КОМПЬЮТЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАЗНЕСЕННОГО КОМПЛЕКСА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ

Область техники. Полезная модель относится к компьютерным системам, основанным на специфических математических моделях.
Уровень техники. Известна экспертная система для оценки показателей эффективности радиоэлектронных систем [1], содержащая соединенные между собой цифровыми линиями связи интерфейс моделирующего комплекса, комплекс моделей включающий модель контура дальнего наведения противорадиолокационных ракет, модель контура самонаведения противорадиолокационных ракет, модель оценки степени поражения радиоэлектронной системы поражающими факторами осколочно-фугасной боевой части противорадиолокационной ракеты и блок памяти исходных данных.
Известны компьютерные устройства для оценки показателей эффективности ракетно-артиллерийского вооружения [2, 3, 4], содержащие блок моделирования, соединенный цифровой линией связи с блоками ввода данных, управления и контроля, отображения и регистрации результатов оценки.
Недостатком известных устройств [1, 2, 3, 4] является невозможность их использования для автоматизированной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы (ПРК РЭБ).
Компьютерных устройство для экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы в известном уровне техники не выявлено.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности для ускоренной оценки эффективности ПРК РЭБ при проектировании перспективных комплексов РЭБ.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является создание компьютерного устройства для автоматизированной экспертной оценки эффективности ПРК РЭБ путем формирования модели показателей эффективности, формирования модели ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й,  задачи из состава назначенных.
Сущность полезной модели. Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что компьютерное устройство для экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы выполнено с возможностью экспертной оценки эффективности ПРК РЭБ в соответствии с выражением:
,
i
i
где M - количество задач, назначенных ПРК РЭБ; W - показатель эффективности ПРК РЭБ; C - коэффициент важности i-й задачи; W - показатель эффективности выполнения ПРК РЭБ i-й задачи и содержит соединенные между собой цифровой интерфейсной линией связи блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК), блок отображения и регистрации (БОР). При этом БВД включает блок памяти базы данных (БД) тактико-технических характеристик (ТТХ) носителей РЭС - объектов радиоэлектронного подавления (РЭП), блок памяти БД ТТХ РЭС - объектов РЭП, блок памяти БД ТТХ ПРК РЭБ, блок памяти БД задач ПРК РЭБ, блок памяти БД критериев эффективности ПРК РЭБ, блок памяти БД показателей эффективности ПРК РЭБ. Блок моделирования включает блок формирователя модели (ФМ) задач ПРК РЭБ, блок ФМ ресурса ПРК РЭБ, блок ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ, блок ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ. Выход блока памяти БД ТТХ носителей РЭС - объектов РЭП, выход блока памяти БД ТТХ РЭС - объектов РЭП, выход блока памяти БД ТТХ ПРК РЭБ, выход блока памяти БД задач ПРК РЭБ соединены с входом блока ФМ задач ПРК РЭБ и входом блока ФМ ресурса ПРК РЭБ. Выход блок памяти БД критериев эффективности ПРК РЭБ соединен со входом блока ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ. Выход блока памяти БД показателей эффективности ПРК РЭБ соединен с первым входом блока ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ. Выход блока ФМ задач ПРК РЭБ, а также выход блока ФМ ресурса ПРК РЭБ и выход блока ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ соединены со вторым входом блока ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ, выход которого является выходом компьютерного устройства.
При этом блок ФМ задач ПРК РЭБ выполнен в виде вычислителя требуемого ресурса , ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи в соответствии с выражением:
,
,
i
X
1
2
где  - значение ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи; Q, - величина и множество значений ресурса ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи; X, Ω - вектор и множество значений ТТХ ПРК РЭБ; Y,  - вектор и множество значений ТТХ носителей РЭС - объектов РЭП; Y,  вектор и множество значений ТТХ РЭС - объектов РЭП.
При этом блок ФМ ресурса ПРК РЭБ выполнен в виде вычислителя располагаемого ресурса  ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи в соответствии с выражением:
,
,
где  - значение ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи.
