УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ПАРКА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ ГРУППИРОВКИ ВОЙСК ПВО

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для решения задачи прогнозирования состояния парка радиоэлектронной техники (РЭТ) группировки войск противовоздушной обороны (ПВО).
Цель полезной модели - повышение эффективности управления развитием системы вооружения группировки войск ПВО на основе расширение функциональных возможностей прототипа и автоматизации процессов прогнозирования количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО с учетом различной приоритетности образцов и сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода времени.
Известна система [1], 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).
Указанная система может быть использована для информационного обеспечения процессов программно-целевого планирования управления развитием вооружения и военной техники группировок войск, в частности для формирования и оценки эффективности долгосрочных программ и планов развития систем вооружения.
Недостатком известной системы является низкая эффективность управления развитием системы вооружения группировки войск ПВО, обусловленная узкими функциональными возможностями по прогнозированию количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО с учетом различной приоритетности образцов и ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода времени, сложностью неавтоматизированной обработки оператором большого объема информации в условиях существенных временных ограничений и необходимостью использования экспертных методов.
В [2] указаны основные проблемы развития теории и практики программно-целевого планирования систем вооружения и отмечены возможные пути повышения эффективности управления развитием систем вооружения, в частности, решение задач прогнозирования показателей состояния системы вооружения.
Задачей полезной модели является устранение недостатков известного устройства [1], а именно повышение эффективности управления развитием системы вооружения группировки войск ПВО.
Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является автоматизация процесса прогнозирования состояния системы вооружения и расширение функциональных возможностей прототипа по прогнозированию количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО с учетом различной приоритетности образцов и ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода времени.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО, содержащее базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, таким образом, что выход базы знаний и первый 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, 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 устройства моделирования изменения состояния парка РЭТ группировки войск ПВО, согласно полезной модели, оно дополнительно содержит блок моделирования изменения состояния образцов РЭТ, блок формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие, блок ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности, причем третий вход рабочей памяти соединен с четвертым выходом пользовательского интерфейса, третий выход рабочей памяти соединен с четвертым входом пользовательского интерфейса, первый блок ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности соединен с четвертым выходом машины логического вывода, второй вход блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности соединен со вторым выходом блока рабочей памяти, выход блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности соединен со вторым входом блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ, первый вход блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен со вторым выходом блока рабочей памяти, второй вход блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен с пятым выходом блока машины логического вывода, выход блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен с первым входом блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ.
Дополнительное введение соединенных между собой блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности, блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие и блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ позволяет при решении задачи прогнозировании состояния парка РЭТ группировки войск ПВО автоматизировать процессы ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности, формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие и моделирования изменения состояния образцов РЭТ.
Это в свою очередь позволяет решить поставленную задачу, а именно повысить эффективность управления развитием системы вооружения группировки войск ПВО, на основе автоматизации процесса прогнозирования системы вооружения и расширении функциональных возможностей прототипа по прогнозированию количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО с учетом различной приоритетности образцов и ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода времени.
Графические материалы, поясняющие суть полезной модели, представлены на фиг. 1
На фиг. 1 приведена структурная устройства для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО.
На фиг. 1 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 ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности;
8 - блок формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие;
9 - блок моделирования изменения состояния образцов РЭТ.
База знаний 1 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий хранить в оперативной памяти правила формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие. Вход базы знаний 1 соединен с выходом 2.5 машины логического вывода 2, а выход базы знаний 1 соединен с входом 2.1 машины логического вывода 2.
Машина логического вывода 2 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный выполнять логические и арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, блоке ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности 7 и в блоке формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода соединены с выходом базы знаний 1 и выходом 3.5 рабочей памяти 3. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний 6. Выход 2.4 машины логического вывода соединен с входом 8.3 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8. Выход 2.5 машины логического вывода соединен с входом базы знаний 1. Выход 2.6 машины логического вывода соединен с входом 3.1 рабочей памяти 3. Выход 2.7 машины логического вывода соединен с входом 4.1 блока объяснения 4. Выход 2.8 машины логического вывода соединен с входом 7.1 блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности 7. Выход 2.9 машины логического вывода соединен с входом 8.1 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8.
