Сетецентрические системы управления закономерные тенденции, проблемные вопросы и пути их решения
Военная мысль № 3/2011, стр. 41-50
Сетецентрические системы управления: закономерные тенденции, проблемные вопросы и пути их решения
Генерал-лейтенант в отставке А.А. РАХМАНОВ,
доктор технических наук
РАХМАНОВ Александр Алексеевич родился 22 января 1948 года в Якутске. Окончил Минское высшее зенитное ракетное училище ПВО (1971). Действительный член (1998) и вице-президент РАРАН (2007). Проходил службу во 2 ЦНИИ МО (1971-1980), 45 СНИИ МО (1980-1984). С 1984 по 2002 - служба в 46 ЦНИИ МО от заместителя начальника отдела до начальника института. С 2002 по 2006 - заместитель начальника управления начальника вооружения ВС РФ по исследованиям. Член комиссии по присуждению премий Правительства РФ. В 2006 закончил службу в ВС РФ в звании генерал-лейтенанта. С 2006 работает в ОАО «Концерн «РТИ Системы» заместителем генерального директора. Лауреат премии Правительства Российской Федерации (2000),
Государственной премии имени Г.К. Жукова (2003). Автор более 350 научных трудов, в том числе 8 монографий, 6 учебных пособий, 10 свидетельств на полезные модели. Награжден орденами «За военные заслуги», «Почета», 13 медалями. Заслуженный деятель науки Российской Федерации, председатель Экспертного совета ВАК РФ, профессор.
|
АННОТАЦИЯ: Рассмотрены сетецентрические войны, их основные отличительные особенности и фазы, сетецентрические системы управления и основные проблемные вопросы, связанные с их созданием и внедрением в российской армии. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: сетевая война, сетецентрические системы, системы управления, автоматизация управления, реальный масштаб времени, высокоточное оружие. SUMMARY. The author considers network-centric war, its main features and phases, network-centric systems of control and major issues related to their creation and introduction into the Russian Armed Forces. KEYWORDS: network war, network-centric systems, control systems, automation of control, single information-control field, real-time rate, high-precision weapons. |
В ПОСЛЕДНИЕ годы в технически развитых государствах мира и, прежде всего, в США особое внимание уделяется активному развитию теории и практики ведения сетецентрических войн (СЦВ), кардинально меняющих взгляды на подготовку и применение вооруженных сил в современных войнах и конфликтах.
Основной идеей СЦВ является интеграция всех сил и средств в едином информационном пространстве, позволяющая многократно увеличить эффективность их боевого применения за счет синергетического эффекта. Внедрение сетевых технологий в военную сферу является действительно революционным шагом, направленным на повышение боевых возможностей вооруженных сил, в первую очередь за счет оперативности и эффективности их применения.
Технической основной ведения СЦВ являются сетецентрические системы (СЦС) вооруженной борьбы, построенные с учетом ряда основополагающих принципов (рис. 1).
СЦС представляет собой единое информационно-коммуникационное пространство, объединяющее между собой сети разведки, связи и управления, сети средств поражения и подавления, а также сети боевого и тылового обеспечения. Это принципиально увеличивает скорость принятия решений и боевого применения войск.
Говоря о средствах поражения, входящих в состав СЦС, следует заметить, что высокоточное оружие, хотя и является важнейшим компонентом этой системы, но далеко не единственно. В нее будут входить и другие средства, оказывающие на противника поражающее, дезорганизующее, деморализующее действие.
Отличительными особенностями СЦВ, по сравнению с традиционной войной, являются: возможность согласованного использования географически распределенных сил и средств; самосинхронизация сил, участвующих в СЦВ; высокая динамичность, активность и результативность всех процессов управления и самих боевых действий; изменение формы военных действий, которая от последовательных боев и операций с соответствующими промежутками (паузами) между ними, приобретает форму непрерывных высокоскоростных действий (операций, акций) с решительными целями; наличие эффективных коммуникаций между системами и средствами управления войсками и оружием, что дает возможность на обширном географическом пространстве проводить совместные действия, а также динамически наилучшим образом распределять ответственность и объем задач между различными подразделениями применительно к текущей обстановке.
