосування військ (сил). Поряд з цим можна розглянути можливість впровадження моделей до складу розрахунково-моделюючих комплексів з метою проведення порівняльної оцінки варіантів, що розраховуються в автоматичному режимі, непомітно для користувача.

Друге - створення спеціалізованих ПТК, у тому числі мобільних, що сполучаються з КСА АСУВ за вхідними та вихідними даними, для моделювання на користь вирішення складних завдань та завдань з обмеженим доступом до інформації.

Третє - створення поза рамками АСУВ багатофункціональних КЦ МВС, що включають комплекси та системи математичних моделей та розрахункових задач з метою забезпечення вирішення широкого спектру завдань оцінки та прогнозування обстановки на користь прийняття військово-політичних рішень, планування військових дій та будівництва Збройних Сил.

Запропонована класифікація моделей, пропонований понятійний апарат та підходи до реалізації ММ для органів військового управління різного рівня дозволить, на наш погляд, чітко визначити місце та принципи використання технологій математичного моделювання у ЗС РФ, виробити єдиний погляд на методи застосування ММ у системі будівництва, планування застосування , підготовки та управління військами (силами), упорядкувати процес їх розробки та впровадження у практику діяльності органів військового управління.

Аналіз стану, перспектив розвитку моделювання та динаміки зростання витрат на розробку математичних моделей військових дій у ЗС провідних держав світу, показує серйозність ставлення до цього питання за кордоном і служить додатковим підтвердженням актуальності питань, що розглядаються в цій статті.

Військова Думка. 2004. № 10. С. 21-27; 2003. № 10. С. 71-73.

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

Військова Думка. 2005. № 7. С. 9-11; 2006. № 12 С. 16-20.

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

Військова енциклопедія. М.: Воєніздат, 2001. Т. 5. З. 32.

Військовий енциклопедичний словник. М: МО РФ, Інститут воєнної історії, 2002. С. 1664.

http://www.wikipedia.org._

Зарубіжний військовий огляд. 2006. № 6. С. 17-23; 2008. № 11. С. 27-32.

Для коментування необхідно зареєструватись на сайті

ВІЙСЬКОВА ДУМКА № 12/1987, стор. 36-44

УПРАВЛІННЯ ВІЙСЬКАМИ

Б. А. КОКОВІXІН ,

контр-адмірал запасу, кандидат військово-морських наук, доцент

У статті викладається суто особиста думка автора. Запрошуємо читачів висловити своє ставлення до питань, що розглядаються в ній.

У цій статті розглядається питання створення математичних моделей (методик) для обґрунтування розрахунками рішень, що приймаються командувачами (командирами) під час підготовки та ведення бойових дій. У принципі ця проблема існує протягом усієї історії воєн та військового мистецтва, але найбільш гостро постала у XX столітті у зв'язку з появою та швидким розвитком нових видів зброї та техніки. Нині вона у тому, щоб створити такі математичні моделі, які б повніше забезпечувати практичну діяльність командувачів (командирів) та його штабів.

Через низку обставин це завдання повністю ще не вирішене. Довгий час вважалося, що основні труднощі та невдачі у її рішенні обумовлені недостатніми можливостями обчислювальної техніки та математики. При сучасному рівні їх розвитку ця точка зору стає непереконливою та неспроможною. Наразі першочергова увага приділяється методологічному бокові проблеми. Тому насамперед необхідно розкрити, проаналізувати та усунути причини, що ускладнюють створення прийнятних для практики моделей операцій (бойових дій). На мій погляд, перша (головна) причина лежить в області основних понять (категорій) теорії війни та військового мистецтва, а тому насамперед важливо точно знати, що являють собою збройна боротьба та складові її військові дії, які називають удар, бій, бій, операція , які їх сутність, внутрішній, об'єктивно необхідний зміст і структура, як вони взаємопов'язані між собою, чим відрізняються один від одного.

На жаль, на ці запитання, як на мене, немає чітких, ясних, логічно обґрунтованих відповідей. Наприклад, «бойові дії» теорія визначає так: 1) організовані дії частин, з'єднань всіх видів ЗС у виконанні поставлених бойових завдань. До бойових дій оперативно-стратегічного та стратегічного масштабу зазвичай застосовують термін «військові дії»; 2) форма оперативного застосування об'єднань та з'єднань видів ЗС у рамках операції (або між операціями) у складі об'єднання більшого масштабу. Різновидами бойових дій є систематичні бойові дії як особлива форма оперативного застосування об'єднань військ ППО, ВПС, ВМФ. Ці незрозумілі, суперечливі, не піддаються логічного пояснення визначення, мій погляд, породжені масштабної класифікацією, за якою дії військ прийнято поділяти на бойові, оперативні і стратегічні не залежно від їхньої сутності та об'єктивно необхідного змісту, а «залежно від масштабу збройної боротьби, можливостей військ (сил), мети та характеру бойових завдань».

Постає питання: чи можна розробити практично прийнятні математичні моделі, не оперуючи досить точними та глибокими основними поняттями (категоріями) військового мистецтва? Загалом можна. Але чого це веде? Пройшло багато років, витрачено чимало сил і коштів, але проблема так і не знайшла свого повного теоретичного та практичного розв'язання. Понад те, часом порушується питання, у тому напрямі ведуться дослідження. Якщо необхідні моделі створювати без строгих і глибоких теоретичних обґрунтувань, результати, що отримуються з їх допомогою, не будуть заслуговувати на повну довіру. «Не можна успішно рухатися вперед методом спроб та помилок. Це дорого обходиться суспільству». Отже, для забезпечення надійного, теоретично обґрунтованого вирішення проблеми насамперед треба уточнити і поглибити наші поняття про сутність, зміст, структуру збройної боротьби, складові військового мистецтва.

Для цього потрібно.

Перше.Твердо дотримуватися марксистсько-ленінського визначення війни як організованої збройної боротьби між державами чи класами всередині держави, яка за своєю соціально-політичною природою є «продовженням політики насильницькими засобами». «Насильство - це нині армія та військовий флот...» (К. Марксі Ф. Енгельс.Соч., т. 20, с. 171). Політична, економічна, ідеологічна та інші форми боротьби не тільки не припиняються, а, навпаки, запеклі під час війни, надаючи в кінцевому підсумку вирішальний вплив на її результат, що, однак, не змінює сутності та об'єктивно необхідного змісту війни як збройної боротьби. Дане в Радянській Військовій Енциклопедії визначення війни як сукупності всіх форм боротьби, включаючи і збройну, повторює застарілу точку зору, що існувала ще в початку XIXстоліття. Я вважаю, що таке визначення спотворено відображає дійсність, вносить плутанину у розуміння предмета військової науки, ускладнює вирішення теоретичних та прикладних проблем, у тому числі моделювання операцій (бойових дій). Історичний досвід підтверджує, що військова наука завжди займалася і займається війною як збройною боротьбою та військовим мистецтвом, а тому теорія війни та військового мистецтва – це і є власне «військова» наука, її філософська (фундаментальна) частина.

Друге. Відокремити теорію війни і військового мистецтва від теоретичних описів типових варіантів ведення війни і військових дій залежно від умов військово-політичної обстановки у світі і поглядів військового керівництва протилежних сторін. Справа в тому, що типові варіанти і погляди у формі статутних положень підмінили військову науку. Офіцерський корпус командно-штабної спеціальності навчається, працює, навчає підлеглих не з науки, а з поглядів; дії своїх військ організовуються на наші погляди, противник оцінюється за його поглядами. Усе це неминуче веде до прийняття шаблонних рішень, які можуть повною мірою забезпечити розробку математичних моделей, прийнятних штабів.

Третє.Навчання офіцерського складу та осіб, які залучаються до моделювання військових дій, необхідно починати з доказу істинності (відповідності об'єктивної дійсності) категорій військової науки, подібно до того, як, наприклад, у геометрії доводяться теореми. В. І. Ленін підкреслював: «Категорії треба вивести(а не довільно чи механічно взяти) (не «розповідаючи», не «запевняючи», а доводячи)...»(Повн. зібр. тв., т. 29, с. 86). Це дозволить тим, хто навчається, одночасно пізнати сутність способів стратегічних, оперативних, бойових дій і теорію військового мистецтва в цілому.

У роботі «Категорії військового мистецтва у світлі матеріалістичної діалектики» зроблено спробу вивести категорії війни та військового мистецтва, уточнити та звести їх у взаємопов'язану систему, сформулювати такі основні положення.

Дії військ (сил) у війні («військові» дії) включають розгортання, перерозгортання та створення угруповань: на театрі бойових дій- для ведення взаємозалежних операцій («стратегічні» дії); в операції- для ведення взаємозалежних боїв («оперативні» дії); в бою- для взаємопов'язаного застосування зброї, а також саме її застосування за супротивником («бойові» дії). Отже, в сучасних умовах при веденні війни лише звичайною зброєю військові дії- це сукупність стратегічних, оперативних та бойових (тактичних) дій. У принципі вони можуть вестись будь-якою кількістю військ, але верхня межа їх доцільно обмежувати такою кількістю, при подальшому збільшенні якої ймовірність виконання поставленого завдання практично залишається на тому ж рівні.

