Устройство для оценки эффективности боевых действий соединения противовоздушной обороны с учётом параметров системы управления

Полезная модель относится к цифровым устройствам специального назначения и может быть использована для количественной оценки показателей эффективности боевых действий соединения противовоздушной обороны (ПВО) с учетом параметров системы управления (СУ).
Известны устройства [RU190098, публ. 18.06.2019; RU2633169, публ. 11.10.2017; 2585724, публ. 10.06.2016; 161982, публ. 20.05.2016; 126168, публ. 20.03.2013; 103412, публ. 10.04.2011; 2009141308, публ. 10.02.2010; 73092, публ. 10.05.2008; 2003112587, публ. 20.12.2004; 30205, публ. 20.06.2003; 29598, публ. 20.05.2003; 24886, публ. 27.08.2002; 99114299, публ. 10.04.2001], предназначенные для оценки эффективности выполнения боевых задач в различных условиях обстановки.
Общим недостатком известных устройств является невозможность их применения для количественной оценки показателей эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ.
Прототипом заявляемой полезной модели является система [Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис. 1.6, с. 70], в состав которой входит база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входами базы знаний и рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы).
Недостатком известной системы является то, что в ней не учитываются параметры системы управления соединения ПВО, непосредственно влияющие на эффективность выполнения им поставленных задач.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности количественной оценки показателей эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ.
Техническим результатом полезной модели является создание устройства для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ: ее структура, стохастичность изменения состояний боеготовности командных пунктов (КП), пунктов управления (ПУ), комплексов средств автоматизации (КСА) звеньев СУ соединения ПВО под воздействием средств воздушно-космического нападения (СВКН) противника, изменение степени централизации порядка передачи информации о СВКН, процессов обработки информации о воздушных целях (ВЦ), процессов обработки и передачи информации о ВЦ с учетом степени автоматизации.
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройство для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ, содержащее базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода соответственно, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входом базы знаний и входом рабочей памяти соответственно, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса соответственно, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса являются входом и выходом устройства для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ, дополнительно включены блок определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, блок расчета характеристик звеньев СУ, блок расчета суммарного работного времени СУ, блок обнаружения и сопровождения ВЦ, блок оценки результатов боевых действий, блок расчета рубежей выполнения боевой задачи, причем четвертый выход машины логического вывода соединен с первым входом блока определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, первым входом блока расчета характеристик звеньев СУ, первым входом блока расчета суммарного работного времени СУ, первым входом блока обнаружения и сопровождения ВЦ, первым входом блока оценки результатов боевых действий, первым входом блока расчета рубежей выполнения боевой задачи, пятый вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока оценки результатов боевых действий, первый выход блока обнаружения и сопровождения ВЦ соединен со вторым входом блока определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, вторым входом блока расчета характеристик звеньев СУ, вторым входом блока расчета суммарного работного времени СУ, четвертым входом машины логического вывода, вторым входом блока расчета рубежей выполнения боевой задачи, второй вход и второй выход блока обнаружения и сопровождения ВЦ соединены с первым выходом и вторым входом блока оценки результатов боевых действий соответственно, третий вход и выход блока расчета характеристик звеньев СУ соединены с выходом блока определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА и третьим входом блока расчета суммарного работного времени СУ соответственно, третий вход и выход блока расчета рубежей выполнений боевой задачи соединены с выходом блока расчета суммарного работного времени СУ и третьим входом блока оценки результатов боевых действий соответственно.
Предложенное исполнение устройства позволяет количественно оценить показатели эффективности боевых действий соединения ПВО путем учета параметров СУ: структуры, стохастичности изменения состояний боеготовности КП (ПУ), КСА звеньев СУ соединения ПВО под воздействием СВКН противника, изменение степени централизации порядка передачи информации о СВКН, процессов обработки информации о ВЦ, процессов обработки и передачи информации о ВЦ с учетом степени автоматизации. Дополнительным результатом применения устройства является повышение точности моделирования боевых действий соединения ПВО и, как следствие, эффективности принимаемых решений при подготовке к боевым действиям.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ (фиг. 1).
На чертеже приняты следующие обозначения:
1 - база знаний;
2 - машина логического вывода;
3 - рабочая память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний
7 - блок определения вероятности выхода из строя командных пунктов, пунктов управления и комплексов средств автоматизации;
8 - блок расчета характеристик звеньев системы управления;
9 - блок расчета суммарного работного времени системы управления;
10 - блок обнаружения и сопровождения воздушных целей;
11 - блок оценки результатов боевых действий;
12 - блок расчета рубежей выполнения боевой задачи.
