СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ ГРУППИРОВКИ ЗЕНИТНЫХ РАКЕТНЫХ ВОЙСК

Система оптимизации группировки зенитных ракетных войск с учетом данных об обстановке относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использована в автоматизированных системах управления войсками. Известна система /1/ /прототип/, 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).
Система /1/ может быть использована для оценки коэффициента взаимодействия подразделений ЗРВ, входящих в состав группировки. В этом случае система /1/ функционирует следующим образом. На предварительном этапе работы системы в рабочую память закладываются данные о боевых возможностях подразделений ЗРВ, а также данные о возможных вариантах действия противника и тактико-технических характеристиках (ТТХ) средств воздушно-космического нападения (СВКН). В базу знаний закладываются правила оценки значения коэффициента взаимодействия подразделений, входящих в состав группировки. Пользователь вводит через пользовательский интерфейс данные о варианте действия противника. После этого на заключительном этапе работы, на выходе системы формируется оценка коэффициента взаимодействия подразделений ЗРВ, входящих в состав группировки. Полученные результаты выдаются пользователю через выход пользовательского интерфейса.
Недостатком устройства /1/ является то, что решение задачи оценки коэффициента взаимодействия подразделений ЗРВ, входящих в состав группировки осуществляется без учета данных о метеорологической обстановке и данных, поступающих от разведки. Кроме того, пользователь устройства /1/ не получает информацию о том, при каком боевом порядке группировки ЗРВ обеспечивается максимальное значение коэффициента взаимодействия.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи оптимизации группировки зенитных ракетных войск с учетом данных об обстановке, то есть с учетом разведданных и данных о метеорологической обстановке.
Заявляемая система оптимизации группировки зенитных ракетных войск, как и прототип, содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и первый 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 первым входом 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 являются входом и выходом системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск.
В отличие от прототипа система оптимизации группировки зенитных ракетных войск содержит распределенную базу данных о противнике, распределенную базу данных о метеоусловиях, модель боевых действий части ЗРВ, блок оптимизации параметров группировки ЗРВ, причем выход распределенной базы данных о противнике соединен с первыми входами модели боевых действий части ЗРВ и блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, а также с четвертым входом машины логического вывода, выход распределенной базы данных о метеоусловиях соединен со вторыми входами модели боевых действий части ЗРВ и блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, а также с пятым входом машины логического вывода, выход модели боевых действий части ЗРВ соединен с пятым входом блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, четвертый выход машины логического вывода соединен с четвертым входом блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, пятый выход машины логического вывода
соединен с четвертым входом модели боевых действий части ЗРВ, второй выход рабочей памяти соединен с третьим входом блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, первый выход блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с третьим входом модели боевых действий части ЗРВ, второй выход блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен со вторым входом рабочей памяти.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На черт.1 приведена структурная схема системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск.
Заявляемая система оптимизации группировки зенитных ракетных войск (черт.1) содержит:
1 - базу знаний;
2 - машину логического вывода;
3 - рабочую память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - распределенную базу данных о противнике;
8 - распределенную базу данных о метеоусловиях;
9 - модель боевых действий части ЗРВ;
10 - блок оптимизации параметров группировки ЗРВ. База знаний 1 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить в оперативной памяти правила оценки значения коэффициента взаимодействия подразделений, входящих в состав группировки с учетом особенностей обстановки (разведданных и данных о метеоусловиях). Вход базы знаний соединен с выходом 2.6 машины логического вывода. Выход базы знаний соединен с входами 2.1 машины логического вывода.
Машина логического вывода 2 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, способную выполнять логические и
арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода соединены с выходом базы знаний и выходом 3.3 рабочей памяти. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом распределенной базы данных о противнике. Вход 2.5 машины логического вывода соединен с выходом распределенную базу данных о метеоусловиях. Выход 2.6 машины логического вывода соединен с входом базы знаний, выход 2.7 соединен с входом 3.1 рабочей памяти, выход 2.8 соединен с входом 4.1 блока объяснения, выход 2.9 соединен с входом 2.4 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ, выход 2.10 соединен с входом 9.4 модели боевых действий части ЗРВ
Рабочая память 3 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить в оперативной памяти данные о боевых возможностях подразделений ЗРВ, а также данные о возможных вариантах действия противника и тактико-технических характеристиках (ТТХ) средств воздушно-космического нападения (СВКН). Вход 3.1 рабочей памяти соединен с выходом 2.7 машины логического вывода. Вход 3.2 рабочей памяти соединен с выходом 10.7 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ. Выход 3.3 рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода. Выход 3.4 рабочей памяти соединен с входом 10.3 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ.
Блок объяснения 4 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, способную запоминать цепочку правил, в соответствии с которыми был получен очередной результат экспертизы машиной логического вывода. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.8 машины логического вывода. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса.
Пользовательский интерфейс 5 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, оснащенную стандартным набором технических и программных средств для общения с пользователем (дисплеем, клавиатурой и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса соединен с выходом блока объяснения. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.1 блока приобретения знаний. Вход 5.3 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск. Выход 5.4 пользовательского интерфейса соединен с входом 4.2 блока объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск.
Блок приобретения знаний 6 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил оптимизации группировки зенитных ракетных войск с учетом данных об обстановке. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса. Выход 6.1 блока приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса. Выход 6.2 блока приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины логического вывода.