При этом блок ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ выполнен в виде устройства, осуществляющего формирование критерия эффективности выполнения ПРК РЭБ i-й задачи в соответствии с выражением:
,
где M - число требований к ПРК РЭБ при выполнении i-й задачи;  - функция, определяющая m-е требование к ПРК РЭБ при выполнении i-й задачи.
i
При этом блок ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ выполнен в виде вычислителя показателя эффективности W выполнения ПРК РЭБ i-й задачи в соответствии с выражением:
,
i
где  - функция плотности распределения вероятности ресурса Q.
Компьютерное устройство для экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы выполнено в виде автоматизированного рабочего места (АРМ), а его блоки БВД, БМ, БУК и БОР выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ЦВМ с архитектурой 64bit.
Обоснование достижения технического результата и решения поставленной задачи.
Выполнение компьютерного устройства в виде автоматизированного рабочего места оператора, а его блоков БВД, БМ, БУК и БОР - в виде программно-технических модулей на плате расширения ЦВМ с архитектурой 64bit позволяет автоматизировать процесс экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы и, тем самым, решить поставленную задачу ускоренной экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы.
Полезная модель поясняется чертежами, представленными на фигурах 1-3. На чертежах представлены:
На фиг. 1 - электрическая структурная схема заявляемого устройства для экспертной оценки эффективности ПРК РЭБ;
На фиг. 2 - электрическая структурная схема блока входных данных устройства для экспертной оценки эффективности ПРК РЭБ;
На фиг. 3 - электрическая структурная схема блока моделирования устройства для экспертной оценки эффективности ПРК РЭБ.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - блок входных данных (БВД);
2 - блок моделирования (БМ);
3 - блок управления и контроля (БУК);
4 - блок отображения и регистрации (БОР);
5 - блок БД ТТХ носителей РЭС - объектов РЭП;
6 - блок БД ТТХ РЭС - объектов РЭП;
7 - блок БД ТТХ ПРК РЭБ;
8 - блок БД задач ПРК РЭБ;
9 - блок БД критериев эффективности ПРК РЭБ;
10 - блок БД показателей эффективности ПРК;
11 - блок формирователя модели (ФМ) задач ПРК РЭБ;
12 - блок ФМ ресурса ПРК РЭБ;
13 - блок ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ;
14 - блок ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ;
15 - цифровая интерфейсная линия связи;
16 - автоматизированное рабочее место (АРМ);
17 - дисплей;
18 - панель управления;
19 - блок программно-технических модулей. Описание компьютерного устройства в статике
Компьютерное устройство для экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы предназначено для автоматизированной оценки эффективности ПРК РЭБ под управлением оператора АРМ в соответствии с выражением:
,
i
i
где M - количество задач, назначенных ПРК РЭБ; W - показатель эффективности ПРК РЭБ; C - коэффициент важности i-й задачи; W - показатель эффективности выполнения ПРК РЭБ i-й задачи.
Для этого оно выполнено в виде автоматизированного рабочего места 16 (АРМ), оснащенного БУК 3 с панелью 18 управления, БОР 4 с дисплеем 17, а также оснащенного блоком программно-технических модулей 19.
Блок 3 управления и контроля (БУК) АРМ 16 предназначен для автоматизированной выработки управляющих воздействий по командам оператора на включение компьютерного устройства в работу, ввода необходимых исходных данных с последующей автоматической выработкой управляющих воздействий на соответствующие блоки в интересах инициирования их работы, а также отображения и контроля результатов, полученных по итогам работы компьютерного устройства. Он оснащен панелью 18 управления. Панель 18 предназначена для обеспечения действий по настройке и управлению компьютерного устройства оценки эффективности ПРК РЭБ.
В целом БУК 3 и его панель управления выполнены в виде аппаратно-программного модуля, реализованного на ЦВМ с архитектурой 64bit и соединены по сигналам коммутации соединений блоков, командам управления и последовательности обработки данных с блоком программно-технических модулей 19.
Блок 19 программно-технических модулей, предназначен для установки и электрического соединения аппаратно-программных модулей. Он выполнен в виде конструктивного модуля 4-го уровня [10] и содержит БВД 1, БМ 2 соединенные между собой цифровой интерфейсной линией связи 15. При этом первый, второй и третий выходы БВД 1 соединены с первым, вторым и третьим входами БМ 2 соответственно.