База знаний 1 предназначена для хранения в оперативной памяти правил расчета оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ: структуры, стохастичности изменения состояний боеготовности КП (ПУ), КСА звеньев СУ соединения ПВО под воздействием СВКН противника, изменения степени централизации порядка передачи информации о СВКН, процессов обработки информации о ВЦ, процессов обработки и передачи информации о ВЦ с учетом степени автоматизации. Вход и выход базы знаний 1 соединены с выходом 2.6 и входом 2.1 машины 2 логического вывода.
Машина 2 логического вывода предназначена для выполнения логических и арифметических действий с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины 2 логического вывода соединены с выходом базы знаний 1 и выходом рабочей памяти 3, вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока 6 приобретения знаний, вход 2.5 машины 2 логического вывода соединен с выходом 10.1 блока обнаружения и сопровождения ВЦ, вход 2.9 соединен с выходом блока 11 оценки результатов боевых действий. Выход 2.4 машины 2 логического вывода соединен с входами 7.1 блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, 8.1 блока 8 расчета характеристик звеньев СУ, 9.1 блока 9 расчета суммарного работного времени СУ, 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, 11.1 блока 11 оценки результатов боевых действий, 12.1 блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи.
Рабочая память 3 предназначена для хранения в оперативной памяти цифровых карт местности, данных по тактико-техническим характеристикам СВКН, средствам разведки и поражения (подавления) ВЦ, средствам автоматизации и связи, характеристикам КП (ПУ). Вход и выход рабочей памяти 3 соединен с выходом 2.7 и входом 2.2 машины 2 логического вывода.
Блок 4 объяснения предназначен для запоминания и передачи транзитом информации по количественным оценкам показателей эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ. Вход 4.1 блока 4 объяснения соединен с выходом 2.8 машины 2 логического вывода. Вход 4.2 и выход блока 4 объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса 5 и входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 предназначен для общения с пользователем посредством использования стандартного набора технических и программных средств (дисплея, клавиатуры и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса 5 соединен с выходом блока 4 объяснения, вход 5.2 соединен с выходом 6.1 блока 6 приобретения знаний, вход 5.3 является входом устройства для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ и соединен с пользователем системы. Выход 5.4 пользовательского интерфейса 5 соединен с входом 4.2 блока 4 объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока 6 приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса 5 является выходом устройства для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ и соединен с пользователем системы.
Блок 6 приобретения знаний предназначен для организации диалоговой процедуры, целью которой является утверждение управляющих воздействий по определению характеристик системы управления соединения ПВО. Вход блока 6 приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.1 блока 6 приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса 5, выход 6.2 блока 6 приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины 2 логического вывода.
Блок 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА предназначен для имитации функционирования КП (ПУ) и КСА соединения ПВО и выхода их из строя под воздействием СВКН противника. Вход 7.1 блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 7.2 соединен с выходом 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ. Выход блока 7 обнаружения и сопровождения ВЦ соединен с входом 8.3 блока 8 расчета характеристик звеньев СУ.
Блок 8 расчета характеристик звеньев СУ предназначен для имитации функционирования звена системы управления и определения его временных, количественных и вероятностных характеристик по обработке информации по ВЦ. Вход 8.1 блока 8 расчета характеристик звеньев СУ соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 8.2 соединен с выходом 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, вход 8.3 соединен с выходом блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА. Выход блока 8 расчета характеристик звеньев СУ соединен с входом 9.3 блока 9 расчета суммарного работного времени СУ.
Блок 9 расчета суммарного работного времени СУ предназначен для определения суммарного времени функционирования СУ соединения ПВО в зависимости от степени централизации и автоматизации процессов сбора, обработки и выдачи информации о ВЦ. Вход 9.1 блока 9 расчета суммарного работного времени СУ соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 9.2 соединен с выходом 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, вход 9.3 соединен с выходом блока 8 расчета характеристик звеньев СУ. Выход блока 9 расчета суммарного работного времени СУ соединен с входом 12.3 блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи.
Блок 10 обнаружения и сопровождения ВЦ предназначен для имитации функционирования средств разведки и оповещения, стоящих на вооружении в частях и подразделениях соединения ПВО, по обзору пространства, обнаружению цели, завязке трассы и выдаче информации потребителям. Вход 10.1 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 10.2 соединен с выходом 11.4 блока 11 оценки результатов боевых действий. Выход 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ соединен с входами 7.2 блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, 8.2 блока 8 расчета характеристик звеньев СУ, 9.2 блока 9 расчета суммарного работного времени СУ, 12.2 блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи, выход 10.4 с входом 11.2 блока 11 оценки результатов боевых действий.