Распределенная база данных о противнике 7 представляет собой совокупность баз данных, физически распределенных по взаимосвязанным информационным ресурсам Вооруженных сил и доступных для совместного использования 121. Например, распределенная база данных может функционировать на принципах Oracle8/8i /3/. Выход распределенной базы данных о противнике соединен с входом 9.1 модели боевых действий части ЗРВ, входом 10.1 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ и входом 2.4 машины логического вывода.
Распределенная база данных о метеоусловиях 8 представляет собой совокупность баз данных, физически распределенных по взаимосвязанным
информационным ресурсам Вооруженных сил и доступных для совместного использования 111. Например, распределенная база данных может функционировать на принципах Oracle8/8i /3/. Выход распределенной базы данных о метеоусловиях соединен с входом 9.2 модели боевых действий части ЗРВ и входом 10.2 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ и входом 2.5 машины логического вывода.
Модель боевых действий части ЗРВ 9 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию вычислений в реальном масштабе времени коэффициента взаимодействия подразделений ЗРВ, входящих в состав группировки с учетом разведданных и данных о метеоусловиях. Вход 9.1 модели боевых действий части ЗРВ соединен с выходом распределенной базы данных о противнике. Вход 9.2 модели боевых действий части ЗРВ соединен с выходом распределенной базы данных о метеоусловиях. Вход 9.3 модели боевых действий части ЗРВ соединен с выходом 10.6 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ. Вход 9.4 модели боевых действий части ЗРВ соединен с выходом 2.10 машины логического вывода. Выход модели боевых действий части ЗРВ соединен с входом 10.5 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ.
Блок оптимизации параметров группировки ЗРВ 10 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую оптимизацию параметров группировки зенитных ракетных войск с учетом разведданных и данных о метеоусловиях. Вход 10.1 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с выходом распределенной базы данных о противнике. Вход 10.2 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с выходом распределенной базы данных о метеоусловиях. Вход 10.3 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с выходом 3.4 рабочей памяти. Вход 10.4 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с выходом 2.9 машины логического вывода. Вход 10.5 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с выходом модели боевых действий части ЗРВ. Выход 10.6 блока оптимизации
параметров группировки ЗРВ соединен с входом 9.3 модели боевых действий части ЗРВ. Выход 10.7 блока оптимизации параметров группировки ЗРВ соединен с входом 3.2 рабочей памяти.
Конструктивно система оптимизации группировки зенитных ракетных войск представляет собой комплект аппаратуры, размещенной в стационарном помещении. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск соответствует группе 1.3 УХЛГОСТВ20.39.304-75.
Работает система оптимизации группировки зенитных ракетных войск следующим образом.
На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются нормативные данные о боевых возможностях подразделений ЗРВ, а также данные о возможных вариантах действия противника и тактико-технических характеристиках (ТТХ) средств воздушно-космического нападения (СВКН). В базу знаний закладываются правила оценки значения коэффициента взаимодействия подразделений, входящих в состав группировки с учетом особенностей обстановки (разведданных и данных о метеоусловиях). Модель боевых действий части ЗРВ, обеспечивает организацию вычислений в реальном масштабе времени коэффициента взаимодействия подразделений ЗРВ, входящих в состав группировки с учетом разведданных и данных о метеоусловиях. Блок оптимизации параметров группировки ЗРВ обеспечивает оптимизацию параметров группировки зенитных ракетных войск с учетом разведданных и данных о метеоусловиях.
После завершения предварительного этапа работы системы пользователь вводит через пользовательский интерфейс исходные данные о количественном и качественном составе группировки ЗРВ. Через распределенные базы данных о противнике и метеоусловиях поступают компетентные оценки с прогнозами о возможных вариантах действий противника и метеоусловиях в районе ведения боевых действий. Из машины
логического вывода в блок оптимизации параметров группировки ЗРВ поступают данные, определяющие выбор критерия оптимизации группировки ЗРВ, а модель боевых действий части ЗРВ поступают данные о количественном и качественном составе группировки ЗРВ. Из распределенных баз данных о противнике и метеоусловиях (блок 7 и блок 8 соответственно) в модель боевых действий части ЗРВ и блок оптимизации параметров группировки ЗРВ поступают данные о наиболее вероятном варианте боевых действий противника и данные о метеоусловиях. В блоке оптимизации параметров группировки ЗРВ осуществляется последовательный целенаправленный поиск параметров группировки ЗРВ, при которых значение коэффициента взаимодействия принимает максимальное значение. В процессе поиска оптимальных параметров вычисление значения коэффициента взаимодействия осуществляется в модели боевых действий части ЗРВ (блок 9). Процесс оптимизации осуществляется в соответствии с критерием, параметры которого поступают из машины логического вывода. В результате работы системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск на выходе пользовательского интерфейса формируются данные, характеризующие оптимальную в заданных условиях группировку ЗРВ.
Путем проведения многократных машинных экспериментов установлено, что применение заявляемой модели позволяет повысить значения показателя эффективности боевых действий группировки ЗРВ по сравнению с прототипом в 1,3-1,6 раза.
Представленный вариант построения системы оптимизации группировки зенитных ракетных войск не исчерпывает возможные способы ее практического исполнения.
Источники, принятые во внимание:
1. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис.1.6., с.70 (прототип).
2. Роланд Ф. Основные концепции баз данных. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007.
3. К. Луни Oracle 8. Настольная книга администратора - М.: Изд-во ЛОРИ, 1998.