Збройна боротьба і її військові дії ведуться не взагалі, як хто хоче, а об'єктивно необхідними способами, якими є бій, операція, перегрупування, військові дії. Спосіб- це організовані певним чином дії військ даного складу при виконанні поставленого завдання в конкретних умовах обстановки, що склалася. Військові дії, як би вони не називалися, є не що інше, як прояв сутностей основних способів за різного їхнього поєднання. При цьому дії військ як однієї, так і іншої сторони в ході війни безперервно переходять одна в одну в певну послідовність, яку неможливо змінити. Сутність їх полягає в об'єднанні та зосередженні зусиль, можливостей військ там і в той момент, де і коли це необхідно. У бою це досягається шляхом об'єднання вогневої потужності для поразки тих об'єктів (угруповань) супротивника, знищенням (висновком з ладу) яких забезпечується виконання поставленого завдання. Такий шлях дозволяє значно збільшити загальну силу натиску або опору військ щодо арифметичної суми індивідуальних можливостей бойових одиниць створити необхідну перевагу над противником і завдати йому поразки. В операції- об'єднанням кінцевих результатів дій військ у всіх боях, що становлять цю операцію, для поразки тих угруповань та об'єктів противника, знищенням яких забезпечується виконання поставленого завдання.

У цьому передбачається як поразка обраних об'єктів, а й використання результатів дій військ у одних боях підвищення їх ефективності інших. При перегрупуванні на ТВД - шляхом розгортання та перерозгортання військ при всебічному їх забезпеченні з метою своєчасного створення повністю підготовлених угруповань для ведення операцій у вирішальному місці та у вирішальний момент війни; у війні - об'єднанням та використанням у взаємних інтересах кінцевих результатів дій військ у всіх операціях, спрямованих на розгром збройних сил противника на даному театрі військових дій, а також шляхом своєчасного створення всебічно забезпечених угруповань для запланованих операцій.

На підставі викладеного можна сказати, що для практичної діяльності командувачів (командирів) та їх штабів потрібно розробляти математичні моделі способів ведення бою (операції) на основі того якісного та кількісного складу військ, який виділено або може бути виділено для виконання поставленого завдання з урахуванням внутрішньої структури війни та військового мистецтва (схема 1). За її створення важливо також враховувати природно-історичний процес розвитку та зміни способів ведення війни, що становлять її військові дії залежно від появи та розвитку нових видів зброї та технічних засобів (схема 2).

Четверте.Теорію війни та військового мистецтва, тобто філософську (фундаментальну) частину військової науки, необхідно вивести з вузьковідомчого підпорядкування і передати до Академії наук СРСР, де вона має бути представлена ​​нарівні з усіма іншими суспільними науками. Це, мій погляд, єдино реальний шлях, здатний підняти військову науку більш високий, якісно новий рівень, який би надійне, теоретично обгрунтоване вирішення багатьох прикладних проблем, зокрема і моделювання військових дій.

Друга причина труднощів у розробці моделей полягає в тому, що зараз до них пред'являється вимога – врахувати по можливості всі фактори, які можуть впливати на організацію та ведення операції (бойових дій). Це неминуче веде до різкого збільшення непередбачуваної вихідної інформації. Такі моделі можуть бути використані лише в дослідницьких цілях, але не для роботи командувачів (командиров) та штабів під час планування військових дій.

В даний час моделі розробляються заздалегідь і являють собою математичний аналог типового бою (операції), в якому максимально можливо враховуються: існуюча організаційна структура військ (сил), їх кількісний і якісний склад; типові параметри різних бойових дій, зафіксовані у керівних документах; конкретні військово-географічні умови театрів військових дій та ін. І це стосується як наших військ, і противника. У житті конкретні воєнні дії ніколи не повністю збігаються з типовими. Враховуючи, що організація, штатний склад військ (сил) та інші умови безперервно та швидко змінюються, розроблені моделі також втрачають свою практичну цінність. Це третя причина.

Четверта полягає в тому, що фахівці в галузі військового мистецтва (оператори) беруть активну участь у створенні типових математичних моделей військових дій, моделюють їх тільки в частині розробки словесної моделі у вигляді формулювання можливих варіантів рішень воюючих сторін. Вихідна інформація закладається наперед. Частина, що її бракує, необхідна для того, щоб модель «працювала» в умовах конкретної обстановки, періодично уточнюється і вибирається з так званої постійної інформації.

Загальний недолік штабних моделей у тому, що з допомогою можна оцінити лише один бік військового мистецтва командира (командувача), який приймає рішення, яка характеризує його вміння організовувати дії військ з метою максимального використання їх потенційних можливостей. Друга (з погляду військового мистецтва складніша і важка сторона) - використання, а при можливості і створення (шляхом введення супротивника в оману, швидкого і несподіваного маневру військ і т. д.) умов, що дозволяють послабити супротивника і значно збільшити об'єднані зусилля своїх військ на головному напрямку у вирішальний момент бою (операції), - існуючими моделями оцінюється слабо.

На підставі викладених вище положень, що стосуються теорії війни та військового мистецтва, мною пропонується один із можливих підходів, який може забезпечити створення практично прийнятних для штабів математичних моделей військових дій. Суть його зводиться до наступного.

Кожна модель бою (операції) повинна уточнюватися відповідним командувачем (командиром) та його штабом на основі тієї інформації, яку вони мають у своєму розпорядженні в період вироблення та прийняття рішення, при визначенні лише задумів дій протилежних сторін.

Чому лише задумів?

Історичний досвід свідчить про те, що фактичний хід військових дій зазвичай відповідав саме задумам дій сторін і ніколи не збігався повністю з детально розробленими рішеннями (планами) незалежно від того, яка сторона (наступає або обороняється) досягла або не досягла своєї мети. Наприклад, німецько-фашистська армія, воєначальники якої відрізнялися скрупульозністю, особливо при плануванні раптового нападу, успішно розпочала війну проти Радянського Союзуі вела її у 1941 році відповідно до задуму, покладеного в основу плану "Барбаросса". Однак надалі перебіг подій значно відрізнявся від плану. Зрештою, мета війни не була досягнута через недостатню обґрунтованість її задуму: не було враховано єдність, згуртованість радянського народу і безприкладний героїзм наших воїнів.

Таким чином, модель, розроблена на основі інформації, що описує детально майбутній хід військових дій сторін, свідомо не відповідатиме фактичному ходу подій, і результати розрахунків виявляться дуже сумнівними. При застосуванні запропонованого підходу важливо, щоб у формулюваннях задумів дій сторін чітко проглядалася сутність військового мистецтва, яка, на мій погляд, полягає в умінні стати сильнішим за противника, створити переважну перевагу над ним у вирішальний момент і у вирішальному місці війни і складових її військових дій. (Тут йдеться не про створення спільної військової переваги в глобальному масштабі, чого домагаються Сполучені Штати Америки, а про мистецтво (вміння) перемогти наявними силами агресора у разі його нападу). Розуміння цього є тією основою, яка поєднує в діалектичній єдності стратегію, оперативне мистецтво та тактику. Разом про те кожна складова частина військового мистецтва має власну сутність. Але, на мою думку, сутність стратегії, оперативного мистецтва і тактики полягає в умінні створити переважну перевагу над противником у вирішальний момент, у вирішальному місці шляхом об'єднання та взаємного використання кінцевих результатів усіх операцій (боїв), спрямованих на досягнення поставленої мети, а також у Можливості застосовувати умови конкретної обстановки у сфері своєчасного розгортання всебічно забезпечених угруповань ведення запланованих операцій (боїв).

Розробка моделей(виробництво розрахунків) та аналіз їх результатів можуть мати такий порядок: визначаються загальне співвідношення сил сторін у районі проведення операції (бою) на момент їїпочатку, а також варіанти задумів дій противника та своїх військ; вибирається критерій оцінки можливих задумів; обчислюються за обраним критерієм очікувані результати за всіх поєднаннях варіантів їх задумів; аналізуються результати та вибирається найбільш доцільний задум операції (бою).

При визначенні кожного варіантадій тієї та іншої сторони, що обирається для оцінки, потрібно сформулювати: де(На якому напрямку, в якому районі, в якій зоні, смузі та проти яких об'єктів противника), коли(у який момент, період) та як(яким шляхом, способом, прийомом тощо) необхідно створити переважну перевагу над противником. Зміна відповіді хоча б на одне з цих питань породжує новий варіант задуму дій даної сторони.

Критерієм оцінки варіантів дій сторін при всіх можливих їх поєднаннях може бути ймовірність завдання поразки противнику (виконання поставленого завдання) або співвідношення сил сторін на головному напрямку у вирішальний момент операції (бою). Переклавши це на мову математики, можна сказати: на головному напрямку у вирішальний момент треба зуміти (саме «зуміти» - в цьому полягає мистецтво воєначальника в межах матеріальних можливостей військ) створити таке співвідношення сил на свою користь, при якому поставлене завдання було б виконане з ймовірністю, наприклад, щонайменше 0,8. При цьому слід підкреслити, що йдеться про якісне співвідношення сил сторін, виражене кількісними величинами. Така ймовірність поразки служить критерієм, що забезпечує вибір найбільш доцільних варіантів задуму майбутньої операції.

