УСТРОЙСТВО РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ В ПЕРСПЕКТИВНОМ КОМПЛЕКСЕ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Устройство разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано при проектировании математического обеспечения комплекса средств автоматизации военного назначения в интересах разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения.
Известна система [1], в состав которой входит блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), причем управляющие входы-выходы блока управления и контроля БУК подключены к соответствующим входам-выходам блоков БВД, БМ и БОР, выходы БВД подключены к входу БМ и первому входу БОР, а выход БМ подключен ко второму входу БОР.
Недостатком известной системы [1] является невозможность ее использования для автоматизированной разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения, обусловленная неспособностью данной системы обеспечить автоматизированное формирование приоритетного перечня задач управления, формирование множества информационных ситуаций, разработку вариантов методов решения задач управления, оценку эффективности разработанных вариантов в различных информационных ситуациях, формирование результирующих совокупных методов решения задач управления.
По этим причинам известное устройство [1] не может быть использовано для автоматизированной разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения.
Задачей полезной модели является устранение недостатков известной системы [1], а именно повышение уровня автоматизации при разработке методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является автоматизация при разработке методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения процессов формирования приоритетного перечня задач управления, формирования множества информационных ситуаций, разработки вариантов методов решения задач управления, оценки эффективности разработанных вариантов в различных информационных ситуациях, формирования результирующих совокупных методов решения задач управления.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения, содержащее блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), причем управляющие входы-выходы БУК подключены к соответствующим входам-выходам блоков БВД, БМ и БОР, выходы БВД подключены к входу БМ и первому входу БОР, а выход БМ подключен ко второму входу БОР, согласно полезной модели, дополнительно содержит блок формирования приоритетного перечня задач управления (БФЗ), блок формирования множества информационных ситуаций (БФИС), блок разработки вариантов методов решения задач управления (БРВ), блок формирования методов решения задач управления (БФМ), БВД включает базу данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (БД СВКН), базу данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (БД ПЗ), базу данных по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения (БД ХИИ), базу данных функциональных зависимостей предметной области (БД ЗПО), БМ включает блок оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (БОЭ), блок обработки результатов моделирования (БОРМ), блок выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (БВРВ), причем выход 5 БВД соединен со входом 3 БФЗ, выход 4 БВД соединен со входом 3 БФИС, выход 3 БВД соединен с входом 4 БРВ, выход 1 БФЗ соединен с входом 2 БРВ, выход 4 БФЗ соединен с входом 3 БОР, выход 1 БФИС соединен с входом 3 БРВ, выход 4 БФИС соединен с входом 2 БОР, выход 5 БРВ соединен с входом 3 БМ и с входом 3 БФМ, выход 6 БРВ соединен с входом 1 БОР, выход 2 БМ соединен с входом 4 БФМ, выход 2 БФМ соединен с входом 5 БОР, управляющие входы-выходы БУК дополнительно подключены к соответствующим входам-выходам БФЗ, БФИС, БРВ и БФМ.
Это в свою очередь позволяет решить поставленную задачу, а именно повысить уровень автоматизации при разработке методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения.
Графические материалы, поясняющие суть полезной модели, представлены на фиг. 1.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1 - блок входных данных (БВД);
2 - блок моделирования (БМ);
3 - блок управления и контроля (БУК);
4 - блок отображения и регистрации (БОР);
5 - база данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (БД СВКН);
6 - база данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (БД ПЗ);
7 - база данных по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения (БД ХИИ);
8 - база данных функциональных зависимостей предметной области (БД ЗПО);
9 - блок формирования приоритетного перечня задач управления (БФЗ);
10 - блок формирования множества информационных ситуаций (БФИС);
11 - блок разработки вариантов методов решения задач управления (БРВ);
12 - блок оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (БОЭ);
13 - блок обработки результатов моделирования (БОРМ);
14 - блок выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (БВРВ);
15 - блок формирования методов решения задач управления (БФМ). БВД (1) предназначен для хранения в соответствующих базах данных
информации по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны, по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения, по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения, по функциональным зависимостям предметной области. БВД (1) включает:
базу данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (5), предназначенную для хранения информации о летно-технических и траекторных характеристиках средств воздушно-космического нападения и тактико-технических характеристиках и боевых возможностях средств воздушно-космической обороны;
базу данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (6), предназначенную для хранения информации о составе задач управления подчиненными силами и средствами, решаемых в комплексах средств автоматизации военного назначения, их оперативно-тактической сущности и степени важности, а также новых факторах, влияющих на процесс управления, которые должны быть учтены в методах решения этих задач;
базу данных по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения (7), предназначенную для хранения информации о возможностях источников по выдаче информации о средствах воздушно-космического нападения. К такой информации относятся данные о составе и характеристиках информации, выдаваемой конкретными источниками на вход комплексов средств автоматизации военного назначения;
базу данных функциональных зависимостей предметной области (8), предназначенную для хранения расчетных соотношений и зависимостей, используемых в типовых процедурах при решении задач управления в комплексах средств автоматизации военного назначения.
Вход-выход 6 БВД (1) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3). Выходы 1, 2, 3, 4, 5 БВД (1) подключены к входу 4 БМ (2), входу 4 БОР (4), входу 4 БРВ (11), входу 3 БФИС (10), входу 3 БРВ (9) соответственно.
БМ (2) предназначен для оценки эффективности вариантов методов решения задач управления в различных информационных ситуациях, обработки результатов моделирования и выбора рациональных вариантов методов решения задач управления. БМ (2) включает:
блок оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (12), предназначенный для получения оценок эффективности разработанных вариантов методов в различных информационных ситуациях. Блок представляет собой имитационную модель двухсторонних боевых действий, исходными данными для которой является информация базы данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (5), разработанные варианты методов решения задач управления для различных информационных ситуаций, а результатом - значения показателя эффективности управления;
блок обработки результатов моделирования (13), предназначенный для автоматизированного накопления и статистической обработки результатов имитационного моделирования, проводимого в блоке оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (12), и получения итоговых значений показателя эффективности управления;
блок выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (14), предназначенный для оценки полученных значений показателя эффективности управления и выбора для различных информационных ситуаций вариантов методов решения задач управления, соответствующих наибольшему значению показателя эффективности управления.
Вход-выход 5 БМ (2) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3), вход 4 БМ (2) соединен с выходом 1 БВД (1), вход 3 БМ (2) соединен с выходом 5 БРВ (11). Выходы 1, 2 БМ (2) подключены к входу 6 БОР (4) и входу 4 БФМ (15) соответственно.
БУК (3) предназначен для автоматизированной выработки управляющих воздействий по команде оператора на включение устройства в работу, ввода необходимых исходных данных, корректировки промежуточных результатов с последующей автоматической выработкой управляющих воздействий на соответствующие блоки в интересах инициирования их работы, а также отображения и контроля результатов, полученных по итогам работы устройства. Входы-выходы 1 и 2 БУК (3) подключены к входу-выходу 6 БВД (1), входу-выходу 5 БМ (2), входу- выходу 7 БОР (4), входу-выходу 2 БФЗ (9), входу-выходу 2 БФИС (10), входу-выходу 1 БРВ (11) и входу-выходу 1 БФМ (15).
БОР (4) предназначен для отображения и регистрации результатов, полученных в ходе работы устройства и в ходе корректировки промежуточных результатов, в соответствии с введенными исходными данными. Вход-выход 7 БОР (4) подключен к управляющему входу-выходу 1 БУК (3). Входы 6, 5, 4, 3, 2, 1 БОР (4) подключены к выходу 1 БМ (2), выходу 2 БФМ (15), выходу 2 БВД (1), выходу 4 БФЗ (9), выходу 4 БФИС (10) и выходу 6 БРВ (11) соответственно.
БФЗ (9) предназначен для формирования перечня задач управления, методы решения которых требуют разработки (совершенствования) в приоритетном порядке. Сущность работы блока заключается в автоматизированном упорядочении перечня задач комплекса средств автоматизации военного назначения по степени учета в существующих методах их решения новых факторов, влияющих на процесс управления, осуществляемом с использованием информации об оперативно-тактической сущности и степени важности этих задач, поступающей из базы данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (6). Вход 3 БФЗ (9) соединен с выходом 5 БВД (1), выход 1 БФЗ (9) соединен с входом 2 БРВ (11), выход 4 БФЗ (9) соединен с входом 3 БОР (4), вход-выход 2 БФЗ (9) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3).
БФИС (10) предназначен для формирования множества информационных ситуаций, представляющих собой совокупность данных о составе и характеристиках информации о средствах воздушно-космического нападения, которая может поступать на вход комплекса средств автоматизации военного назначения от различных источников в текущем цикле управления. Сущность работы блока заключается в автоматизированном формировании возможных совокупностей информационных элементов из состава информации различных источников в соответствии с логикой информационного обмена между комплексом средств автоматизации военного назначения и данными источниками. Вход 3 БФИС (10) соединен с выходом 4 БВД (1), выход 1 БФИС (10) соединен с входом 3 БРВ (11), выход 4 БФИС (10) соединен с входом 2 БОР (4), вход-выход 2 БФИС (10),соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3).
БРВ (11) предназначен для автоматизированной разработки вариантов методов решения задач управления, представляющих собой упорядоченные совокупности расчетных процедур, обеспечивающих получение требуемого решения задачи на основе исходных данных о возможных информационных ситуациях с использованием функциональных зависимостей предметной области. Сущность работы блока заключается в последовательных, для каждой рассматриваемой задачи, автоматизированном поиске и декомпозиции задач-аналогов на типовые процедуры, поиске или разработке требуемых процедур и формировании варианта метода путем упорядочения данных процедур в требуемой последовательности. Вход 4 БРВ (11) соединен с выходом 3 БВД (1), вход 3 БРВ (11) соединен с выходом 1 БФИС (10), вход 2 БРВ (11) соединен с выходом 1 БФЗ (9), выход 5 БРВ (11) соединен со входом 3 БМ (12) и входом 3 БФМ (15), выход 6 БРВ (11) соединен с входом 1 БОР (4), вход-выход БРВ 1 (11) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3).
БФМ (15) предназначен для автоматизированного формирования результирующих методов решения задач управления, представляющих собой структурное объединение рациональных вариантов методов для различных информационных ситуаций и процедуры выбора таких вариантов в зависимости от состава и характеристик входной информации. Вход 3 БФМ (15) соединен с выходом 5 БРВ (11), вход 4 БФМ (15) соединен с выходом 2 БМ (14), выход 2 БФМ (15) соединен с входом 5 БОР (4), вход-выход 1 БФМ (15) соединен с управляющим входом-выходом БУК (3).
Блоки БВД (1), БМ (2), БУК (3), БОР (4), БФЗ (9), БФИС (10), БРВ (11) и БФМ (15) выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа х86, установленной на стенде проектирования комплексов средств автоматизации военного назначения.
Работа устройства разработки методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения состоит в следующем.
На предварительном этапе работы устройства на вход-выход 6 БВД (1) через вход-выход 2 БУК (3) вводится информация для заполнения соответствующих баз данных, а именно, базы данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (5), базы данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (6), базы данных по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения (7), базы данных функциональных зависимостей предметной области (8). После этого в БУК (3) оператором в автоматизированном режиме формируется команда на включение устройства в работу и с входов-выходов 1 и 2 БУК (3) на вход-выход 6 БВД (1), вход-выход 5 БМ (2), вход-выход 7 БОР (4), вход-выход 2 БФЗ (9), вход-выход 2 БФИС (10), вход-выход 1 БРВ (11) и вход-выход 1 БФМ (15) передается управляющий сигнал на инициирование их работы. По этому сигналу с выхода 5 БВД (1) на вход 3 БФЗ (9) выдается информация о составе задач управления подчиненными силами и средствами, решаемых в комплексах средств автоматизации военного назначения, их оперативно-тактической сущности и степени важности, а также о новых факторах, влияющих на процесс управления, которые должны быть учтены в методах решения этих задач. На основе этой информации в блоке осуществляется автоматизированное упорядочение перечня задач комплекса средств автоматизации военного назначения по степени учета (степени содержания требуемой информации) в существующих методах их решения указанных факторов. Результатом работы блока является перечень задач управления комплекса средств автоматизации военного назначения, методы решения которых требуют разработки (совершенствования) в приоритетном порядке. Полученный перечень с выхода 1 БФЗ (9) поступает на вход 2 БРВ (11). Текущие результаты функционирования БФЗ (9) с выхода 4 поступают на вход 3 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 7 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (1) для корректировки.
