К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 2(3-4)/2002, стр. 53-57

К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

Полковник И.А. ГРАЧЕВ,

кандидат технических наук

ОДНИМ из основных инструментов логико-аналитической деятельности, имеющим значительное интеллектуальное содержание и в определенной мере адекватно отражающим военную предметную область, являются математические модели военных действий различного масштаба. Многократное моделирование по различным сценариям действий позволяет должностным лицам проводить сравнительную оценку вариантов решений и планов применения сил и средств и выбирать наиболее рациональный из них.

Чтобы обеспечить единство системы управления войсками (силами) по уровням иерархии и по подсистемам, математические модели военных действий должны отвечать требованию информационно-методической согласованности. Так, при моделировании в интересах обоснования решений и планирования военных действий в различных инстанциях его результаты, несмотря на их различия по уровню обобщенности, должны быть согласованными во времени и пространстве. Иными словами, решение вышестоящей инстанции, обоснованное с помощью моделирования и директивно переданное в нижестоящую инстанцию, должно быть подтверждено результатами последующего более детального моделирования в нижестоящей инстанции. Если на одном иерархическом уровне управления планируется применение разнородных сил, то результаты моделирования должны быть согласованы с «выходными данными», получаемыми при планировании боевых действий отдельных родов войск (сил). При управлении войсками (силами) в локальных войнах и вооруженных конфликтах, когда локализация очага напряженности достигается в ходе боевых действий, как правило, тактического масштаба, использование моделей армейской (и тем более фронтовой) операции в работе штабов является нецелесообразным. Здесь необходимы другие, достаточно обобщенные модели, но результаты моделирования должны быть согласованы с выходными данными детальных моделей, используемых в штабах тактического звена.

Исходя из вышесказанного требования информационно-методической согласованности моделей по уровням иерархии управления и видам моделируемых процессов в общем случае целесообразно объединить в три взаимосвязанные группы: первая - согласованность оперативно-тактической информации (ОТИ), включая исходную информацию для моделирования; вторая - согласованность применяемых математических методов, расчетных методик и алгоритмов; третья - согласованность критериев и выходных расчетных показателей моделей.

Указанные требования входят в противоречие с необходимостью соответствия степени детализации описания моделируемых процессов иерархическому уровню органа управления, применяющего модель. Особенно остро это проявляется в органах управления высшего звена и заключается в противоречии между высоким уровнем агрегирования (обобщения и укрупнения) оперативно-тактической информации и необходимостью адекватного воспроизведения в модели процессов вооруженной борьбы с учетом всех тактических факторов, оказывающих существенное влияние на ход и исход боевых действий.

Разрешение данного противоречия может быть основано на методах агрегирования и декомпозиции моделей. Задача агрегирования модели в общем виде состоит в следующем: имея математическую модель процесса, получить как некоторое ее следствие (точное или приближенное) так называемую агрегированную модель, которая связывает не исходные переменные и управляющие воздействия, а некоторые их функции или функционалы'. Количество этих величин должно быть меньшим, чем исходных, а связи между ними в каком-то смысле проще.

Рассмотрим принципиальные подходы к обеспечению информационно-методической согласованности моделей.

Согласованность оперативно-тактической информации. При решении этой проблемы агрегирование и декомпозицию оперативно-тактической информации целесообразно проводить по обобщенным смысловым классам информации. В качестве классов ОТИ могут быть приняты следующие:

  • - боевой состав группировки своих войск;

  • - боевой состав группировки противника;

  • - боевой порядок своих войск;

  • - боевой порядок противника;

  • - огневые ресурсы своих войск;

  • - огневые ресурсы противника;

  • - местность;

  • - инженерное оборудование местности;

  • - управление войсками;

10- тыловое и техническое обеспечение и др.

В этом случае уровень агрегирования ОТИ может быть охарактеризован определенной по соответствующим шкалам градаций степенью ее детализации по каждому классу. Сущность такого подхода может быть представлена в виде матрицы D, которую назовем матрицей детализации ОТИ. Столбцы матрицы соответствуют классам информации, строки - градациям степени детализации информации.