Рис. 1. Основные принципы построения сетецентрических систем управления
В общем плане ведения СЦВ применительно к любому ТВД предусматривается четыре основные фазы ведения боевых действий:
достижение информационного превосходства посредством опережающего уничтожения (вывода из строя, подавления) системы разведывательно-информационного обеспечения противника (средств и систем разведки, связи и передачи данных, сетеобразующих узлов, центров обработки информации и управления);
завоевание превосходства (господства) в воздушно-космической сфере за счет подавления (уничтожения) системы воздушно-космической обороны;
последовательное уничтожение оставшихся без управления и информации средств поражения противника, в первую очередь ракетных комплексов, авиации, артиллерии, бронетехники;
окончательное подавление или уничтожение очагов сопротивления противника.
Инфраструктура и подготовка войск для ведения сетецентрических войн формируются заблаговременно. На ТВД создаются и развертываются разветвленные автоматизированные сети разведки и управления всех уровней (от тактического до стратегического). Они сопрягаются между собой в единый информационно-управляющий комплекс, обеспечивающий непрерывное оперативное руководство войсками как по вертикали, так и по горизонтали. В совокупности все эти средства (источники информации, средства и пункты управления, средства уничтожения и подавления) образуют единое информационно-управляющее пространство, охватывающее весь театр военных действий.
Превосходство над противником достигается в первую очередь за счет существенного повышения качества управления - полноты, глубины знаний, единого понимания, оценки и прогнозирования командованием всех уровней динамически развивающейся обстановки, оперативности его реагирования на изменяющуюся ситуацию, принятием своевременных и обоснованных решений, ускоренного доведения их до действующих группировок войск на ТВД.
Следует отметить, что для вывода из строя или хотя бы временного снижения эффективности функционирования СЦС противника требуется согласованное по времени, пространству и целям массированное воздействие на многочисленные взаимоувязанные средства сете- и каналообра-зования, приводящие к системоразрушению. Это и есть тот единственно возможный способ СЦВ, без которого действительно трудно обойтись, если всерьез готовиться к возможным высокотехнологичным войнам будущего. При этом следует констатировать, что сетевую войну можно выиграть (успешно вести) только сетевыми методами и средствами.
Безусловно поддерживая курс высшего военного руководства ВС РФ на создание и внедрение в российскую армию сетецентрических систем управления, остановимся на некоторых проблемных вопросах, с которыми неизбежно придется столкнуться органам военного управления при их разработке и эксплуатации в войсках.
Сегодня главными проблемами, очевидными для многих специалистов в области создания информационно-управляющих систем, являются слабая научная проработка и отсутствие системности в решении данной сверхсложной задачи.
Разработка сбалансированной по задачам, срокам создания, стоимости и научно-технической реализуемости сетецентрической системы управления войсками и оружием с учетом нового облика ВС РФ, их оргштатной структуры, состояния существующей системы вооружения и имеющегося научно-технического потенциала в промышленности и российской науке является достаточно трудной задачей, решение которой без создания соответствующего научно-методического аппарата практически невозможно.
Попытка построить такую систему методом «штурма», объединения отдельных частных решений неизбежно приведет к значительным финансовым издержкам, снижению качества системы, либо вообще к отказу от ее создания уже через несколько лет после начала разработки. Печальный опыт таких «недостроев» в недалеком прошлом имеется. Можно вспомнить десятки закрытых по фактзатратам работ по созданию многомиллиардных систем, которые за 10-15 лет своего финансирования смогли продвинуться лишь на 20-30 % от общего объема работ, морально состарившись на этом пути.
Новый облик ВС РФ предусматривает трехуровневую систему управления боевыми действиями в регионе конфликта: ТВД - армия - бригада. В этой связи первостепенное значение для формирования структуры и требований к элементам сетецентрической системы управления является определение принципа разграничения полномочий между различными иерархическими уровнями, что позволит хотя бы примерно определить требования к объемам передаваемой информации в сетях связи и управления.
Известно два противоположных подхода к решению данного вопроса.
Так, в США многие годы рассматривался подход, предусматривавший передачу всей информации средств разведки о противнике, данных о возможностях своих сил и средств в единый главный центр обработки по многосвязной, защищенной, дублированной сетецентрической сети связи. В главном центре на всем множестве сил и средств противника, своих войск и их боевых возможностей предусматривалось решение сложной оптимизационной задачи по выбору варианта применения ударных средств, а также формировались и передавались команды на их применение на нижние уровни иерархии системы управления.
Попытка реализовать такой подход на практике привела к перегрузке верхних уровней управления, значительным задержкам на применение ударных средств и существенно усложнила систему управления. Кроме того, такая архитектура системы управления потребовала применения крайне дорогостоящих высокоскоростных широкополосных линий связи и сверхсложных систем обработки информации, моделирования сценариев боевых действий и поддержки принятия решений.