Одновременно по сигналу с выхода 4 БВД (1) на вход 3 БФИС (10) выдается информация о возможностях источников по передаче данных о средствах воздушно-космического нападения. Эта информация представляется в виде совокупностей информационных элементов и их характеристик, установленных протоколами функционального взаимодействия источников информации и комплексов средств автоматизации военного назначения. В БФИС (10) осуществляется автоматизированное объединение указанных совокупностей в единое множество, уменьшение его размерности путем исключения дублирующих элементов и формирование новых возможных совокупностей информационных элементов из состава информации различных источников в соответствии с логикой информационного обмена между комплексом средств автоматизации военного назначения и данными источниками. Полученные совокупности информационных элементов и их характеристик составляют множество информационных ситуаций, которые могут формироваться на входе комплекса средств автоматизации военного назначения в текущем цикле управления. Сформированное множество информационных ситуаций с выхода 1 БФИС (10) поступает на вход 3 БРВ (11). Текущие результаты функционирования БФИС (10) с выхода 4 поступают на вход 2 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 7 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (1) для корректировки.
Одновременно с множеством информационных ситуаций, поступающем на вход 3 БРВ (11) с выхода 1 БФИС (10), приоритетным перечнем задач управления, поступающем на вход 2 БРВ (11) с выхода 1 БФЗ (8), с выхода 3 БВД (1) на вход 4 БРВ (11) поступают данные о расчетных соотношениях и зависимостях, используемых в типовых процедурах при решении задач управления в комплексах средств автоматизации военного назначения. В БРВ (11) осуществляется последовательные, для каждой рассматриваемой задачи и информационной ситуации, автоматизированный поиск и декомпозиция задач-аналогов на типовые процедуры, поиск или разработка требуемых процедур и формирование варианта метода путем упорядочения данных процедур в требуемой последовательности. Текущие результаты функционирования БРВ (11) с выхода 6 поступают на вход 1 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 7 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (1) для корректировки.
Разработанные варианты методов решения задач управления для различных информационных ситуаций с выхода 5 БРВ (11) поступают на вход 3 БМ (2). На вход 4 БМ (2) с выхода 1 БВД (1) поступает информация о летно-технических и траекторных характеристиках средств воздушно-космического нападения и тактико-технических характеристиках и боевых возможностях средств воздушно-космической обороны. В блоке оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (12) осуществляется имитационное моделирование двухсторонних боевых действий, результатом которого являются значения показателя эффективности управления для каждой пары «вариант метода решения задачи управления - информационная ситуация». Требуемое количество реализаций имитационной модели задается оператором. Полученные значения показателя эффективности управления используются как исходные данные для работы блока обработки результатов моделирования (13).
В блоке обработки результатов моделирования (13) осуществляется автоматизированное накопление и статистическая обработка результатов имитационного моделирования, проводимого в блоке оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (12), и получение итоговых значений показателя эффективности управления для каждой пары «вариант метода решения задачи управления - информационная ситуация». Полученные значения используются как исходные данные для работы блока выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (14).
В блоке выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (14) осуществляется оценка полученных значений показателя эффективности управления, выбор для различных информационных ситуаций вариантов методов решения задач управления, соответствующих наибольшему значению показателя эффективности управления и формирование пар «информационная ситуация - рациональный вариант метода решения задачи управления». Полученные результаты с выхода 2 БМ (2) передаются на вход 4 БФМ (15).
Текущие результаты функционирования БМ (2) с выхода 1 поступают на вход 6 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 7 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (1) для корректировки.
Одновременно на вход 3 БФМ (15) с выхода 5 БРВ (11) передаются сформированные варианты методов решения задач управления. В БФМ (15) осуществляется автоматизированное формирование процедуры выбора рациональных вариантов методов решения задач управления в зависимости возникшей информационной ситуации и формирование результирующих методов решения задач управления, представляющих собой структурное объединение указанной процедуры и рациональных вариантов методов для различных информационных ситуаций. Информация о сформированных методах решения задач управления с выхода 2 БФМ (15) поступает на вход 5 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 7 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (1) для корректировки.
Информация об окончании формирования методов решения задач управления и регистрации этого факта с выхода 7 БОР (4) передается на вход-выход 1 БУК (3). В БУК (3) вырабатывается управляющий сигнал на остановку работы блоков БВД (1), БМ (2), БОР (4), БФЗ (9), БФИС (10), БРВ (11) и БФМ (15). На этом работа устройства заканчивается.
Полезная модель выполнена в виде автоматизированного рабочего места оператора, блоки БВД (1), БМ (2), БУК (3), БОР (4), БФЗ (9), БФИС (10), БРВ (11) и БФМ (15) выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа х86.
Результаты испытаний модели показали повышение уровня автоматизации при разработке методов решения задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения на 75-80%.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:
1. RU 134681, МПК: G06F 17/50, 2013.
2. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем. - М.: Физматлит, 2002.