Аналіз результатів розрахунків та вибір оптимального варіанту задуму операції (бою) доцільно проводити за допомогою теорії ігор. При цьому слід мати на увазі, що в даному випадку визначаються такі варіанти, застосовуючи які сторони, що протистоять, не ризикують програти більше або виграти менше, ніж це можливо за обраним критерієм в даній обстановці.

Якщо противник рівний чи сильніший як за складом військ, так і за рівнем військового мистецтва, вибір «гарантованих» задумів ніколи не зможе забезпечити досягнення перемоги. Тому в запропонованому методі моделювання операції (бойових дій) для аналізу за допомогою теорії ігор потрібно відібрати ті варіанти задумів сторін, при яких досягається переважна перевага над противником у вирішальний момент, у вирішальному місці бою (операції). Звичайно, це ризиковано, але без цього перемогти сильного супротивника не можна. З них можна вибрати відносно найкращий за критерієм, який повинен встановити командувач (командир), що виробляє задум.

Застосування запропонованого підходу до створення математичних моделей спробуємо показати двох класичних прикладах.

У відомій битві при Каннах (216 р. до н. е.) карфагенський полководець Ганнібал, незважаючи на подвійну загальну чисельну перевагу супротивника, майже повністю знищив римське військо. Загальний чисельний склад та втрати сторін були такими:

То була не випадкова перемога. Ще до початку бою Ганнібал поставив собі за мету не просто досягти успіху, а повністю знищити римську армію. Свій задум він майстерно втілив у життя.

Римська піхота була побудована в бойовий порядок (фалангу), що має не менше 34 шеренг у глибину та близько 1700 осіб по фронту. Кіннота розташовувалася на флангах. Війська Ганнібала будувалися в шість колон, з яких дві середні (загальним числом 20 тис. осіб) складалися зі слабкої іспанської та недавно навербованої галльської піхоти. Їх оздоблювали дві колони по 6 тис. африканських випробуваних ветеранів. На флангах піхоти знаходилися кавалерійські колони: на лівому - важкоозброєна кіннота (кірасири Газдрубала), на правому-легка кіннота (переважно нумідійська).

Подальший перебіг подій був наступний. З початком бою кіннота Газдрубала перекинула римських вершників, частиною сил допомогла нумідійській кінноті втікати римських вершників на лівому фланзі римської піхоти і головними силами кинулась на тил фаланги, змусивши її спочатку повернутися назад, а потім зупинитися. У центрі фронту після короткої сутички римляни рішуче атакували галлів та іспанців, завдали їм великих втрат і змусили карфагенський Центр позадкувати. Особиста присутність тут Ганнібала втримала галів від розриву фронту та втечі. У цей рішучий момент під впливом удару з тилу римська фаланга зупинилася, що означало її загибель, тільки крайні шеренги оточеної юрби римських легіонів могли діяти зброєю, а задні - являли мету для каменів, дротиків і стріл. Результат бою було вирішено. Далі було побоїще.

Виходячи з фактичного перебігу подій, словесну модель дій карфагенських військ, тобто задум Ганнібала, можна сформулювати так: малими силами стримати перший натиск фаланги римської піхоти в центрі, змісти римську кінноту на флангах, повністю оточити і ударом з тилу зупинити просування фаланги. позбавивши її цим наступальної сили, і, використовуючи її неповороткість і слабку навченість римської піхоти, повністю розгромити противника. Задум римського полководця Сервілія: всю силу піхоти направити на центр бойової побудови карфагенян, рішучою атакою зім'яти супротивника, кинувши його втечу, після чого по черзі розбити розрізнені частини піхоти і кавалерії.

Суть конфліктної ситуації, що склалася, і весь розрахунок зводяться тут до вирішення одного питання: у кого було більше шансів - у Ганнібала, щоб стримати тиск римської фаланги в центрі до того моменту, коли кіннота Газдрубала завдасть по ній удару з тилу і зупинить її, або у Сервілія. , щоб розтрощити центр бойової побудови карфагенян, перш ніж зупинити і перебудувати фалангу для дій на інших напрямках? Математичного опису самих дій військ сторін на вирішення цього питання не требуется.

Проаналізувавши, як кажуть, «зворотним ходом» кінцевий результат бою з позицій сутності військового мистецтва, можна сказати, що у вирішальний момент бою на вирішальному напрямку (у центрі) Ганнібал зумів створити (за рахунок удару, фалангою з тилу) переважне (щонайменше принаймні чотириразова) перевага над противником і тим самим не допустив руйнування центру своєї піхоти.

У ході Великої Вітчизняної війнипри веденні військових дій на сталінградському напрямку склалася ситуація, аналогічна розглянутій вище, тільки при іншому загальному кількісному співвідношенні військ воюючих сторін та значно більшому розмаху військових дій. Судячи з фактичного перебігу подій, загальний задум наших військ полягав у тому, щоб малими силами утримати правий берег Волги в районі Сталінграда, зосередити на флангах німецько-фашистського угруповання переважаючі сили, ударами, що сходяться, оточити і знищити її.

Для обґрунтування цього задуму, на мій погляд, достатньо створити таку математичну модель, яка б вирішувала одне питання: хто має більше шансів - наші війська, щоб утримати плацдарм на правому березі Волги щонайменше до повного оточення противника, або противник, якому необхідно було скинути наші оборонні війська у Волгу перш, ніж повернути свої війська назустріч нашим наступаючим військам? Розробляти для обґрунтування даного задуму складну математичну модель таких великомасштабних військових дій було б недоцільно: вона не дала б більш точних результатів, що заслуговують на довіру. Скоріше навпаки.

Звісно, ​​аналізуючи окремі приклади, не можна робити категоричних висновків. Але деякі міркування можна висловити.

Перше. Моделі, які не враховують військове мистецтво полководців, будуть неповно відображати об'єктивну дійсність і завжди давати однозначну відповідь: переможе сторона, яка має чисельну перевагу та великі матеріальні можливості. Застосування таких моделей навчить офіцерів перемагати числом, а чи не вмінням. Щоб врахувати в математичних моделях рівень військового мистецтва та виробити відповідні коефіцієнти, необхідно ретельно проаналізувати історичний досвід, як показано вище на двох прикладах.

Друге.Основною умовою успішного використання запропонованого підходу є вміння виявляти суть конфліктних ситуацій, що складаються під час підготовки та ведення воєнних дій, та оцінити їх з погляду сутності військового мистецтва.

Третє.Чим коротше, чіткіше і ясніше сформульовані задуми дій сторін, тим легше виявити сутність конфліктної ситуації, що складається, і визначити питання, що вимагає розрахунків для свого вирішення. Чим простіше модель, тим вона ближча до дійсності, менш спотворено її відображає, вимагає менше вихідної інформації. Очевидно, що і математичний апарат для таких моделей також буде нескладним (у межах теорії ймовірностей та теорії ігор).

Нагадаємо, що пропонований підхід відноситься лише до моделей для обґрунтування задумів прийнятих рішень. Математичні моделі для дослідницьких цілей, графічного відображення на екрані прийнятих рішень щодо поточної ситуації та інші тут не розглядаються.

На закінчення відзначимо, що заслуговує на увагу ще один відомий підхід до створення моделей (які умовно можна назвати «дуельними»), коли командувач (командир) грає «шахову партію» з ЕОМ, що імітує противника. Звичайно, цей шлях складний, трудомісткий, але, як на мене, перспективний з точки зору підвищення ефективності навчання офіцерів військовому мистецтву.

Математична модель і методика оперативно-тактичних розрахунків - те саме.

Військова Думка. - 1987. - № 7. - З 33-41

Військовий енциклопедичний словник. - М.: Воєніздат, 1986. - С. 89

Саме там.-С. 145.

Матеріали Пленуму Центрального Комітету КПРС, 25-26 червня 1987 р. - М. Політвидав, 1987.-С. 12.

Радянський енциклопедичний словник. - М.: Рад. енциклопедія, 1983. - С. 238

Військовий енциклопедичний лексикон. - Ч. III. - СПб, 1839. - С. 454.

Морський атлас-Т. III.- Ч. 1.-МО СРСР, 1958-Л. 1,

Для коментування необхідно зареєструватись на сайті

Процес створення математичних моделей бойових дій трудомісткий, тривалий і вимагає використання праці фахівців досить високого рівня, які мають хорошу підготовку як у предметній галузі, пов'язаній з об'єктом моделювання, так і в галузі прикладної математики, сучасних математичних методів, програмування, які знають можливості та специфіку сучасної обчислювальної техніки. Відмінною особливістю математичних моделей бойових дій, створюваних в даний час, є їх комплексність, обумовлена ​​складністю об'єктів, що моделюються. Необхідність побудови таких моделей вимагає розробки системи правил і підходів, що дозволяють знизити витрати на розробку моделі і зменшити ймовірність появи помилок, які важко усунути. Важливою складовою такої системи правил є правила, що забезпечують коректний перехід від концептуального до формалізованого опису системи тією чи іншою математичною мовою, що досягається вибором певної математичної схеми. Під математичною схемою розуміється приватна математична модель перетворення сигналів та інформації деякого елемента системи, що визначається в рамках конкретного математичного апарату та орієнтована на побудову моделюючого алгоритму даного класу елементів складної системи.