В последние годы американские военные специалисты стали трансформировать свои взгляды в сторону российского подхода, который был реализован в СССР еще в 80-х годах прошлого столетия в АСУ тактического звена «Маневр». Суть его заключалась в следующем. Замысел на применение сил и средств вырабатывается командиром верхнего уровня с участием предложений командиров нижнего уровня. Решения на применение ударных средств и задачу целераспределения на поле боя решает каждый командир нижнего уровня, начиная с командира бригады, полка, батальона, роты, взвода в пределах поставленной ему задачи. Командиры верхних уровней управления решают задачи распределений зон ответственности, усилий, привлечения дополнительных частей и подразделений, либо сил и средств резервов, приданных верхним начальникам.
С учетом вышеизложенного, для создания сетецентрических систем управления для ВС РФ представляется целесообразным использовать подход, в основу которого положены предшествующие отечественные разработки по данному направлению.
Важнейшими вопросами, требующими отдельной проработки, являются формирование базовых принципов автоматизации и их реализации в деятельности командующего региональной группировкой сил и средств, его штаба, командиров и штабов нижних иерархических уровней.
Сегодня время на разработку замысла и доведение распоряжения на применение войск командующим региональной группировкой может составлять до суток и более. Без внедрения средств автоматизации, разработки алгоритмов поддержки принятия решений для командиров и штабов всех уровней рассчитывать на успех в боевых действиях при использовании противником региональных сетецентрических систем не приходится.
Следует отметить, что в качестве основы для решения указанной проблемы может быть взята апробированная на практике и внедренная в Московском военном округе автоматизированная система управления округом, где время от получения боевой задачи до выдачи приказов на применение войск удалось сократить до 1,5-2 часов, что соответствует лучшим зарубежным достижениям.
Этого удалось добиться за счет внедрения следующих основных принципов автоматизации:
пара/тельной работы в автоматизированном режиме всех командиров и штабов с использованием цифровых карт местности и геоинформационных систем для разработки замыслов и решений на применение войск;
заблаговременной подготовки, ввода и отображения на цифровых картах исходного положения сил и средств противника, своих сил и средств, возможных сценариев боевых действий, моделей оценки эффективности боевого применения войск;
возможности контроля и оперативного участия командиров высшего иерархического уровня в процессе разработки замысла и формирования решения на применение сил и средств подчиненных командиров и штабов;
заблаговременной отработки, обучения и слаживания действий командиров и штабов в ходе полевых и командно-штабных учений, компьютерных игр;
формирования технических заданий, реализации и военно-научного сопровождения, непосредственного участия в разработке и принятии на снабжение войск АСУ автоматизации округа (АСУ театра военных действий) командиров и штабов всех уровней.
Таким образом, рассмотрев наиболее важные проблемные вопросы создания сетецентрических систем, некоторый зарубежный и отечественный опыт создания сложных систем управления и их отдельных элементов, вернемся к более детальному анализу вопроса синтеза системы в целом.
Учитывая особую актуальность для Российской Федерации сетецентрических систем управления в локальных и региональных войнах (рис. 2), остановимся на рассмотрении сетецентрической системы управления на театре военных действий.
Рис. 2. Актуальность создания сетецентрических систем управления на региональном уровне
На основе анализа имеющихся материалов можно констатировать, что главной целью сетецентрических систем управления на региональном уровне является создание работающих на различных физических принципах пространственно-распределенных в широком диапазоне частот систем разведки и наблюдения; многоканальной сетевой многократно дублируемой защищенной системы передачи больших объемов данных в масштабе времени, близком к реальному; многоуровневой иерархической системы оценки обстановки, выработки замысла, принятия решения на применение сил и средств, контроля результатов применения оружия по объектам противника.
С научной точки зрения, необходимо на основе теории системного анализа определить топологию системы, ее структуру и состав основных элементов, наиболее важные взаимосвязи между элементами, сформулировать назначение и основные задачи, функцию полезности, критерии и показатели оптимальности. В настоящее время, как правило, задача оптимизации системы в целом не ставится. Она на уровне заказчиков декомпозируется на отдельные подсистемы, каждая из которых решается самостоятельно, изолированно от других подсистем без должной координации и унификации технических и технологических решений.
На мой взгляд, декомпозиция сетецентрической системы управления на отдельные подсистемы является самостоятельной научной задачей, являющейся важнейшим элементом этапа концептуального проектирования системы в целом.