Интерфейсная линия связи 15, предназначена для передачи информации в двоичном коде. Она реализована на базе маршрутизатора Cisco 831 [9] при использовании адресных импульсно-кодовых сигналов обмена информацией или в виде электронного коммутатора выходов 1.1-1.3 БВД 1 и входов 2.1-2.3 БМ 2 под управлением БУК 3 в режиме реального времени «безадресных» сигналов обмена.
БВД 1 предназначен для хранения в соответствующих базах данных информации по ТТХ носителей РЭС-объектов РЭП, ТТХ РЭС - объектов РЭП, ТТХ ПРК РЭБ, задач ПРК РЭБ, критериев эффективности ПРК РЭБ, показателей эффективности ПРК РЭБ и может быть выполнен, например, в виде аппаратно-программного модуля, реализованного на цифровой вычислительной машине (ЦВМ) с архитектурой 64bit [5]. Он содержит соединенные интерфейсной линией связи 15 блок 5 памяти БД ТТХ, блок 6 памяти БД ТТХ РЭС-объектов РЭП, блок 7 памяти БД ТТХ ПРК РЭБ, блок 8 памяти БД задач ПРК РЭБ, блок 8 памяти БД задач ПРК РЭБ, блок 9 памяти БД критериев эффективности, блок 10 памяти БД показателей эффективности ПРК РЭБ.
Блок 5 памяти БД ТТХ носителей РЭС-объектов РЭБ БВД 1 предназначен для хранения информации о соответствующих ТТХ носителей РЭС-объектов РЭП, может быть выполнен, например, в виде карт памяти БД Access [6], реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 6 памяти БД ТТХ РЭС-объектов РЭП БВД 1 предназначен для хранения информации о соответствующих ТТХ РЭС-объектов РЭП, может быть выполнен, например, в виде карт памяти БД Access, реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 7 памяти БД ТТХ ПРК РЭБ БВД 1 предназначен для хранения информации о соответствующих ТТХ подсистем ПРК РЭБ и всего комплекса в целом, может быть выполнен, например, в виде карт памяти БД Access, реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 8 памяти БД задач ПРК РЭБ БВД 1 предназначен для хранения информации о задачах, назначаемых ПРК РЭБ, может быть выполнен, например, в виде карт памяти БД Access, реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 9 памяти БД критериев эффективности ПРК РЭБ БВД 1 предназначен для хранения информации о критериях эффективности ПРК РЭБ, в качестве которых может рассматриваться, например, энергетический критерий [7, стр. 141], может быть выполнен, например, в виде карт памяти БД Access, реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 10 памяти БД показателей эффективности ПРК РЭБ БВД 1 предназначен для хранения информации о показателях эффективности ПРК РЭБ, в качестве которых может рассматриваться, например, математическое ожидание числа подавленных РЭС, взвешенных по важности [8, стр. 9, ф. (2)]. Он выполнен в виде карт памяти БД Access, реализованных на ЦВМ с архитектурой 64bit.
При этом выходы блока 5 памяти БД ТТХ носителей РЭС - объектов РЭБ, блока 6 памяти БД ТТХ РЭС - объектов РЭП, блока памяти 7 БД ТТХ ПРК РЭБ, блока памяти 8 БД задач ПРК РЭБ образуют первый выход БВД 1 Выход блока 9 памяти БД критериев эффективности ПРК РЭБ образует второй выход БВД 1. Выход блока 10 памяти БД показателей эффективности ПРК РЭБ образует третий выход БВД 1 БМ 1.
Выходы 1.1, 1.2, 1.3 БМ 1 через линию 15 соединены с соответствующими входами 2.1,2.2, 2.3 БМ 2.
БМ 2 предназначен для автоматизации процессов формирования модели задач ПРК РЭБ, модели ресурса ПРК РЭБ, модели критериев эффективности ПРК РЭБ, модели показателей эффективности ПРК РЭБ. Он выполнен, например, в виде аппаратно-программного модуля, реализованного на ЦВМ с архитектурой 64bit, и включает блок 11 формирователя модели (ФМ) задач ПРК РЭБ, блок 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ, блок 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ, блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ.