К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

Вместе с тем для адекватного воспроизведения в модели процесса боевых действий с точки зрения учета существенных тактических факторов требуемый уровень агрегирования информации должен быть ниже уровня агрегирования ОТИ рассматриваемого органа управления (прерывистая линия). Следовательно, сформулированное выше противоречие может быть представлено на матрице в виде зоны несоответствия между имеющимся и требуемым уровнем агрегирования.

Разрешение данного противоречия возможно за счет: автоматической детализации в модели входной ОТИ до требуемого уровня на основе информации об организационно-штатном составе частей и подразделений и характерных для противоборствующих сторон тактических нормативах; построения автоматически адаптирующегося по складывающейся ситуации общего алгоритма управления процессом моделирования на основе характерных для сторон тактических приемов ведения боевых действий (в части класса ОТИ «управление войсками»).

Согласованность применяемых математических методов, расчетных методик и алгоритмов. Решение данной проблемы может быть основано на методах декомпозиции и агрегирования описания процесса военных действий, в частности на методе стратификации, предполагающем построение общей модели в виде структурированной совокупности согласованных моделей процессов, отличающихся друг от друга уровнем абстрагирования. Иными словами, построенная на основе такого подхода модель должна воспроизводить процесс боевых действий по этапам в сочетании с более детальными методиками воспроизведения воздействия сторон друг на друга с учетом всех существенных факторов. Как вариант может быть рассмотрена трехуровневая схема воспроизведения в модели процесса боевых действий.

На первом уровне моделируется управление элементами боевого порядка соединений и строится процесс боевых действий в целом, в виде последовательности этапов. Последовательность и условия начала этапов определяются на данном уровне на основе детализированных исходных данных, а также результатов завершения предыдущих этапов.

На втором уровне воспроизводятся этапы боевых действий. Каждый из них представляется как последовательность воздействий сторон друг на друга с определенным временным шагом, называемым шагом моделирования. Например, этап авиационного удара включает в себя последовательность таких воздействий: удар авиации по средствам ПВО, ответный удар средств ПВО по самолетам и вертолетам, удар авиации по наземным войсковым объектам. При этом на основе соответствующих нормативов моделируются: управление подразделениями (наращивание усилий, целераспределение и др.), боевое, тыловое и техническое обеспечение, а также проверяются условия завершения этапа в целом или прекращения воздействия какого-либо типа (например, при израсходовании огневого ресурса).

На третьем уровне воспроизводятся способы воздействия сторон друг на друга в пределах шага моделирования. Способ воздействия того или иного типа описывается аналитическими зависимостями, учитывающими все существенные тактические факторы и обеспечивающими расчет наиболее вероятных или усредненных результатов воздействия.

Важным элементом рассматриваемой обобщенной модели является блок агрегирования результатов моделирования боевых действий до уровня показателей эффективности, соответствующих решаемым в штабах задачам. Функциональное содержание этого блока связано с обеспечением согласованности критериев и выходных расчетных показателей моделей.

В моделях крупномасштабных операций выходными показателями, которые используются в работе соответствующих штабов, являются показатели хода и исхода операции, непосредственно формируемые при моделировании (глубина продвижения или вклинения, потери, изменение соотношения сил). Они соответствуют задачам, решаемым в штабах объединений, и обеспечивают выработку замысла и планирование операций как заблаговременно, так и перед их проведением. Аналогичные показатели хода и исхода общевойскового боя, формируемые в моделях тактического масштаба, используются в работе штабов соединений (частей) и соответствуют их основным задачам.

В свою очередь, в штабах высших звеньев решаются общие задачи, основанные на использовании агрегированных показателей, отражающих прогнозируемую степень достижения поставленных целей применения Вооруженных Сил в локальной войне или вооруженном конфликте в целом или на их отдельных этапах. Цели применения ВС в данном случае могут быть выражены через определенные боевые задачи, например: отражение агрессии противника и нанесение ему ущерба, обеспечивающего отказ от дальнейших активных действий; освобождение захваченной вооруженными формированиями противника территории; блокирование вооруженных формирований противника в определенном районе для обеспечения ведения переговоров и т.п. Показателем результата боевых действий является степень (S) выполнения боевой задачи. При этом для штабов высших звеньев управления, учитывая масштабность решаемых ими задач, основным можно считать вопрос о выполнении или невыполнении боевой задачи при несущественности промежуточных вариантов. Поэтому показатель S может быть представлен в бинарном варианте («да-нет»), что исключает неоднозначность его трактовки в штабах и вместе с этим упрощает построение алгоритмов агрегирования результатов моделирования.