Вопрос функции полезности, критерия эффективности сетецентрической системы управления не имеет однозначного ответа. Важно отметить, что это должен быть критерий надсистемы - системы вооруженной борьбы на театре войны в целом. В настоящее время существует ряд известных подходов к формулированию такого критерия. Рассмотрим только два из них, которые вполне могли бы быть пригодны для достижения поставленной цели. В качестве первого критерия можно было бы рассматривать сравнение эффективности альтернативных вариантов построения сетецентрических систем управления по уровням снижения взвешенного боевого потенциала смешанных группировок сил и средств на типовых сценариях локальных (региональных) войн через заданный период времени после начала боевых действий. По данному критерию лучшим будет признан тот вариант построения сетецентрической системы управления, который обеспечит наименьшее снижение взвешенного боевого потенциала группировок сил и средств за установленный промежуток боевых действий.
Можно предположить и более простой критерий - математическое ожидание снижения боевого потенциала группировки сил и средств противника при заданных ограничениях на потерю боевого потенциала своих сил и средств за установленный промежуток боевых действий.
Безусловно, оценка эффективности различных вариантов сетецентрических систем требует разработки специального математического аппарата, значительных материальных затрат и времени.
Можно предложить использовать модные и широко применяемые за рубежом методы Форсайта (некоторая модификация метода экспертных оценок) для сравнительного анализа различных вариантов построения сетецентрических систем управления. Но и здесь без квалифицированных экспертов и разбиения всего множества задач и проблем на ключевые вопросы, предлагаемые для ответа экспертам, не обойтись. Не имея возможности долго останавливаться в статье на данном вопросе, хочу отметить, что к решению краеугольной научной проблемы создания сетецентрических систем управления - разработке методов оптимизации структуры и состава сетецентрических систем управления пока очень слабо привлекаются военно-научные организации и РАН.
Не умаляя важности и необходимости формирования облика системы в целом (этапа концептуального проектирования) весьма важно иметь хорошо отработанные и проверенные на практике варианты построения отдельных подсистем. Если они имеются, то задача синтеза системы сетецентрического управления сводится к целенаправленному перебору всевозможных комбинаций вариантов подсистем и выбору наилучшего из них по принятому критерию эффективности.
При формировании различных вариантов подсистем, как правило, опираются на технические и технологические решения, имеющиеся у предприятий отечественного оборонно-промышленного комплекса - системных интеграторов в области создания ресурсо- и наукоемких образцов вооружения и военной техники.
Так, например, ОАО «Концерн «РТИ Системы» и входящие в его состав предприятия накопили богатый опыт создания сверхсложных комплексных систем и средств ракетно-космической обороны (РКО), методов объединения и отождествления информации, полученной от различных источников, создания быстродействующих алгоритмов и программ управления средствами РКО реального времени в автоматическом режиме.
Для создания сетецентрических систем управления регионального уровня в настоящее время концерн проводит разработку ряда базовых технологий (рис. 3):
создания высокоскоростных мультисервисных сетей для подвижных воздушных и космических платформ;
взаимной многомерной обработки радиолокационных сигналов и информации;
создания цифровых фазированных антенных решеток с двойной поляризацией;
создания сверхширокополосных и суперскоростных линий связи;
создания термоустойчивых высокомощных усилителей СВЧ с воздушным охлаждением;
создания радиоцифровой микроэлектроники для многоканальной цифровой обработки и формирования сигналов.
Совместно с технопарком «Система - Саров» проводятся работы по созданию распределенного стенда отработки каналов высокоскоростной (авиационной и космической) передачи информации и перспективных инфотелекоммуникационных технологий сетецентрических систем управления для подвижных носителей, а также стенда отработки нового поколения малогабаритных солнечных фотоэлектрических батарей для средств связи и локации.
Указанные технологии и технические решения позволят с минимальной степенью риска и в кратчайшие сроки создать ряд функциональных элементов СЦС, включающих в свой состав:
высокоточные системы определения координатно-временного положения объектов в пространстве;
высокоскоростные широкополосные радиолинии;
сверхлегкие многофункциональные активные фазированные антенные решетки;
алгоритмы реального времени, позволяющие на сигнальном и траекторном уровне объединить информацию от десятков (сотен) источников, сформировать единое информационное пространство по всей совокупности измерений, значительно улучшив их качество.
Рис. 3. Технологические основы создания сетецентрических систем управления
регионального уровня
Указанные технические решения могут стать основой для создания в период до 2020-2025 годов сетецентрических систем регионального уровня, обеспечивающих гибкую адаптацию в соответствии со складывающейся обстановкой в зоне ответственности. На рисунке 4 представлен возможный вариант состава системы в интересах ведения боевых операций на театрах военных действий.