Блок 11 формирователя модели (ФМ) задач ПРК РЭБ БМ 2 предназначен для вычисления  значения ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи, в соответствии с выражением:
,
,
i
X
1
2
где  - значение ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи; Q,  - величина и множество значений ресурса ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи; X, Ω - вектор и множество значений ТТХ ПРК РЭБ; Y,  - вектор и множество значений ТТХ носителей РЭС-объектов РЭП; Y,  вектор и множество значений ТТХ РЭС-объектов РЭП. Он выполнен в виде вычислителя, реализованного на накопителях жестких магнитных дисков ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ БМ 2 предназначен для вычисления  значения ресурса, располагаемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи, в соответствии с выражением:
,
,
где  - значение ресурса, требуемого ПРК РЭБ для выполнения i-й задачи. Он выполнен в виде вычислителя, реализованного на накопителях жестких магнитных дисков ЦВМ с архитектурой 64bit.
Блок 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ БМ 2 предназначен для формирование критерия эффективности выполнения ПРК РЭБ i-й задачи в соответствии с выражением:
,
где M - число требований к ПРК РЭБ при выполнении i-й задачи;  - функция, определяющая m-е требование к ПРК РЭБ при выполнении i-й задачи. Он выполнен в виде устройства, реализованного на накопителях жестких магнитных дисков ЦВМ с архитектурой 64bit.
i
Блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ БМ 2 предназначен для вычисление показателя эффективности W выполнения ПРК РЭБ i-й задачи в соответствии с выражением:
,
i
где  - функция плотности распределения вероятности ресурса Q. Он выполнен в виде вычислителя, реализованного на накопителях жестких магнитных дисков ЦВМ с архитектурой 64bit. Входы блока ФМ 11 задач ПРК РЭБ и блока 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ образуют первый вход БМ 2, вход блока ФМ 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ образует второй вход БМ 2, первый вход блока 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ образует третий вход БМ 2, а второй вход блока 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ соединен с выходами блока 11 ФМ задач ПРК РЭБ, блока 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ, блока 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ, выход блока 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ является выходом компьютерного устройства и входом блока 4.
Блок 4 отображения и регистрации (БОР) предназначен для автоматизированную обработку результатов, полученных в ходе работы компьютерного устройства в соответствии с введенными исходными данными.
Для визуального отображения информации и результатов исследований БОР 4 оснащен дисплеем 17 типа монитора марки Philips 234Е.
Описание компьютерного устройства в динамике
Работа компьютерного устройства для оценки эффективности ПРК РЭБ включает два этапа - предварительный этап работы и этап оценки эффективности ПРК РЭБ.
На предварительном этапе работы компьютерного устройства заполняют информацией память БД блока 1 БВД. Для этого оператор АРМ подает команду с панели управления через БУК 3 и линию 15 цифровой связи на блок БВД 1 (фиг. 1) по заданной программе со съемного носителя информации, например, флэш-памяти (на чертежах не показано) автоматически вводится в соответствующую память блока 5 БД ТТХ носителей РЭС-объектов РЭП, блока 6 БД ТТХ РЭС-объектов РЭП, 7 БД ТТХ ПРК РЭБ, блока 8 БД задач ПРК РЭБ, блока 9 БД критериев эффективности ПРК РЭБ, блока 10 БД показателей эффективности ПРК РЭБ (фиг. 2).