Таким образом, в общем виде показатель результата боевых действий R может быть представлен как булева (двоичная) функция

R = S(x1, х2….,хn).

Аргументами функции служат логические переменные, являющиеся результатами сравнения значений выходных показателей исхода боевых действий r1,r2,...,rn (глубина продвижения, темпы, время ведения боя, потери и т.д.), формируемых при моделировании, с соответствующими пороговыми значениями η1, η2,… ηn т.е.

К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

Выбор знака неравенства зависит от вида показателя исхода боя и его влияния на боевую задачу.

Функцию S целесообразно представить в виде пороговой:

К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

где: εj, - весовой коэффициенту j-го выходного показателя исхода боя (εj,ε[0,1]);

а - общий порог выполнения боевой задачи (а > 0);

К вопросу об информационно-методической согласованности моделей военных действий

Таким образом, для формализованного описания боевой задачи используются значения общего порога а ее выполнения и трех векторов: Е={εj}, H={ηj}, Г={уj}. Вектор Е- это коэффициенты, характеризующие существенность каждого выходного показателя исхода боя для рассматриваемой боевой задачи. Частным случаем является так называемая «бинарная» формализация боевой задачи, при которой значения составляющих вектора Е равны 1 для существенных при данной боевой задаче выходных показателей исхода боя и 0 - для несущественных. Вектор Н содержит пороговые значения соответствующих выходных показателей исхода боя, представляющих собой (для рассматриваемой боевой задачи) ограничениями «сверху» или «снизу». Вектор Г содержит значения составляющих, равные 1 при знаке неравенства в (2) вида «≥» и 0 - при знаке вида «≤».

С учетом предлагаемого принципа агрегирования выходных показателей модели деятельность штабов (с математической точки зрения) может быть представлена как решение так называемых обратных задач, т.е. задач нахождения рациональных вариантов достижения поставленных целей ведения военных действий, сформулированных в виде боевых задач. Постановка таких обратных задач может быть в общем виде выражена следующим образом.

В качестве многомерной переменной U = {u1, u2,… ир} обозначим совокупность значений ОТИ по ее классам р в соответствии со столбцами матрицы детализации D (1). Таким образом, требуется найти значение переменной U, минимизирующее некоторую целевую функцию Ф(U) при определенных ограничениях на значения составляющих Uи при условии выполнения боевой задачи (3), т.е. при R = 1. В этом случае модель боевых действий может быть представлена как некий математический оператор S(U), преобразующий значение многомерной переменной U в значение показателя выполнения боевой задачи R.

В принятой здесь терминологии целевая функция отражает не степень достижения поставленной цели применения ВС (выполнения боевой задачи), а степень рациональности достижения цели, которую чаще всего связывают с минимизацией сил, ресурсов или времени.

Таким образом, для решения сформулированной выше обратной задачи потребуется создание специальной программной оболочки, охватывающей модель боевых действий и ряд других расчетных компонентов. Наиболее перспективным в этом отношении является использование современных интеллектуальных технологий, что позволяет выйти на новый качественный уровень разработки комплексов моделей и задач, а именно - создать моделирующие системы, направленные на обеспечение решения в штабах всех основных вопросов планирования применения ВС РФ.

Савин Г.И. Системное моделирование сложных процессов. М.: ФАЗИС, 2000

Первозванский А.А., Гайцгори В.Г. Декомпозиция, агрегирование и приближенная оптимизация. М.: Наука, 1979.

Под этапом понимается ограниченный во времени период боевых действий, имею-щий определенные условия начала и завершения и характеризующийся определенными на весь период способами воздействия сторон друг на друга (например, такие этапы, как авиа-ционный удар, огневая подготовка атаки, бой за оборонительную позицию) или определен-ным способом действий одной из сторон (перегруппировка, ввод резервов).

(3)


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации