УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОДЕЛИРУЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ВОЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ

Полезная модель относится к классу устройств цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенных для специфических функций.
Известно устройство [RU 2449367, C1, G06Q 10/00, публ. 16.11.1999], которое относится к системам поддержки принятия решения и может быть использовано для выработки и принятия решения органами военного управления различных звеньев управления системой противовоздушной обороны.
Известно устройство [RU 103412, U1 G06F 17/00, публ. 10.04.2011], которое используется для информационного обеспечения моделей военных действий и информационно-расчетных задач, предназначенных для управления группировками войск (сил).
Известно устройство [RU 2447504, C1, G06Q 10/06, публ. 10.04.2012], технический результат которого заключается в обеспечении оперативного контроля качества и своевременности выполнения плана военных действий.
Известно устройство [RU 11909, U1, G06F 15/16, публ. 27.04.2012], предназначенное для управленческих и прогностических целей, включающих операции существенной обработки данных, то есть операции обработки данных, для выполнения которых требуется компьютерная система или устройство.
Общим недостатком структуры известных устройств является то, что в них не учитывается специфика и степень детализации входной и выходной информации для каждого из уровней иерархии системы управления войсками (силами), что приводит к нерациональному использованию ресурсов времени на ввод исходных данных, их обработку и получение выходных параметров (цикл моделирования).
Прототипом заявляемой полезной модели является система [Информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил). [Текст]. Патент на полезную модель / В.Р. Ляпин, Ю.Г. Шарашкин, В.Н. Зимин и др. - №103412 от 10.04.2011 г. ], в состав которой входит база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, блок информационно-расчетных задач; моделирующая система, база данных о параметрах условий моделируемой обстановки, причем выход базы знаний и выход 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 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, 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 первым входом и выходом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил); четвертый, пятый и шестой выходы машины логического вывода соединены с первым входами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, четвертый, пятый и шестой входы машины логического вывода соединены с первыми выходами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, второй выход блока информационно-расчетных задач соединен со вторым входом моделирующей системы, второй выход моделирующей системы соединен со вторым входом базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки, второй выход базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен со вторым входом блока информационно-расчетных задач.
Недостатком известной системы является то, что в ней не учитывается необходимость разделения как математических моделей и информационно-расчетных задач, так и входной и выходной информации, в зависимости от потребностей должностных лиц органов военного управления войсками (силами) различного уровня иерархии (страты).
В процессе эксплуатации известных устройств были выявлены следующие недостатки:
- превышение времени на представление результатов моделирования и расчетов;
- дублирование информационных массивов входной и выходной информации;
- избыточность информационных данных для оперативно-тактического и оперативного уровней;
- отсутствие агрегированных показателей выходной информации по стратам (уровням иерархии).
Задачей полезной модели является обеспечение возможности стратификации (селекции, агрегации, интерполяции) информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий, позволяющее исключить вышеперечисленные недостатки известных устройств.
Техническим результатом полезной модели является создание устройства для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий, позволяющее сократить циклы моделирования военных действий и производства оперативно-тактических расчетов, а также обеспечить органы военного управления различного уровня выходной информацией в соответствии с их информационными потребностями.
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в полезную модель, содержащую, как и прототип, базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, блок информационно-расчетных задач; моделирующую систему; базу данных о параметрах условий моделируемой обстановки, причем выход базы знаний и выход 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 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, 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 первым входом и выходом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил); четвертый, пятый и шестой выходы машины логического вывода соединены с первым входами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, четвертый, пятый и шестой входы машины логического вывода соединены с первыми выходами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, второй выход блока информационно-расчетных задач соединен со вторым входом моделирующей системы, второй выход моделирующей системы соединен со вторым входом базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки, второй выход базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен со вторым входом блока информационно-расчетных задач дополнительно включены блок стратификации, блок выходных данных первого уровня стратификации (тактического), блок данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического), блок выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного), блок анализа результатов моделирования, причем третий выход блока информационно-расчетных задач соединен с входом блока стратификации; третий, четвертый и пятый выход моделирующей системы соединен с входами блока выходных данных первого уровня стратификации (тактического), блока выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического), блока выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) соответственно; выход блока выходных данных первого уровня стратификации (тактического), блока выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического), блока выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) соединен с входом блока анализа результатов моделирования; первый и второй выход блока анализа результатов моделирования соединен с третьими входами блока информационно-расчетных задач и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки, соответственно.
Предложенный вариант устройства позволяет сократить время на получение результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов, путем включения в состав модели блока стратификации, отдельных блоков выходных данных для каждого уровня иерархии системы управления войсками (силами) и блока анализа результатов моделирования.
Дополнительным результатом использования устройства является соответствующее повышение эффективности информационного обеспечения на основе полученных результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов, и как следствие, - адекватности принимаемых решений при планировании боевого применения войск (сил) в условиях дефицита времени.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий (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 информационно-расчетных задач;
8 - моделирующая система;
9 - база данных о параметрах условий моделируемой обстановки;
10 - блок стратификации;
11 - блок выходных данных первого уровня стратификации (тактического);
12 - блок выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического).
13 - блок выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного).
14 - блок анализа результатов моделирования.
База знаний 1 предназначена для хранения в оперативной памяти по ранее проведенным расчетам и в процессе моделирования правил ввода войск в бой, правил и критериев выбора рациональных маршрутов полета авиации. Вход базы знаний соединен с выходом 2.7. машины логического вывода. Выход базы знаний соединен с входом 2.1. машины логического вывода.
Машина логического вывода 2 предназначена для выполнения логических и арифметических действий с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, в базе данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 и блоке 7 информационно-расчетных задач, в соответствии с информационными потребностями пользователя и правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода 2 соединены с выходом базы знаний 1 и выходом рабочей памяти 3, соответственно. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретений знаний 6. Вход 2.4. машины логического вывода 2 соединен с выходом 7.3 блока 7 информационно-расчетных задач. Вход 2.5 машины логического вывода 2 соединен с выходом 8.3 моделирующей системы 8. Вход 2.6. машины логического вывода 2 соединен с выходом 9.3. базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9. Выход 2.7. машины логического вывода 2 соединен с входом базы знаний 1. Выход 2.8. машины логического вывода 2 соединен с входом рабочей памяти 3. Выход 2.9. машины логического вывода 2 соединен с входом 4.1 блока 4 объяснения. Выход 2.10 машины логического вывода 2 соединен с входом 7.1. блока 7 информационно-расчетных задач. Выход 2.11. машины логического вывода 2 соединен с входом 8.1 моделирующей системы 8. Выход 2.12. машины логического вывода 2 соединен с входом 9.1. базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9.
Рабочая память 3 предназначена для хранения в оперативной памяти данные об исходной обстановке и содержит: геоинформационную базу данных, данные о тактико-технических характеристиках систем вооружения, военной и специальной техники, исходные данные об оперативном построении и боевом порядке войск (сил), нормативные и справочные данные. Вход рабочей памяти соединен с выходом 2.8 машины логического вывода 2. Выход рабочей памяти соединен с входом 2.2. машины логического вывода 2.
Блок 4 объяснения предназначен для запоминания и передачи правил, которые были использованы комплексом при подготовке массива исходных данных. Вход 4.1 блока 4 объяснения соединен с выходом 2.9 машины логического вывода 2. Вход 4.2 блока 4 объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса 5. Выход блока 4 объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 предназначен для общения с пользователем посредством использования стандартного набора технических и программных средств (дисплея, клавиатуры, мыши, модема и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса 5 соединен с выходом блока 4 объяснения. Вход 5.2 пользовательского интерфейса 5 соединен с выходом 6.1 блока 6 приобретения знаний. Вход 5.3 пользовательского интерфейса 5 является первым входом устройства для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий. Выход 5.4 пользовательского интерфейса 5 соединен с входом 4.2 блока 4 объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса 5 соединен с входом блока 6 приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса 5 является выходом устройства для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий и соединен с пользователем комплекса.
Блок 6 приобретения знаний предназначен для организации диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил ввода войск (сил) в бой. 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 логического вывода 2.
Блок 7 информационно-расчетных задач предназначен для обеспечения оценки обстановки, разработки вариантов (способов) действий противника и своих войск, автоматизированную разработку вопросов управления, всех видов обеспечения и взаимодействия, проведения оперативно-тактических расчетов и формирования массива исходных данных, необходимого и достаточного для проведения математического моделирования военных действий. Вход 7.1 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с выходом 2.10 машины логического вывода 2. Вход 7.2 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с выходом 9.4 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9. Выход 7.3 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с входом 2.4 машины логического вывода 2. Выход 7.4 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с входом 8.2 моделирующей системы 8. Выход 7.5 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с входом блока стратификации. Вход 7.6 блока 7 информационно-расчетных задач соединен с выходом блока 14 анализа результатов моделирования 14.1.
Моделирующая система 8 предназначена для обеспечения комплексного имитационного моделирования объектов, субъектов и явлений вооруженной борьбы в условиях заданной модельной обстановки, оценки показателей эффективности военных действий, отображения хода и результатов моделирования. Вход 8.1 моделирующей системы 8 соединен с выходом 2.11 машины логического вывода 2. Вход 8.2 моделирующей системы 8 с выходом 7.4 блока 7 информационно-расчетных задач. Выход 8.3 моделирующей системы 8 соединен с входом 2.5 машины логического вывода 2. Выход 8.4 моделирующей системы 8 соединен с входом 9.2 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9. Выход 8.5, 8,6 и 8.7 моделирующей системы 8 соединен с входами блока выходных данных первого уровня стратификации (тактического), блока выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического), блока выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) соответственно. Вход 8.8 моделирующей системы 8 соединен с выходом блока стратификации.
База данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 предназначена для сохранения через определенные временные интервалы данных об условиях обстановки. Вход 9.1 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 соединен с выходом 2.12 машины логического вывода 2. Вход 9.2 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 соединен с выходом 8.4 моделирующей системы 8. Вход 9.3 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 соединен с входом 2.6 машины логического вывода 2. Вход 9.4 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 соединен с входом 7.2 блока 7 информационно-расчетных задач. Вход 9.5 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 соединен с выходом блока 14 анализа результатов моделирования 14.2.
Блок стратификации 10 предназначен для селекции математических моделей, информационно-расчетных задач, структурных единиц информации входных сообщений (исходных данных) по заданному (требуемому) уровню иерархии (страте) системы управления войсками (силами). Вход блока стратификации 10 соединен с выходом 7.5блока 7 информационно-расчетных задач. Выход блока стратификации 10 соединен с входом 8.8 моделирующей системы 8.
Блок 11 выходных данных первого уровня стратификации (тактического)предназначен для селекции и отображения выходной информации, полученной на основании результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов в интересах первого уровня иерархии (показатели боевых возможностей и эффективности боевого применения отдельного образца вооружения, отдельного подразделения (части)). Вход блока 11 выходных данных первого уровня стратификации (тактического) соединен с выходом 8.5. моделирующей системы 8. Выход блока 11 выходных данных первого уровня стратификации (тактического) соединен с входом блока 14 анализа результатов моделирования.
Блок 12 выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического) предназначен для селекции и отображения выходной информации, полученной на основании результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов в интересах второго уровня иерархии (показатели боевых возможностей и эффективности боевых действий соединений, группировок войск (сил) оперативно-тактического предназначения). Вход блока 12 выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического) соединен с выходом 8.6. моделирующей системы 8. Выход блока 12 выходных данных второго уровня стратификации(оперативно-тактического) соединен с входом блока 14 анализа результатов моделирования.
Блок 13 выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) предназначен для селекции и отображения выходной информации, полученной на основании результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов в интересах третьего уровня иерархии (показатели боевых возможностей и эффективности боевых действий объединений, группировок войск (сил) оперативного назначения). Вход блока 13 выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) соединен с выходом 8.7. моделирующей системы 8. Выход блока 13 выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного) соединен с входом блока 14 анализа результатов моделирования.
Блок 14 анализа результатов моделирования предназначен для исследования данных об элементах обстановки и действиях противоборствующих группировок войск (сил), выработки обоснованных предложений по повышению эффективности военных действий. Вход блока 14 анализа результатов моделирования соединен с выходами блока выходных данных первого уровня стратификации (тактического), блока выходных данных второго уровня стратификации (оперативно-тактического), блока выходных данных третьего уровня стратификации (оперативного). Выход 14.1 блока 14 анализа результатов моделирования соединен с входом 7.6 блока 7 информационно-расчетных задач. Выход 14.2 блока 14 анализа результатов моделирования соединен с входом 9.5 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9.
Конструктивно предложенное устройство представляет собой комплекс аппаратуры, размещаемой в стационарном помещении или в подвижной кабине. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации устройства соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.
Устройство для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий функционирует следующим образом.
На предварительном этапе в рабочую память 3 загружаются данные об исходной обстановке: геоинформационная база данных, данные о тактико-технических характеристиках систем вооружения, военной и специальной техники, данные об оперативном построении и боевом порядке своих войск (сил) в бой, правила и критерии выбора рациональных маршрутов полета. На основе данных об обстановке и системы правил ввода войск (сил) в бой, соответствующих исходной обстановке, формируемой машиной логического вывода 2, в блоке 7 информационно-расчетных задач формируется общий массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов с использованием информационно-расчетных задач. Оперативно-тактические расчеты проводятся в блоке 7 информационно-расчетных задач.
Сформированный в этом же блоке общий массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий поступает на вход блока стратификации 10, который обеспечивает классификацию, распределение и детализацию информации в соответствии с уровнем иерархии системы управления войсками (силами). После завершения функционирования блока стратификации 10, сформированные рациональным образом данные передаются в моделирующую систему 8, которая обеспечивает моделирование военных действий в соответствии с подготовлены миисходными данными.
С выходов моделирующей системы на вход блоков 11, 12, 13 поступает выходные данные в необходимом и достаточном виде, соразмерно уровню и масштабам моделируемых процессов.
В блоке 11 выходных данных первого уровня стратификации формируются структурные единицы информации выходных сообщений (выходные данные) тактического уровня, в блоке 12 выходных данных второго уровня стратификации формируются структурные единицы информации выходных сообщений (выходные данные) оперативно-тактического уровня, в блоке 13 выходных данных третьего уровня стратификации формируются структурные единицы информации выходных сообщений (выходные данные) оперативного уровня.
Параметры условий моделируемой обстановки запоминаются в базе данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 через определенные временные интервалы.
Пользователь при помощи пользовательского интерфейса 5 может в любой момент остановить процесс моделирования и перезапустить работу комплекса, с указанием момента модельного времени, с которого производился перезапуск. Перезапуск комплекса проводится на основе данных о параметрах условий моделирования обстановки на указанный модельный момент времени. Кроме того, эти данные могут быть скорректированы пользователем через пользовательский интерфейс 5, что позволяет в частности, нарастить моделируемую обстановку. С учетом изменений, происшедших в группировке, меняются условия ввода войск (сил) в бой, меняются условия безопасного полета воздушных целей к объектам удара. Неизменными остаются правила ввода войск (сил) в бой, хранящиеся в базе знаний 1.
Для информационного обеспечения пользователя о перечне правил, которые были использованы в устройстве при подготовке массива исходных данных, предусмотрена трассировка решения при помощи блока 4 объяснения. Корректировка правил расчета осуществляется через блок 6 приобретения знаний. Кроме того, массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов, может быть скорректирован пользователем через пользовательский интерфейс. Через этот же интерфейс пользователь получает результаты моделирования и оперативно-тактических расчетов, служащих информацией для блока 14 анализа результатов моделирования.
Путем проведения экспериментов на исследовательском моделирующем комплексе военных действий в Военной академии воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова, было установлено, что применение заявленного устройства позволяет сократить время на получение результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов в 1,6-1,7 раза.
Представленный вариант устройства для информационного обеспечения моделирующего комплекса военных действий не исчерпывает возможные способы его практического исполнения.
Источники, принятые во внимание:
1. Информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил). [Текст]. Патент на полезную модель / В.Р. Ляпин, Ю.Г. Шарашкин, В.Н. Зимини др. - №103412 от 10.04.2011 г. (прототип);
2. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис. 1.6, с. 70;
3. Пятибратов А.П., Гудынко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2008.;
4. Методические рекомендации по организации и порядку проведения расчетов и математического моделирования боевых действий) с использованием специального программного обеспечения в органах военного управления объединений стратегического, оперативно-стратегического и оперативного уровней. - М.: ГШ ВС РФ, 2018.
5. Гончаров A.M., Костров С.А., Бегларян С.Г. Тренажно-моделирующий комплекс «Небосвод» - инструмент для совершенствования практической подготовки органов управления Воздушно-космическими силами. - М.: Воздушно-космическая сфера №4 (93), 2017.