По завершении предварительного этапа работы оператор в автоматизированном режиме с блока 3 БУК подает команду на включение системы в работу. Для этого с выхода блока 3 БУК через блок 15 цифровой линии связи на вход блока 1 БВД, блока 2 БМ, блока 4 БОР передается управляющий сигнал, инициирующий этап оценки эффективности ПРК РЭБ. По этому сигналу с выхода блока 5 БД ТТХ носителей РЭС-объектов РЭП, выхода блока 6 ТТХ РЭС-объектов РЭП, выхода блока 7 БД ТТХ ПРК РЭБ, выхода блока 8 БД задач ПРК РЭБ через блок 15 цифровой линии связи на вход блока 11 ФМ задач ПРК РЭБ, вход блока 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ поступает информация о ТТХ носителей и РЭС объектов РЭП, ТТХ подсистем ПРК РЭБ и комплекса в целом. После поступления указанной информации блок 11 ФМ задач ПРК РЭБ на основе реализованного алгоритма, определяемого выражением (2), осуществляет оценку  значения ресурса, требуемого для выполнения состава задач, поступивших с блока 8 БД задач ПРК РЭБ. Результат оценки ,  поступает в блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ (фиг. 3). После этого блок 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ по информации поступившей от блока 5 БД ТТХ носителей РЭС-объектов РЭБ, блока 6 БД ТТХ РЭС-объектов РЭП, блока 7 БД ТТХ ПРК РЭБ, на основе алгоритма определяемого выражением (3), осуществляет оценку ресурса , располагаемого ПРК РЭБ для выполнения каждой из задач, поступивших с блока 8 БД задач ПРК РЭБ. Результат оценки ,  поступает в блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ. Одновременно с этим блок 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ по информации поступившей от блока 9 БД критериев эффективности ПРК РЭБ, с учетом информации блока 7 БД ТТХ ПРК РЭБ формирует функцию  определяющую принадлежность нечеткого множества требований к выполнению ПРК РЭБ i-й,  задачи из состава назначенных, которая передается в блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ.
i
По завершению передачи в блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ результатов оценок требуемого и располагаемого ресурса необходимого для выполнения каждой i-й,  задачи из состава назначенных, выполненных блоком 11 ФМ задач ПРК РЭБ, блоком 12 ФМ ресурса ПРК РЭБ, а также результатов вычислений блока 13 ФМ критериев эффективности ПРК РЭБ, составляющих значения функции , , определяющих принадлежность нечеткого множества требований к выполнению ПРК РЭБ i-й,  задачи, блок 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ, на основании реализованного алгоритма определяемого выражением (4), осуществляет оценку  значения эффективности ПРК РЭБ выполнения i-й,  задачи по показателю W, .
Результаты оценки , , с выхода блока 14 ФМ показателей эффективности ПРК РЭБ через блок 15 линий цифровой связи поступают на вход блока 4 БОР, на который также через блок 15 линий цифровой связи поступает информация с блока 1 БВД по исходным данным, хранящихся в соответствующих БД и используемых при оценке , . В блоке 4 БОР обрабатываются поступившие результаты в соответствии с алгоритмом, определяемым выражением (1), сопоставляются с данными хранящимися в соответствующих БД, результат которого передается, через блок 15 цифровых линий связи, на вход блока 3 БУК. В блоке 3 БУК производится отображение и контроль результатов, полученных по итогам работы устройства. Таким результатом является значение оценки показателя эффективности  ПРК РЭБ по выполнению M задач. На этом работа устройства для оценки эффективности ПРК РЭБ заканчивается и в блоке 3 БУК вырабатывается управляющий сигнал на остановку работы блока 1 БВД, блока 2 БМ, блока 4 БОР.
Промышленная применимость. Полезная модель выполнена в виде автоматизированного рабочего места оператора. Результаты испытаний полезной модели показали повышение уровня автоматизации при оценке эффективности ПРК РЭБ на 80%.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:
1. RU 126168, МПК: G06N 7/00, 2006;
2. RU 30205, МПК: G06F 19/00,2003;
3. RU 29598, МПК: G06F 7/38, 2003;
4. RU 24886, МПК: G06F 15/16, 2002;
5. Таненбаум, Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум. Изд. Питер. - 2003. - 704 с;
6. Гринченко, Н.Н. Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access. Учебное пособие / Н.Н. Гринченко, Е.В. Гусев, Н.П. Макаров. Изд.: Горячая линия - Телеком. - 2004. - 432 с;
7. Бобиев, М.П. Основы теории радиоэлектронной борьбы. / М.П. Бобиев, В.Д. Казаков, Н.Ф. Николенко и др. под ред. Н.Ф. Николенко. М.: Воен. издат. - 1987. - 351 с;
8. Неплюев, О.Н. Метод решения задачи назначения целей многолучевой станции помех / О.Н. Неплюев. Конфликтно-устойчивые радиоэлектронные системы. - №19. - 2012. - С. 9-13.
9. http://www.cisco.com.
10. Белевцев, А.Т. Ремонт и обслуживание вычислительных машин / А.Т. Белевцев. М.: Высшая школа. - 1990. - 319 с