В інтересах обґрунтованого вибору математичної схеми при побудові моделі доцільно провести її класифікацію за метою моделювання, способом реалізації, типом внутрішньої структури, складністю об'єкта моделювання, способом представлення часу.

Слід зазначити, що вибір класифікаційних ознак визначається конкретними цілями дослідження. Метою класифікації в даному випадку є, з одного боку, обґрунтований вибір математичної схеми опису процесу бойових дій та її подання в моделі на користь отримання достовірних результатів, а з іншого - виявлення особливостей моделюваного процесу, які необхідно враховувати.

Мета моделювання – дослідження динаміки перебігу процесу збройної боротьби та оцінка показників ефективності бойових дій. Під такими показниками розуміється чисельна міра ступеня виконання бойового завдання, яку кількісно можна представити, наприклад, відносною величиною шкоди, що запобігається, об'єктам оборони або шкоди, що завдається противнику.

Спосіб реалізації повинен полягати у формалізованому описі логіки функціонування зразків озброєння та військової техніки(ВВТ) відповідно до своїх аналогів у реальному процесі. Необхідно враховувати, що сучасні зразки ОВТ - це складні технічні системи, що вирішують комплекс взаємозалежних завдань, які є складними технічними системами. При моделюванні таких об'єктів доцільно зберегти та відобразити як природний склад та структуру, так і алгоритми бойового функціонування моделі. Причому залежно від цілей моделювання може знадобитися варіювання цими параметрами моделі (складом, структурою, алгоритмами) для різних варіантів розрахунку. Ця вимога визначає необхідність розробляти модель конкретного зразка ОВТ як складову модель його підсистем, які представляють взаємопов'язані компоненти.

Таким чином, за класифікаційною ознакою тип внутрішньої структури модель має бути складовою та багатокомпонентною, за способом реалізації – забезпечувати імітаційне моделювання бойових дій.

Складність об'єкта моделювання. При розробці компонент, визначальних склад моделей зразків ОВТ, і об'єднанні моделей зразків ОВТ в єдину модель бойових дій необхідно враховувати характерні масштаби, що відрізняються на порядки, зосередження за часом величин, що фігурують у компонентах.

Кінцевою метою моделювання є оцінка показників ефективності бойових дій. Саме розрахунку цих показників і розробляється модель, що відтворює процес бойових дій, який умовно назвемо головним. Характерний тимчасової масштаб решти що входять у нього процесів (первинної обробки радіолокаційної інформації, супроводу цілей, наведення ракет та інших.) набагато менше головного. Таким чином, всі процеси, що протікають у збройній боротьбі, доцільно розділити на повільні, прогноз розвитку яких цікавить, і швидкі, характеристики яких не цікавлять, проте їх вплив на повільні необхідно враховувати. У разі характерний тимчасової масштаб опосередкування вибирається те щоб мати можливість скласти модель розвитку основних процесів. Що ж до швидких процесів, то рамках створюваної моделі необхідний алгоритм, що дозволяє у моменти здійснення швидких процесів враховувати їх впливом геть повільні.

Можливі два підходи до моделювання впливу швидких процесів на повільні. Перший полягає у розробці моделі їх розвитку з відповідним характерним тимчасовим масштабом опосередкування, набагато меншим, ніж у основних процесів. При розрахунку розвитку швидкого процесу відповідно до його моделі характеристики повільних процесів не змінюються. Результатом розрахунку є зміна характеристик повільних процесів, що з точки зору повільного часу відбувається миттєво. Для того щоб мати можливість реалізувати цей спосіб розрахунку впливу швидких процесів на повільні, необхідно вводити відповідні зовнішні величини, ідентифікувати та верифікувати їх моделі, що ускладнює всі етапи технології моделювання.

Другий підхід полягає у відмові від опису розвитку швидких процесів за допомогою моделей та розгляду їх характеристик як випадкові величини. Для цього способу необхідно мати функції розподілу випадкових величин, які характеризують вплив швидких процесів на повільні, і навіть алгоритм, визначальний моменти наступу швидких процесів. Замість розрахунку розвитку швидких процесів проводиться викид випадкового числа і залежно від значення, що випало, відповідно до відомих функцій розподілу випадкових величин визначається значення, яке приймуть залежні показники повільних процесів, таким чином враховується вплив швидких процесів на повільні. В результаті характеристики повільних процесів стають випадковими величинами.

Необхідно відзначити, що при першому способі моделювання впливу швидких процесів на повільні швидкий процес стає повільним, головним, і на його перебіг впливають швидкі по відношенню до нього процеси. Ця ієрархічна вкладеність швидких процесів у повільні - одна із складових тієї якості моделювання процесу збройної боротьби, яка відносить модель бойових дій до структурно-складної.

Спосіб подання модельного часу. На практиці використовують три поняття часу: фізичне, модельне та процесорне. Фізичний час відноситься до процесу, що моделюється, модельне - до відтворення фізичного часу в моделі, процесорне - це час виконання моделі на комп'ютері. Співвідношення фізичного та модельного часу задається коефіцієнтом K, що визначає діапазон фізичного часу, що приймається за одиницю модельного часу.

У силу дискретного характеру взаємодії зразків ОВТ та їх подання у вигляді комп'ютерної моделі модельний час доцільно задавати шляхом збільшення дискретних часових відрізків. При цьому можливі два варіанти його подання: 1) дискретний час є послідовністю рівновіддалених один від одного речових чисел; 2) послідовність тимчасових точок визначається значущими подіями, що відбуваються в об'єктах, що моделюються (подійний час). З точки зору обчислювальних ресурсів другий варіант раціональніший, оскільки дозволяє активізувати об'єкт і імітувати його роботу тільки при настанні деякої події, а в проміжку між подіями припускати, що стан об'єктів залишається незмінним.

Однією з основних завдань розробки моделі є виконання вимоги синхронізації всіх об'єктів, що моделюються, за часом, тобто правильне відображення порядку і тимчасових відносин між змінами в процесі бойових дій на порядок виконання подій у моделі. При безперервному уявленні часу вважається, що існують єдині всім об'єктів годинник, які показують єдиний час. Передача інформації між об'єктами відбувається миттєво, і таким чином, звіряючись з єдиним годинником, можна встановити тимчасову послідовність всіх подій, що відбувалися. Якщо в моделі існують об'єкти з дискретним уявленням часу, для формування єдиного годинника моделі необхідно об'єднати безліч тимчасових відліків моделей об'єктів, упорядкувати і довизначити значення сіткових функцій на тимчасових відліках, що відсутні. Синхронізувати моделі об'єктів з подієвим часом можна тільки явно шляхом передачі сигналу про настання події. При цьому необхідна програма-планувальник організації виконання подій різних об'єктів, яка й визначає необхідний хронологічний порядок виконання подій.

У моделі бойових дій необхідно спільно використовувати подієвий та дискретний час, таке уявлення часу називають гібридним. При його використанні об'єкти, що моделюються, набувають властивість змінювати значення деяких показників стану стрибкоподібно і практично миттєво, тобто стають об'єктами з гібридною поведінкою.

Підсумовуючи наведеної класифікації, можна дійти невтішного висновку у тому, що модель бойових дій має бути складову, структурно-сложную, багатокомпонентну, динамічну, імітаційну модель з гібридним поведінкою.

Для формалізованого опису такої моделі доцільно використовувати математичну схему з урахуванням гібридних автоматів. У цьому випадку зразки ОВТ є багатокомпонентними активними динамічними об'єктами. Компоненти описуються набором змінних стану (зовнішні та внутрішні), структурою (однорівневою чи ієрархічною) та поведінкою (карта поведінки). Взаємодія між компонентами здійснюється шляхом надсилання повідомлень. Для об'єднання компонентів у модель активного динамічного об'єкта використовуються правила композиції гібридних автоматів.

Введемо такі позначення:

sÎRn - вектор змінних стану об'єкта, що визначається сукупністю вхідних впливів на об'єкт, впливів зовнішнього середовища , Внутрішніх (власних) параметрів об'єкта hkÎHk,;

Безліч вектор-функцій, що визначають закон функціонування об'єкта в часі (відбивають його динамічні властивості) і забезпечують існування та єдиність рішення s(t);

S0 - безліч початкових умов, що включає всі початкові умови компонента об'єкта, що породжуються функцією ініціалізації в процесі функціонування;

Предикат, визначальний зміну поведінки об'єкта (виділяє з усіх спеціально відібраних станів необхідне, перевіряє умови, які повинні супроводжувати події, що настала, і приймає при їх виконанні значення істина), задається безліччю булевських функцій;

Інваріант, що визначає певну властивість об'єкта, що має зберігатися на заданих проміжках часу, задається безліччю булевських функцій;

- безліч речових функцій ініціалізації, що ставлять у відповідність до значення рішення в правій кінцевій точці поточного проміжку часу значення початкових умов у лівій початковій точці на новому часовому проміжку :s()=init(s());

Гібридний час, що задається послідовністю тимчасових відрізків виду, - замкнуті інтервали.