Рабочая память 3 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий хранить в оперативной памяти необходимые для моделирования данные: исходные данные о техническом состоянии каждого образца РЭТ рассматриваемой группировки войск ПВО, тактико-технико-экономические характеристики образцов РЭТ; данные о возможностях предприятий промышленности в части серийного производства и ремонта образцов РЭТ на начало периода планирования; данные о выделяемых объемах финансирования на мероприятия закупки и ремонта образцов РЭТ. Вход 3.1 рабочей памяти соединен с выходом 2.6 машины логического вывода 2. Вход 3.2 рабочей памяти соединен с выходом блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9. Вход 3.4 рабочей памяти соединен с выходом 5.8 пользовательского интерфейса 5. Выход 3.5 рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода 2. Выход 3.3 рабочей памяти соединен с входом 7.1 блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности 7, с входом 8.1 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8, с входом 9.3 моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9. Выход 3.6 рабочей памяти соединен с входом 5.4 пользовательского интерфейса 5.
Блок объяснения 4 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер) способный запоминать перечень правила, которые были использованы системой при формировании сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие, необходимых для имитационного моделирования. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.7 машины логического вывода 2. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 представляет собой сервер терминалов, например, типа 2xXeon 5405/4GB ОЗУ/2xSATA (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), оснащенный стандартным набором технических и программных средств, предназначенных для общения с пользователем и техническими системами (дисплеем, клавиатурой, модемами и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса соединен с выходом блока объяснения 4. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.1 блока приобретения знаний 6. Вход 5.3 пользовательского интерфейса является входом устройства для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО. Вход 5.4 пользовательского интерфейса является выходом 3.6 рабочей памяти 3. Выход 5.5 пользовательского интерфейса является входом 4.2 блока объяснения 4. Выход 5.6 пользовательского интерфейса является входом блока приобретения знаний 6. Выход 5.7 пользовательского интерфейса является выходом устройства для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО. Выход 5.8 пользовательского интерфейса является входом 3.4 рабочей памяти 3.
Блок приобретения знаний 6 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности и правил формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.6 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.1 блока приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.2 блока приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины логического вывода 2.
Блок ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности 7 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный на основе правил и критериев, задаваемых машиной логического вывода 2, осуществлять упорядочение множества образцов РЭТ рассматриваемой группировки ПВО в соответствии с полученными правилами ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности. Вход 7.1 блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности является выходом 3.3 блока рабочей памяти 3. Вход 7.2 ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности является выходом 2.8 машины логического вывода 2. Выход блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности соединен с входом 9.1 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9.
Блок формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий на основе правил и критериев, задаваемых машиной логического вывода 2, осуществлять формирование сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода, параметры которых описывают прогнозируемые возможности предприятий промышленности в части серийного производства и ремонта образцов РЭТ группировки войск ПВО. Вход 8.1 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен с выходом 9.4 блока моделирования военных действий 9. Вход 8.3 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен с выходом 3.3 блока рабочей памяти 3. Выход 8.2 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие соединен с входом 9.2 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9.
Блок моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный осуществлять имитационное статистическое моделирование изменения состояния образцов РЭТ группировки войск ПВО и формировать статистический материал, на основе которого формируется набор оценок прогнозируемых показателей количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО, полученных по различным реализациям имитационного моделирования. Вход 9.1 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ соединен с выходом 7.3 блока ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности 3. Вход 9.2 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ соединен с выходом 8.2 блока формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие 8. Вход 9.3 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ соединен с выходом 3.3 рабочей памяти 3. Выход 9.4 блока моделирования изменения состояния образцов РЭТ соединен с входом 3.2 рабочей памяти 3.
Конструктивно устройство для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО представляет собой комплект аппаратуры, размещаемой в стационарном помещении или в подвижной кабине. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации информационно-моделирующей среды для обеспечения управления развитием системы вооружения соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.
Работает устройство для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО следующим образом.
На предварительном этапе работы через пользовательский интерфейс 5 в рабочую память 3 загружаются исходные данные о длительности периода времени, в рамках которого осуществляется моделирование изменения состояния образцов РЭТ группировки войск ПВО; о техническом состоянии каждого образца РЭТ рассматриваемой группировки войск ПВО; тактико-технико-экономические характеристики образцов РЭТ; данные о возможностях предприятий промышленности в части серийного производства и ремонта образцов РЭТ на начало периода планирования; данные о выделяемых объемах финансирования на мероприятия закупки и ремонта образцов РЭТ.
Через рабочую память данные о возможностях предприятий промышленности в части серийного производства и ремонта образцов РЭТ на начало периода планирования загружаются в блок формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие, который формирует прогнозируемые параметры динамики изменения возможностей предприятий промышленности в течение заданного периода времени в части серийного производства образцов РЭТ и в части ремонта образцов РЭТ.
Через рабочую память сценарии изменения ограничений на управляющее воздействие, данные о длительности периода планирования, о выделяемых объемах финансирования на мероприятия закупки и ремонта образцов РЭТ, о техническом состоянии образцов и тактико-технико-экономические характеристики образцов РЭТ загружаются в качестве исходных в блок моделирования изменения состояния образцов РЭТ, способный осуществлять имитационное дискретно-событийное моделирование динамики изменения состояния образцов РЭТ с учетом ограничений на управляющее воздействие в течение заданного периода времени и формировать статистический материал, позволяющий рассчитывать набор оценок прогнозируемых показателей прогнозируемого количественного и качественного состояния парка РЭТ рассматриваемой группировки войск, полученных по различным реализациям имитационного моделирования.
Кроме того, на предварительном этапе через пользовательский интерфейс 5 и блок приобретения знаний 6 закладываются (корректируются) правила ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности и правила формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие, необходимые для проведения имитационного моделирования.
В этом же блоке указанные правила проверяются на предмет синтаксической корректности.
Из блока приобретения знаний правила ранжирования множества образцов РЭТ по приоритетности и правила формирования сценариев изменения ограничений на управляющее воздействие поступают в машину логического вывода 2, где они сравниваются с правилами, хранящимися в базе знаний 1 на предмет непротиворечивости. После проверки на непротиворечивость, правила из машины логического вывода загружаются в базу знаний 1.
После устройство для решения задачи прогнозирования состояния парка РЭТ группировки войск ПВО готово функционировать в соответствии со своим целевым назначением, то есть решать задачи прогнозированию количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО на основе моделирования динамики изменения состояния каждого образца РЭТ рассматриваемой группировки войск ПВО с учетом различной приоритетности образцов и ограничений на управляющее воздействие.
Для этого инициируется процесс моделирования количественного и качественного изменения состояния группировки войск ПВО блоком моделирования изменения состояния образцов РЭТ 9, осуществляющим имитационное дискретно-событийное статистическое моделирование процесса изменения технического состояния каждого образца РЭТ группировки войск ПВО и формирующим статистический материал, позволяющий определять набор оценок прогнозируемых показателей количественного и качественного состояния парка РЭТ группировки войск ПВО, полученных по различным реализациям имитационного моделирования.
Полезная модель разработана на уровне моделирующего алгоритма и программы для ЭВМ. Результаты валидации и верификации, а также испытания разработанной модели показали ее адекватность моделируемым процессам и повышение эффективности управления развитием системы вооружения группировки войск ПВО на 12-14%.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:
1. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М: Издательский дом «Вильяме», 2007, рис. 1.6., с. 70.
2. Лавринов Г.А. Проблемы развития теории и практики программно-целевого планирования в условиях перехода к трехлетнему ГОЗ, перспективному финансовому планированию и бюджетированию, ориентированному на результат.- М: Электронный научный журнал «Вооружение и экономика», №1 (1), 2008, с. 5-14.