В заключение хотелось бы также остановиться на некоторых научных проблемах создания сетецентрических систем управления, без решения которых эффективность СЦВ на ТВД может оказаться крайне низкой. К основным из них следует отнести следующие.
Опознавание на поле боя своих сил и средств. На сегодняшний день даже в научном плане ни в России, ни за рубежом проблема «свой-чужой» на поле боя не имеет надежных методов и технических средств для распознавания своих сил и средств на поле боя. Требуется постановка комплекса поисковых и прикладных исследований для определения путей решения данной проблемы.
Сетецентрические системы управления предполагают обеспечить сбор и интеграцию различных средств и систем разведки, работающих на различных физических принципах в различных диапазонах длин волн в единую интегрированную базу данных. В то же время в научно-методическом плане не существует отработанных, проверенных на практике и достаточно эффективных методов и способов идентификации целей, объединения и отождествления разнородных данных, обеспечивающих как высокую вероятность обнаружения каждой цели, так и низкие вероятности ложной тревоги и пропуска реальных целей. Следует сказать, что ранее проводимые исследования по данному направлению в настоящее время практически свернуты и в перспективные планы НИОКР не включены.
Важнейшей задачей в крупных интегрированных системах является задача выбора наиболее рациональных действий в целом. Методы многомерной многофакторной оптимизации разработаны для крайне ограниченных и простых условий и функций и, как правило, не пригодны для сложных нелинейных функций с ярко выраженными корреляционными связями между основными параметрами этих функций. Поэтому без проработки и научной поддержки методов синтеза сложных сетецентрических систем управления рассчитывать на успех в борьбе с противником не приходится.
Перспективные средства ведения войны, формы и способы их применения все более связываются с использованием высокоточного оружия и беспилотных летательных аппаратов. Такие средства требуют подготовленной инфраструктуры, высокоточных карт местности, высокоточного навигационного поля и навигационных приемников, высокоскоростных широкополосных линий связи, необходимых как на этапе подготовки полетных заданий, так и в процессе управления высокоточным оружием. Такая инфраструктура в России только создается, требует привлечения значительного научного потенциала, длительных сроков и больших финансовых затрат.
Подытоживая изложенные материалы, хотелось бы отметить следующее.
Рис. 4. Вариант состава системы в интересах ведения боевых операций
на театрах военных действий
Первое. Принимая во внимание характер угроз в различных регионах Российской Федерации, которые требуется гарантированно парировать в условиях ограниченных финансовых возможностей, создание сетецентрических систем управления регионального уровня, обеспечивающих оперативное наращивание потенциала сдерживания и деэскалации агрессии против нашего государства и его союзников, является, безусловно, актуальной государственной задачей.
Второе. Создание сбалансированной сетецентрической системы управления войсками с учетом нового облика ВС РФ, их оргштатной структуры, состояния существующей системы вооружения и имеющегося научно-технического задела в промышленности и российской науке является сложной комплексной научной проблемой, решение которой невозможно без активного участия научно-исследовательских организаций Министерства обороны, оборонной промышленности и Российской Академии наук, независимых научных организаций, без разработки соответствующего научно-методического аппарата.
Третье. Практическое решение вопросов по созданию отдельных элементов сетецентрических систем управления может быть обеспечено уже в настоящее время предприятиями отечественного оборонно-промышленного комплекса, являющимися системными интеграторами в области создания ресурсо- и наукоемких образцов вооружения и военной техники. В частности, ОАО «Концерн «РТИ Системы» совместно с технопарком «Система - Саров» проводится разработка базовых технологий и технических решений для создания сетецентрических систем управления регионального уровня. Создается уникальный распределенный стенд для отработки и демонстрации новейших технологий и элементов сетецентрических систем.
Четвертое. Для создания сетецентрических систем управления с приемлемыми экономическими затратами представляется целесообразной консолидация под руководством единого государственного заказчика большого количества разрозненных, концептуально и системно не объединенных работ, ведущихся в данном направлении различными предприятиями ОПК, за счет постановки и жесткой координации ограниченного количества комплексных системных НИОКР и специальной целевой программы по отработке новейших технологий и элементной базы.
Таким образом, только в результате взвешенной и экономически выверенной государственной военно-технической политики в области создания принципиально новых средств вооруженной борьбы может быть обеспечен мощный ассиметричный ответ новым угрозам национальной безопасности России в XXI веке.