Елементи гібридного часу Pre_gapi, Post_gapi є "тимчасовою щілиною" чергового такту гібридного часу tH = (t1, t2, ...). На кожному такті на відрізках локального безперервного часу гібридна система веде себе як класична динамічна система до точки t*, в якій стає справжнім предикатом, що визначає зміну поведінки. Точка t* є кінцевою точкою поточного та початком наступного інтервалу. В інтервалі розташовані дві тимчасові щілини, в яких можуть змінюватися змінні стани. Перебіг гібридного часу в черговому такті ti = (Pre_gapi, Post_gapi) починається з обчислення нових початкових умов у тимчасовій щілині Pre_gapi. Після обчислення початкових умов проводиться перевірка предикату на лівому кінці нового проміжку часу. Якщо предикат приймає значення істина, здійснюється перехід відразу в другу тимчасову щілину, в іншому випадку виконується дискретна послідовність дій, що відповідають поточному такту часу. Тимчасова щілина Post_gapi призначена для виконання миттєвих дій після завершення тривалої поведінки на даному такті гібридного часу.

Під гібридною системою H розуміється математичний об'єкт виду

.

Завдання моделювання полягає у знаходженні послідовності рішень Ht=((s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…), що визначають траєкторію гібридної системи у фазовому просторі станів. Для знаходження послідовності рішень Ht необхідно проводити експеримент чи імітацію моделі за заданих вихідних даних. Інакше кажучи, на відміну аналітичних моделей, з допомогою яких отримують рішення відомими математичними методами, у разі необхідний прогін імітаційної моделі, а чи не рішення. Це означає, що імітаційні моделі не формують своє рішення у тому вигляді, в якому це має місце при використанні аналітичних моделей, а є засобом та джерелом інформації для аналізу поведінки реальних систем у конкретних умовах та прийняття рішень щодо їх ефективності.

У 2 ЦНДІ МО РФ (м. Тверь) на основі представлення об'єктів, що моделюються, у вигляді гібридних автоматів розроблено імітаційний моделюючий комплекс (ІМК) «Селігер», призначений для оцінки ефективності угруповань сил і засобів повітряно-космічної оборони при відображенні ударів засобів повітряно-космічно- го нападу (СВКН). Основу комплексу складає система імітаційних моделей об'єктів, що імітує алгоритми бойового функціонування реальних зразків ОВТ (зенітно-ракетний комплекс, станція радіолокації, комплекс засобів автоматизації командного пункту (для радіотехнічних військ - радіолокаційної роти, батальйону, бригади, для зенітно-ракетних військ - полка). та ін), бойовий авіаційний комплекс (винищувальної авіації та засобів повітряно-космічного нападу), засоби радіоелектронного придушення, вогневі комплекси нестратегічної протиракетної оборони та ін.). Моделі об'єктів представлені як активних динамічних об'єктів (АДО), до складу яких входять компоненти, дозволяють досліджувати у поступовій динаміці різні процеси за її функціонуванні.

Наприклад, станція радіолокації (РЛС) представлена ​​такими компонентами (рис. 1): антенна система (АС), радіопередавальне пристрій (РПрдУ), радіоприймальний пристрій (РПрУ), підсистема захисту від пасивних та активних перешкод (ПЗПАП), блок первинної обробки інформації ( ПОІ), блок вторинної обробки інформації (ВОІ), апаратура передачі даних (АПД) та ін.

Композиція даних компонент у складі моделі РЛС дозволяє адекватно моделювати процеси прийому-передачі сигналів, виявлення ехосигналів і пеленгу, алгоритми перешкоди захисту, вимірювання параметрів сигналу та ін. В результаті моделювання розраховуються основні показники, що характеризують якість РЛС як джерела радіолокаційної інформації (параметри зони виявлення характеристики, що дозволяє здатність, продуктивність, схибленість і т.п.), що дозволяє оцінити ефективність її роботи при різних умовахзавадоцільової обстановки.

Синхронізація всіх об'єктів, що моделюються за часом, тобто правильне відображення порядку і тимчасових відносин між змінами в процесі бойових дій на порядок виконання подій у моделі, здійснюється програмою управління об'єктами (рис. 2). До функцій цієї програми також входять створення та видалення об'єктів, організація взаємодії між об'єктами, протоколювання всіх подій, що відбуваються в моделі.

Використання протоколу подій дозволяє проводити ретроспективний аналіз динаміки бойових дій будь-яким об'єктом, що моделюється. Це дає можливість оцінити ступінь адекватності моделей об'єктів як із використанням методів граничних точок, так і за допомогою контролю коректності моделювання процесів у компонентах об'єкта (тобто перевірка адекватності методом прогону від входу до виходу), що підвищує достовірність та обґрунтованість одержуваних результатів.

Необхідно відзначити, що багатокомпонентний підхід дозволяє варіювати їх складом (наприклад, досліджувати бойову роботу ЗРК з різним типомАСЦУ) на користь синтезу структури, що задовольняє певним вимогам. Причому за рахунок типізації програмного представлення компонентів, без перепрограмування вихідного коду програми.

Загальною перевагою даного підходу при побудові моделі є можливість оперативного вирішення низки дослідницьких завдань: оцінка впливу зміни складу та структури системи управління (кількість рівнів, цикл управління та ін.) на ефективність бойових дій угруповання загалом; оцінка впливу різних варіантів інформаційного забезпечення на потенційні бойові можливості зразків та угруповання в цілому, дослідження форм та способів бойового застосування зразків та ін.

Побудована на основі гібридних автоматів модель бойових дій є суперпозицією спільної поведінки паралельно та/або послідовно функціонуючих та взаємодіючих багатокомпонентних АДО, що є композицією гібридних автоматів, що функціонують у гібридному часі та взаємодіють через зв'язки на основі повідомлень.

Література

1. Сирота А.А. Комп'ютерне моделювання та оцінка ефективності складних систем. М: Техносфера, 2006.

2. Колесов Ю.Б., Сеніченко Ю.Б. Моделювання систем. Динамічні та гібридні системи. СПб: БХВ-Петербург, 2006.

Для навчання військ ВКО необхідна нова матеріально-технічна база, що створюється на основі сучасних максимально уніфікованих технічних засобів навчання, розроблених з використанням сучасних технологій

Забезпечення високого рівня підготовленості особового складу – від рівня окремих підрозділів до вищих ланок управління – з одночасним зниженням матеріальних та фінансових витрат є дуже актуальним проблемним питанням для підготовки військ (сил) та органів управління військ ВКО.

Необхідність вирішення на даний час цього питання обумовлена ​​такими факторами:

• постійною зміною показників засобів збройної боротьби можливого супротивника;
• зростаючою динамікою бойових дій;
• участю різнорідних та різновидових сил та засобів ППО та ПРО при вирішенні завдань ВКО;
• обмеженими можливостями використовуваного типажу повітряних мішеней зі створення повітряної та завадової обстановки під час проведення тактичних навчань із бойовою стрільбою на полігонах МО РФ;
• зростаючою вартістю проведення повномасштабних навчань та спільних тренувань бойових розрахунків різних рівнів управління видів та пологів військ;
• обмеженими можливостями існуючих тренажерних засобів щодо комплексування їх у тренажерні комплекси та тренажні системи на користь комплексної підготовки військ та органів управління ВКО.

Можливим підходом до вирішення проблемних питань, пов'язаних з організацією та проведенням заходів бойової та оперативної підготовки, може бути використання сучасних технологій моделювання збройного протиборства, що застосовуються у технічних засобах навчання (ТЗЗ) для підготовки військ (сил) та органів управління ВКО.

В даний час рядом організацій промисловості: Центром спільних технологічних розробок, НДІ «Центрпрограмсистем», ЗАТ «ЦНТУ «Динаміка», ЗАТ «НДІ ТЗ «Синвент», Конструкторським бюро приладобудування, ВАТ «Тулаточмаш» і т. д. ведуться роботи зі створення сучасних ТСО для Військ ВКО та розроблення перспективних технологій моделювання військових дій та тренажу фахівців військ (сил) та органів управління з'єднань, об'єднань ВКО.

Однак їх зусилля зосереджені в основному на створенні технічних засобів навчання тактичного рівня у вигляді автономних однорідних тренажерів. Ці роботи не передбачають інтеграцію тренажерів та тренажерних комплексів у тренажні системи внутрішньовидового та міжвидового застосування, що різко звужує сферу їх застосування при підготовці військових формувань (ВФ) та органів управління, що вирішують завдання ВКО.

У загальному випадку типаж ТСО для Військ ВКО може включати:

• навчально-тренувальні засоби;
• тренажерні комплекси;
• тренажні системи внутрішньовидового застосування;
• тренажні системи міжвидового застосування.

При цьому слід розрізняти, що навчально-тренувальний засіб (УТС) – це апаратно-програмний комплекс, який забезпечує повний цикл підготовки номерів бойового розрахунку одного рівня управління (підрозділу) за рахунок проведення автоматизованого теоретичного навчання за необхідними видами підготовки, формування початкових навичок та умінь ведення бойової роботи (бою) шляхом проведення індивідуальних та автономних тренувань.

Тренажерний комплекс (ТК) – це структурно-організаційне об'єднання інформаційно-пов'язаних територіально рознесених ПТС, які забезпечують необхідний рівень практичної підготовленості розрахунків різних рівнів управління з урахуванням реалізованого у зразках ОВТ рівня автоматизації процесу ведення бою шляхом проведення комплексних (двоступеневих) тренувань на вимогу ОВТ.

Тренажна система внутрішньовидового застосування (ТЗ ВП) – це структурно-організаційне об'єднання інформаційно-пов'язаних територіально рознесених ТК і УТС у тактичному з'єднанні військ, що забезпечує необхідний рівень практичної підготовленості та злагодженості розрахунків різних рівнів управління шляхом проведення спільних (трьохступеневих) тренувань з'єднань НД.

Тренажна система міжвидового застосування (МС МП) – це структурно-організаційне об'єднання інформаційно пов'язаних територіально рознесених ТК і МС внутрішньовидового застосування в оперативно-тактичному з'єднанні військ, що забезпечує необхідний рівень злагодженості розрахунків різних рівнів управління шляхом проведення спільних тренувань з'єднань військових формувань декількох видів ЗС.

У зв'язку з цим створювані технічні засоби навчання бойових розрахунків КП та ПУ різного рівня управління Військ ВКО з урахуванням можливого залучення різновидових сил та засобів для підготовки до вирішення завдань ВКО повинні розглядатися на всіх рівнях запропонованої класифікації за призначенням залежно від особливостей проведення заходів бойової та оперативної підготовки .

Основними проблемними питаннями, що залишаються при розробці тренажних засобів, є:

• забезпечення високого ступеня адекватності імітації роботи обладнання, систем та засобів зразків ОВТ та органів управління;
• забезпечення необхідного ступеня адекватності імітованої повітряної та наземної (за потреби та морської) обстановки реальної;
• забезпечення єдиної імітованої повітряної та наземної обстановки для всіх засобів ОВТ та військових формувань, задіяних у тренуваннях;
• поєднання територіально-рознесених УТС та тренажерних комплексів у системи вищого рівня для проведення багатоступеневих тренувань органів управління;
• синхронізація у часі роботи територіально рознесених тренажерів та тренажерних комплексів для проведення різних видів тренувань у складі тренажних систем;
• забезпечення об'єктивності оцінювання рівня професійної підготовленості спеціалістів, бойових розрахунків та органів управління за результатами документування їх діяльності у процесі підготовки.

Для навчання військ ВКО необхідна нова матеріально-технічна база, що створюється на основі сучасних максимально уніфікованих ТСО, розроблених з використанням сучасних технологій. Підготовка висококваліфікованих фахівців та органів управління, готових та здатних у будь-який момент часу якісно вирішувати покладені на них завдання у будь-яких умовах обстановки, практично неможлива без систематичних тренувань з моделюванням ситуацій, які можуть виникнути у реальній бойовій обстановці, включаючи нестандартні (нештатні, аварійні) ситуації .

Враховуючи вітчизняну та зарубіжну практику розробки ТСО, пропонується наступна концепція їх створення:

• по-перше, це створення багаторівневої системи імітаційних та математичних моделей засобів зразків озброєння та військової техніки (ВВТ) під час підготовки ВФ (рис. 1);

• по-друге, це інтеграція створених імітаційних моделей зразків ОВТ, елементів ВФ та тренажних засобів у єдине моделювальне середовище з метою створення та використання єдиного віртуального бойового простору при проведенні заходів бойової та оперативної підготовки (рис. 2);

• по-третє, імітаційні моделі зразків ОВТ та тренажні засоби повинні взаємодіяти між собою та з моделюючим середовищем за допомогою реалізації стандарту розподіленого моделювання IEEE-1516, тобто за технологією HLA – High Level Architecture (рис. 3).

Створення сучасних ТСО практично забезпечить реалізацію LVC-концепції підготовки військ, що базується на комплексному використанні трьох видів моделювання: бойової реальності, віртуального та конструктивного моделювання. При цьому кожен сегмент моделювання фактично визначає особливості побудови ТСО та сферу його застосування (рис. 4).

Так, моделювання бойової реальності (Live Simulator, L-сегмент) передбачає використання реальних військовослужбовців та реальних систем під час проведення тактичних навчань (ТУ) різних рівнів. У виконання заходів бойової підготовки війська використовують реальне озброєння в реальних умовах. Ефекти взаємодії можуть бути позначені підіграшем протилежної сторони з використанням мішеней під час проведення бойових стрільб та польотів реальної авіації під час проведення навчальних стрільб. Цей вид моделювання уражає полігонів ВКО.

Віртуальне моделювання (Virtual Simulator, V-сегмент) передбачає роботу реальних людей з імітованими системами в інформаційно-моделюючому середовищі, тобто використання різних видів та типів тренажерів при проведенні заходів бойової підготовки, спрямованих на одиночну підготовку учнів, навчання та злагодження бойових розрахунків, розрахунків КП (ПУ) різних рівнів керування (див. рис. 3). Даний вид моделювання застосовується у місцях постійної дислокації під час проведення різних видів тренувань.

Конструктивне моделювання (Constructive Simulator, C-сегмент) включає імітований особовий склад, техніку, озброєння та військові формування. Реальні люди контролюють імітацію, в якій взаємодіють змодельовані війська, техніка та озброєння (рис. 5). Подібна система моделювання має використовуватись для проведення навчальних заходів при підготовці органів управління (ОУ). Даний вид моделювання застосовується при проведенні комп'ютерних командно-штабних тренувань (КШТ) та командно-штабних навчань (КШУ) ОУ, починаючи з тактичної ланки.

Комплексне застосування зазначених видів моделювання передбачає можливість їхнього об'єднання в тренажні системи внутрішньовидового та міжвидового застосування. Пропонований варіант ТЗ міжвидового застосування ЗРВ (ВКО, ВПС, ППО ВМФ, військ ППО СВ) в умовах полігону представлений на малюнку 6, де повітряна (фоноцільова) обстановка створюється шляхом комплексування польотів реальних та імітованих цілей. Сигнали від імітованих цілей надходять на вхід радіоприймальних засобів ЗРВ і РТВ так само, як сигнали від реальних цілей, і створюють загальну обстановку. При цьому реальна авіація відпрацьовує способи подолання ППО та поразки об'єктів оборони через застосування авіаційних засобів поразки. Необхідно відзначити, що цілі, що імітуються, можуть бути також створені на базі авіаційних тренажерів з тривимірною візуалізацією обстановки для пілотів. Особливості архітектури полігону ВКО, що реалізує LVC-концепцію підготовки військ, представлені малюнку 7.

Необхідно враховувати, що інтеграція тренажних засобів (тренажерів, тренажерних комплексів та систем) до ЄІМС вимагатиме вирішення ключових проблем системного характеру, а саме:

• методичних– розробка нових програм та методик навчання у взаємозв'язку зі створенням нових поколінь ТСО та оснащення ними навчальної матеріально-технічної бази військ;
• системотехнічних- Здійснення переходу до модульного принципу побудови апаратно-програмних засобів ТСО на якісно новій інформаційно-технологічній базі;
• технологічних- Створення вітчизняної технологічної бази розробки засобів навчання нового покоління внутрішньовидового та міжвидового застосування.

Можливими напрямами вирішення зазначених проблем слід вважати:

• використання перспективної елементної бази та сучасних апаратно-програмних засобів при створенні перспективних ТСО;
• застосування апаратно-програмних засобів, побудованих на основі сертифікованих програмно-технічних комплексів (ПТК), адаптованих до застосування у складі тренажних систем для Військ ВКО;
• максимально можливу уніфікацію апаратно-програмних засобів, що входять до складу тренажних систем для Військ ВКО;
• поєднання апаратно-програмних засобів, що входять до складу тренажних систем Військ ВКО, на основі високорівневих технологій комплексування;
• інтеграцію раніше розроблених та розроблюваних тренажерів (тренажерних комплексів) у єдине інформаційно-моделювальне середовище (ЄІМС) на основі технології розподіленого моделювання;
• використання ЄІМС для всіх засобів, що задіяні у проведенні різних видів тренувань;
• комплексування різних сегментів моделювання (V-сегмент, C-сегмент) для проведення комплексних та багатоступеневих тренувань підрозділів, частин та з'єднань та ОУ за єдиним задумом та сценарієм;
• використання засобів комплексної системи захисту в інтересах забезпечення безпеки обробки, зберігання та передачі інформації.

На нашу думку, реалізація зазначених напрямків дозволить утворити перспективну технологічну базу для створення тренажних систем внутрішньовидового та міжвидового застосування та забезпечити:

• збільшення частки кваліфікованих фахівців для Військ ВКО, незважаючи на скорочення термінів загальної тривалості служби у Збройних силах;
• інтенсивну підготовку особового складу підрозділів та з'єднань Військ ВКО на основі відпрацювання варіантів обстановки будь-якої складності за задумом керівника навчання;
• комплексну підготовку підрозділів та органів управління військових формувань Військ ВКО до виконання бойових завдань на вищому методичному та технічному рівні;
• досягнення максимальної об'єктивності контролю рівня підготовки військовослужбовців, підрозділів, з'єднань та органів управління;
• вдосконалення навичок командирів та посадових осіб органів управління у прийнятті рішень та організації взаємодії, вирішенні інших завдань;
• підвищення морально-психологічної стійкості особового складу за умов обстановки, наближеної до реальної.

За нашими оцінками, реалізація запропонованої до застосування у Військах ВКО LVC-концепції підготовки військ та органів управління дозволить забезпечити суттєве зниження витрат (у 7–12 разів) на проведення злагодження міжвидових угруповань сил та засобів ППО щодо позначення повітряного супротивника з використанням реальних льотних коштів. Науковий потенціал щодо подальшої розробки LVC-концепції має ВА ВКО ім. Г. К. Жукова, а практичний досвід щодо її реалізації при підготовці військ у перспективних центрах бойової підготовки – ВАТ «НВО «Російські базові інформаційні технології», що дозволяє зробити висновок про доцільність спільного використання потенціалів даних закладів (підприємств) під час проведення робіт зі створення перспективних центрів бойової підготовки (ЦБП) Військ ВКО.

Процес створення математичних моделей бойових дій трудомісткий, тривалий і вимагає використання праці фахівців досить високого рівня, які мають хорошу підготовку як у предметній галузі, пов'язаній з об'єктом моделювання, так і в галузі прикладної математики, сучасних математичних методів, програмування, які знають можливості та специфіку сучасної обчислювальної техніки. Відмінною особливістю математичних моделей бойових дій, створюваних в даний час, є їх комплексність, обумовлена ​​складністю об'єктів, що моделюються. Необхідність побудови таких моделей вимагає розробки системи правил і підходів, що дозволяють знизити витрати на розробку моделі і зменшити ймовірність появи помилок, які важко усунути. Важливою складовою такої системи правил є правила, що забезпечують коректний перехід від концептуального до формалізованого опису системи тією чи іншою математичною мовою, що досягається вибором певної математичної схеми. Під математичною схемою розуміється приватна математична модель перетворення сигналів та інформації деякого елемента системи, що визначається в рамках конкретного математичного апарату та орієнтована на побудову моделюючого алгоритму даного класу елементів складної системи.

В інтересах обґрунтованого вибору математичної схеми при побудові моделі доцільно провести її класифікацію за метою моделювання, способом реалізації, типом внутрішньої структури, складністю об'єкта моделювання, способом представлення часу.

Слід зазначити, що вибір класифікаційних ознак визначається конкретними цілями дослідження. Метою класифікації в даному випадку є, з одного боку, обґрунтований вибір математичної схеми опису процесу бойових дій та її подання в моделі на користь отримання достовірних результатів, а з іншого - виявлення особливостей моделюваного процесу, які необхідно враховувати.

Мета моделювання – дослідження динаміки перебігу процесу збройної боротьби та оцінка показників ефективності бойових дій. Під такими показниками розуміється чисельна міра ступеня виконання бойового завдання, яку кількісно можна представити, наприклад, відносною величиною шкоди, що запобігається, об'єктам оборони або шкоди, що завдається противнику.

Спосіб реалізації повинен полягати у формалізованому описі логіки функціонування зразків озброєння та військової техніки (ВВТ) відповідно до своїх аналогів у реальному процесі. Необхідно враховувати, що сучасні зразки ОВТ - це складні технічні системи, що вирішують комплекс взаємозалежних завдань, які є складними технічними системами. При моделюванні таких об'єктів доцільно зберегти та відобразити як природний склад та структуру, так і алгоритми бойового функціонування моделі. Причому залежно від цілей моделювання може знадобитися варіювання цими параметрами моделі (складом, структурою, алгоритмами) для різних варіантів розрахунку. Ця вимога визначає необхідність розробляти модель конкретного зразка ОВТ як складову модель його підсистем, які представляють взаємопов'язані компоненти.

Таким чином, за класифікаційною ознакою тип внутрішньої структури модель має бути складовою та багатокомпонентною, за способом реалізації – забезпечувати імітаційне моделювання бойових дій.

Складність об'єкта моделювання. При розробці компонент, визначальних склад моделей зразків ОВТ, і об'єднанні моделей зразків ОВТ в єдину модель бойових дій необхідно враховувати характерні масштаби, що відрізняються на порядки, зосередження за часом величин, що фігурують у компонентах.

Кінцевою метою моделювання є оцінка показників ефективності бойових дій. Саме розрахунку цих показників і розробляється модель, що відтворює процес бойових дій, який умовно назвемо головним. Характерний тимчасової масштаб решти що входять у нього процесів (первинної обробки радіолокаційної інформації, супроводу цілей, наведення ракет та інших.) набагато менше головного. Таким чином, всі процеси, що протікають у збройній боротьбі, доцільно розділити на повільні, прогноз розвитку яких цікавить, і швидкі, характеристики яких не цікавлять, проте їх вплив на повільні необхідно враховувати. У разі характерний тимчасової масштаб опосередкування вибирається те щоб мати можливість скласти модель розвитку основних процесів. Що ж до швидких процесів, то рамках створюваної моделі необхідний алгоритм, що дозволяє у моменти здійснення швидких процесів враховувати їх впливом геть повільні.

Можливі два підходи до моделювання впливу швидких процесів на повільні. Перший полягає у розробці моделі їх розвитку з відповідним характерним тимчасовим масштабом опосередкування, набагато меншим, ніж у основних процесів. При розрахунку розвитку швидкого процесу відповідно до його моделі характеристики повільних процесів не змінюються. Результатом розрахунку є зміна характеристик повільних процесів, що з точки зору повільного часу відбувається миттєво. Для того щоб мати можливість реалізувати цей спосіб розрахунку впливу швидких процесів на повільні, необхідно вводити відповідні зовнішні величини, ідентифікувати та верифікувати їх моделі, що ускладнює всі етапи технології моделювання.

Другий підхід полягає у відмові від опису розвитку швидких процесів за допомогою моделей та розгляду їх характеристик як випадкові величини. Для цього способу необхідно мати функції розподілу випадкових величин, які характеризують вплив швидких процесів на повільні, і навіть алгоритм, визначальний моменти наступу швидких процесів. Замість розрахунку розвитку швидких процесів проводиться викид випадкового числа і залежно від значення, що випало, відповідно до відомих функцій розподілу випадкових величин визначається значення, яке приймуть залежні показники повільних процесів, таким чином враховується вплив швидких процесів на повільні. В результаті характеристики повільних процесів стають випадковими величинами.

Необхідно відзначити, що при першому способі моделювання впливу швидких процесів на повільні швидкий процес стає повільним, головним, і на його перебіг впливають швидкі по відношенню до нього процеси. Ця ієрархічна вкладеність швидких процесів у повільні - одна із складових тієї якості моделювання процесу збройної боротьби, яка відносить модель бойових дій до структурно-складної.

Спосіб подання модельного часу. На практиці використовують три поняття часу: фізичне, модельне та процесорне. Фізичний час відноситься до процесу, що моделюється, модельне - до відтворення фізичного часу в моделі, процесорне - це час виконання моделі на комп'ютері. Співвідношення фізичного та модельного часу задається коефіцієнтом K, що визначає діапазон фізичного часу, що приймається за одиницю модельного часу.

У силу дискретного характеру взаємодії зразків ОВТ та їх подання у вигляді комп'ютерної моделі модельний час доцільно задавати шляхом збільшення дискретних часових відрізків. При цьому можливі два варіанти його подання: 1) дискретний час є послідовністю рівновіддалених один від одного речових чисел; 2) послідовність тимчасових точок визначається значущими подіями, що відбуваються в об'єктах, що моделюються (подійний час). З точки зору обчислювальних ресурсів другий варіант раціональніший, оскільки дозволяє активізувати об'єкт і імітувати його роботу тільки при настанні деякої події, а в проміжку між подіями припускати, що стан об'єктів залишається незмінним.

Однією з основних завдань розробки моделі є виконання вимоги синхронізації всіх об'єктів, що моделюються, за часом, тобто правильне відображення порядку і тимчасових відносин між змінами в процесі бойових дій на порядок виконання подій у моделі. При безперервному уявленні часу вважається, що існують єдині всім об'єктів годинник, які показують єдиний час. Передача інформації між об'єктами відбувається миттєво, і таким чином, звіряючись з єдиним годинником, можна встановити тимчасову послідовність всіх подій, що відбувалися. Якщо в моделі існують об'єкти з дискретним уявленням часу, для формування єдиного годинника моделі необхідно об'єднати безліч тимчасових відліків моделей об'єктів, упорядкувати і довизначити значення сіткових функцій на тимчасових відліках, що відсутні. Синхронізувати моделі об'єктів з подієвим часом можна тільки явно шляхом передачі сигналу про настання події. При цьому необхідна програма-планувальник організації виконання подій різних об'єктів, яка й визначає необхідний хронологічний порядок виконання подій.

У моделі бойових дій необхідно спільно використовувати подієвий та дискретний час, таке уявлення часу називають гібридним. При його використанні об'єкти, що моделюються, набувають властивість змінювати значення деяких показників стану стрибкоподібно і практично миттєво, тобто стають об'єктами з гібридною поведінкою.

Підсумовуючи наведеної класифікації, можна дійти невтішного висновку у тому, що модель бойових дій має бути складову, структурно-сложную, багатокомпонентну, динамічну, імітаційну модель з гібридним поведінкою.

Для формалізованого опису такої моделі доцільно використовувати математичну схему з урахуванням гібридних автоматів. У цьому випадку зразки ОВТ є багатокомпонентними активними динамічними об'єктами. Компоненти описуються набором змінних стану (зовнішні та внутрішні), структурою (однорівневою чи ієрархічною) та поведінкою (карта поведінки). Взаємодія між компонентами здійснюється шляхом надсилання повідомлень. Для об'єднання компонентів у модель активного динамічного об'єкта використовуються правила композиції гібридних автоматів.

Введемо такі позначення:

sÎRn - вектор змінних стану об'єкта, що визначається сукупністю вхідних впливів на об'єкт, впливів зовнішнього середовища , Внутрішніх (власних) параметрів об'єкта hkÎHk,;

Безліч вектор-функцій, що визначають закон функціонування об'єкта в часі (відбивають його динамічні властивості) і забезпечують існування та єдиність рішення s(t);

S0 - безліч початкових умов, що включає всі початкові умови компонента об'єкта, що породжуються функцією ініціалізації в процесі функціонування;

Предикат, визначальний зміну поведінки об'єкта (виділяє з усіх спеціально відібраних станів необхідне, перевіряє умови, які повинні супроводжувати події, що настала, і приймає при їх виконанні значення істина), задається безліччю булевських функцій;

Інваріант, що визначає певну властивість об'єкта, що має зберігатися на заданих проміжках часу, задається безліччю булевських функцій;

- безліч речових функцій ініціалізації, що ставлять у відповідність до значення рішення в правій кінцевій точці поточного проміжку часу значення початкових умов у лівій початковій точці на новому часовому проміжку :s()=init(s());

Гібридний час, що задається послідовністю тимчасових відрізків виду, - замкнуті інтервали.

Елементи гібридного часу Pre_gapi, Post_gapi є "тимчасовою щілиною" чергового такту гібридного часу tH = (t1, t2, ...). На кожному такті на відрізках локального безперервного часу гібридна система веде себе як класична динамічна система до точки t*, в якій стає справжнім предикатом, що визначає зміну поведінки. Точка t* є кінцевою точкою поточного та початком наступного інтервалу. В інтервалі розташовані дві тимчасові щілини, в яких можуть змінюватися змінні стани. Перебіг гібридного часу в черговому такті ti = (Pre_gapi, Post_gapi) починається з обчислення нових початкових умов у тимчасовій щілині Pre_gapi. Після обчислення початкових умов проводиться перевірка предикату на лівому кінці нового проміжку часу. Якщо предикат приймає значення істина, здійснюється перехід відразу в другу тимчасову щілину, в іншому випадку виконується дискретна послідовність дій, що відповідають поточному такту часу. Тимчасова щілина Post_gapi призначена для виконання миттєвих дій після завершення тривалої поведінки на даному такті гібридного часу.

Під гібридною системою H розуміється математичний об'єкт виду

.

Завдання моделювання полягає у знаходженні послідовності рішень Ht=((s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…), що визначають траєкторію гібридної системи у фазовому просторі станів. Для знаходження послідовності рішень Ht необхідно проводити експеримент чи імітацію моделі за заданих вихідних даних. Інакше кажучи, на відміну аналітичних моделей, з допомогою яких отримують рішення відомими математичними методами, у разі необхідний прогін імітаційної моделі, а чи не рішення. Це означає, що імітаційні моделі не формують своє рішення у тому вигляді, в якому це має місце при використанні аналітичних моделей, а є засобом та джерелом інформації для аналізу поведінки реальних систем у конкретних умовах та прийняття рішень щодо їх ефективності.

У 2 ЦНДІ МО РФ (м. Тверь) на основі представлення об'єктів, що моделюються, у вигляді гібридних автоматів розроблено імітаційний моделюючий комплекс (ІМК) «Селігер», призначений для оцінки ефективності угруповань сил і засобів повітряно-космічної оборони при відображенні ударів засобів повітряно-космічно- го нападу (СВКН). Основу комплексу складає система імітаційних моделей об'єктів, що імітує алгоритми бойового функціонування реальних зразків ОВТ (зенітно-ракетний комплекс, станція радіолокації, комплекс засобів автоматизації командного пункту (для радіотехнічних військ - радіолокаційної роти, батальйону, бригади, для зенітно-ракетних військ - полка). та ін), бойовий авіаційний комплекс (винищувальної авіації та засобів повітряно-космічного нападу), засоби радіоелектронного придушення, вогневі комплекси нестратегічної протиракетної оборони та ін.). Моделі об'єктів представлені як активних динамічних об'єктів (АДО), до складу яких входять компоненти, дозволяють досліджувати у поступовій динаміці різні процеси за її функціонуванні.

Наприклад, станція радіолокації (РЛС) представлена ​​такими компонентами (рис. 1): антенна система (АС), радіопередавальне пристрій (РПрдУ), радіоприймальний пристрій (РПрУ), підсистема захисту від пасивних та активних перешкод (ПЗПАП), блок первинної обробки інформації ( ПОІ), блок вторинної обробки інформації (ВОІ), апаратура передачі даних (АПД) та ін.

Композиція даних компонент у складі моделі РЛС дозволяє адекватно моделювати процеси прийому-передачі сигналів, виявлення ехосигналів і пеленгу, алгоритми перешкоди захисту, вимірювання параметрів сигналу та ін. В результаті моделювання розраховуються основні показники, що характеризують якість РЛС як джерела радіолокаційної інформації (параметри зони виявлення характеристики, що дозволяє здатність, продуктивність, перешкодозахищеність і т.п.), що дозволяє оцінити ефективність її роботи за різних умов завадової обстановки.

Синхронізація всіх об'єктів, що моделюються за часом, тобто правильне відображення порядку і тимчасових відносин між змінами в процесі бойових дій на порядок виконання подій у моделі, здійснюється програмою управління об'єктами (рис. 2). До функцій цієї програми також входять створення та видалення об'єктів, організація взаємодії між об'єктами, протоколювання всіх подій, що відбуваються в моделі.

Використання протоколу подій дозволяє проводити ретроспективний аналіз динаміки бойових дій будь-яким об'єктом, що моделюється. Це дає можливість оцінити ступінь адекватності моделей об'єктів як із використанням методів граничних точок, так і за допомогою контролю коректності моделювання процесів у компонентах об'єкта (тобто перевірка адекватності методом прогону від входу до виходу), що підвищує достовірність та обґрунтованість одержуваних результатів.

Необхідно відзначити, що багатокомпонентний підхід дозволяє варіювати їх складом (наприклад, досліджувати бойову роботу ЗРК з різним типом АСЦУ) на користь синтезу структури, яка б задовольняла певним вимогам. Причому за рахунок типізації програмного представлення компонентів, без перепрограмування вихідного коду програми.

Загальною перевагою даного підходу при побудові моделі є можливість оперативного вирішення низки дослідницьких завдань: оцінка впливу зміни складу та структури системи управління (кількість рівнів, цикл управління та ін.) на ефективність бойових дій угруповання загалом; оцінка впливу різних варіантів інформаційного забезпечення на потенційні бойові можливості зразків та угруповання в цілому, дослідження форм та способів бойового застосування зразків та ін.

Побудована на основі гібридних автоматів модель бойових дій є суперпозицією спільної поведінки паралельно та/або послідовно функціонуючих та взаємодіючих багатокомпонентних АДО, що є композицією гібридних автоматів, що функціонують у гібридному часі та взаємодіють через зв'язки на основі повідомлень.

Література

1. Сирота А.А. Комп'ютерне моделювання та оцінка ефективності складних систем. М: Техносфера, 2006.

2. Колесов Ю.Б., Сеніченко Ю.Б. Моделювання систем. Динамічні та гібридні системи. СПб: БХВ-Петербург, 2006.