Блок 11 оценки результатов боевых действий предназначен для имитации выполнения соединением ПВО боевых задач по поражению (подавлению) ВЦ и расчета показателей эффективности боевых действий с учетом параметров СУ. Вход 11.1 блока 11 оценки результатов боевых действий соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 11.2 соединен с выходом 10.4 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, вход 11.3 соединен с выходом блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи. Выход 11.4 блока 11 оценки результатов боевых действий соединен с входом 10.2 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, выход 11.5 соединен с входом 2.9 машины 2 логического вывода.
Блок 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи предназначен для расчета рубежей выполнения боевых задач частями и подразделениями соединения ПВО в зависимости от текущих параметров СУ и положения ВЦ. Вход 12.1 блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи соединен с выходом 2.4 машины 2 логического вывода, вход 12.2 соединен с выходом 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, вход 12.3 соединен с выходом блока 9 расчета суммарного работного времени СУ. Выход блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи соединен с входом 11.3 блока 11 оценки результатов боевых действий.
Блоки 1-12 могут быть выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86, установленной на рабочем месте (стенде) для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ.
Устройство для оценки эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ функционирует следующим образом.
На предварительном этапе в рабочую память 3 загружаются данные по тактико-техническим характеристикам СВКН, средствам разведки и поражения (подавления) ВЦ, средствам автоматизации и связи, характеристикам КП (ПУ), цифровые карты местности, шаблоны объектов. В базу знаний 1 загружаются правила расчета вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА, характеристик звеньев СУ соединения ПВО, определения суммарного работного времени СУ и расчета показателей эффективности боевых действий.
После завершения предварительного этапа пользователь при помощи пользовательского интерфейса 5 осуществляет выбор СВКН противника, участвующего в ударе, и формирует вариант его действий; осуществляет выбор и расстановку на цифровой карте местности частей и подразделений соединения ПВО, устанавливает параметры СУ, выполняет запуск расчетов. В процессе моделирования пользователь может осуществлять наблюдение за имитируемыми процессами, а по его завершении оценку результатов расчета.
После запуска моделирования на вход 10.1 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ посредством машины 2 логического вывода поступают исходные данные по положению ВЦ, а также тактико-технические характеристики средств разведки соединения ПВО, осуществляется расчет вероятности обнаружения и вероятность завязки трассы цели, после чего координаты цели передаются на вход 7.2 блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА. В случае отсутствия ВЦ на данном шаге моделирования цикл поиска ВЦ повторяется снова.
В блоке 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА определяется вероятность выхода из строя КП (ПУ) и КСА каждого звена СУ соединения ПВО под воздействием СВКН противника. В зависимости от состояния их боеготовности на вход 8.3 блока 8 расчета характеристик звеньев СУ поступает информация о количестве каналов обслуживания ВЦ и способе обработки и передачи информации по ней.
В блоке 8 расчета характеристик звеньев СУ на основании полученных из блока 7 определения вероятности выхода из строя КП (ПУ) и КСА данных о текущем состоянии боеготовности сил средств обработки информации и информации о текущем положении ВЦ, поступающей из блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, на основании данных об уровне слаженности боевых расчетов и подготовки должностных лиц, поступающих посредством машины 2 логического вывода из рабочей памяти 3, осуществляется расчет временных, количественных и вероятностных характеристик звена СУ соединения ПВО. Полученные данные передаются на вход 9.3 блока 9 расчета суммарного работного времени СУ.
В блоке 9 расчета суммарного работного времени СУ осуществляется расчет суммарного работного времени СУ по ВЦ в зависимости от данных о степени централизации процессов передачи информации по ВЦ и принятым решением командира соединения ПВО, поступающих посредством машины 2 логического вывода из рабочей памяти 3. Полученные значения работного времени поступают на вход 12.3 блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи, в котором на основании данных о текущем положении ВЦ, поступающих с выхода 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ, осуществляется расчет рубежей выполнения боевых задач по ВЦ частями и подразделениями соединения ПВО. Результаты расчетов поступают на вход 11.3 блока 11 оценки результатов боевых действий.
В блоке 11 оценки результатов боевых действий на основании данных, полученных из блока 12 расчета рубежей выполнения боевой задачи, и данных о текущем положении ВЦ, поступающих с выхода 10.3 блока 10 обнаружения и сопровождения ВЦ осуществляется моделирование процессов целераспределения и целеуказания частям и подразделениям соединения ПВО в соответствии с полученным посредством машины 2 логического вывода из базы знаний 1 критериями. После этого осуществляется расчет показателей эффективности боевых действий соединения ПВО с учетом параметров СУ соединения ПВО.
Для информирования пользователя о перечне правил, которые были использованы в устройстве при расчете характеристик СУ и показателей эффективности боевых действий соединения ПВО, используется блок объяснения 4. Корректировка правил расчета осуществляется через блок приобретения знаний 6.