Вопросы оптимизации подсистемы информационного обеспечения противовоздушной обороны

НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 1/2007, стр. 6-10

Вопросы оптимизации подсистемы информационного обеспечения противовоздушной обороны

УДК 623.765

Контр-адмирал запаса К.И. КУДРЯШОВ,

начальник отдела военного и оборонного сотрудничества

Департамента оборонной промышленности и военно-технического сотрудничества Постоянного комитета Союзного государства

Полковник И.В. ГРУДИНИН,

начальник кафедры вычислительной техники Военной академии войсковой ПВО

Вооруженных сил Российской Федерации,

кандидат военных наук

Анализ конфликтов и войн последних десятилетий, состояния и перспектив развития средств воздушно-космического нападения (СВКН) развитых государств показывает, что в настоящее время к противовоздушной обороне предъявляются все более жесткие требования.

Современная система противовоздушной обороны (ПВО) представляет собой сложное организационно-техническое образование, включающее множество подсистем, компонентов и элементов. Подсистема информационного обеспечения (ПИО) играет при этом важнейшую роль.

Вопрос оптимизации структуры и алгоритмов функционирования ПИО занимает одно из центральных мест в проблематике соответствующей предметной области и вследствие своей недостаточной проработки нуждается в глубоком исследовании. Поскольку современные ПИО представляют собой сложные системы, основным инструментом их исследования и выработки рекомендаций по оптимизации является системный анализ [1]. При этом следует учитывать, что методы информационного обеспечения и структура ПИО находятся в теснейшей системной взаимосвязи и взаимозависимости с соответствующими компонентами других подсистем, входящих в состав системы ПВО: подсистемы управления и исполнительной подсистемы.

Опыт показывает, что только полный и своевременный учет способов, приемов и правил применения имеющихся сил и средств позволяет получить оптимальное (рациональное) достижение поставленных перед системой ПВО задач. Поэтому последовательно рассмотрим функционирование основных компонентов исполнительной подсистемы, подсистемы управления и, наконец, подсистемы информационного обеспечения.

В современных системах ПВО исполнительная подсистема, как правило, имеет смешанный состав, что предопределяет возможность реализации широкого спектра различных по своей физической природе воздействий на воздушного противника. Введем термин «метод отражения удара», под которым будем понимать совокупность способов, приемов и правил функционирования исполнительной подсистемы в ходе отражения удара воздушного противника.

Тогда классификация методов отражения удара может осуществляться по признаку реализуемого способа воздействия на воздушного противника на метод огневых воздействий и метод неогневых воздействий (рис. 1).

Вопросы оптимизации подсистемы информационного обеспечения противовоздушной обороны

Сущность метода огневых воздействий заключается в преимущественном использовании в ходе отражения удара способов огневого воздействия на воздушного противника. Специфика реализации этого метода заключается в ведении противоборства с воздушным противником и уничтожения его путем поражения (физического уничтожения). Основу этого метода образует огонь зенитных и зенитно-ракетных средств ПВО, а также истребительной авиации.

Сущность метода неогневых воздействий заключается в использовании преимущественно способов, не предусматривающих огневого воздействия на воздушного противника (кинетического разрушения объектов). Основное содержание этого метода заключается в проведении мероприятий, направленных на создание условий, при которых действия СВН становятся заведомо неэффективными. Основу этого метода составляют радиоэлектронные и провокационно-демонстрационные способы воздействия на воздушного противника.

Как правило, в ходе отражения удара воздушно-космического противника (ВКП) рассмотренные методы будут применяться комплексно, распределены по времени применения и пространственным зонам.

Выбор того или иного метода отражения удара определяется конкретными условиями обстановки: боевым составом привлекаемых к отражению удара сил и средств поражения, спецификой решаемых боевых задач, соотношением сил и средств противостоящих группировок, характеристиками применяемых средств воздушно-космического нападения (СВКН), условиями местности, климатическими и другими условиями.

Быстрота и скоротечность современного противовоздушного боя, возрастание летно-технических характеристик СВКН, появление высокоточного оружия (ВТО) большой разрушительной силы, усложняющаяся обстановка (в первую очередь - радиоэлектронная) ведения боя даже самые современные комплексы и системы ПВО делает малоэффективными без качественного и надежного управления.

Надежное и качественное управление в современных и перспективных системах ПВО обеспечивается управляющей подсистемой. Именно управленческий компонент противовоздушной обороны представляет наибольший интерес, как с точки зрения его исследования, так и с позиций оперативного и обоснованного выбора рационального метода отражения удара, адекватного решаемым задачам и конкретным условиям обстановки.

Рассматривая процесс управления группировкой ПВО как системный элемент метода отражения удара воздушного противника, проведем анализ возможных приемов, способов и алгоритмов управления (далее - методов управления огнем).

Функциональная структура метода управления обоснована в работе доктора военных наук, профессора М.И. Зернова [2].

В качестве признака, по которому будем проводить классификацию методов управления, рассмотрим способ организации последовательности управленческих функций в ходе отражения удара СВКН. По этому признаку выделяют параллельный и последовательный методы управления (рис. 2).

Вопросы оптимизации подсистемы информационного обеспечения противовоздушной обороны

Анализ приведенных на рисунке данных показывает, что реализация параллельного метода управления огнем позволяет существенно повысить уровень децентрализации управления. При таком методе возрастает роль координации автономных действий элементов исполнительной подсистемы и снижается степень регулирования ими, увеличивается количество применяемых приемов и правил. В данном случае особое место занимают приемы и правила организации взаимодействия между элементами одного уровня.

Реализация параллельного метода управления существенно повышает оперативность управления, расширяет перечень задач, решаемых на подчиненных пунктах управления, повышает уровень их согласованности, что требует изменения существующей системы взаимоотношения должностных лиц органов управления и увеличения степени автоматизации системы управления.

Основным ресурсом повышения оперативности управления является автоматизация процессов оценки обстановки и выработки управленческих решений. Кроме того, оперативность повышается и за счет параллельной выработки определенной доли управляющих воздействий на подчиненных пунктах управления в соответствии с заранее сформулированной целью и оперативно уточняемыми параметрами задач.

В этих условиях АСУ становится не только средством сбора информации, ее отображения и решения формальных вычислительных задач, но и необходимым инструментом реализации параллельного метода управления.

В [2] показано, что реализация параллельного метода управления огнем формирует необходимые предпосылки для повышения эффективности управления системой ПВО в целом. А при определенных способах организации управляющей подсистемы наблюдается эффект, когда уровень централизации гибко изменяется в соответствии с условиями, причем систематическое уточнение порядка ведения огня обеспечивает согласованные действия группировки даже при выходе из строя вышестоящего пункта управления.

Однако эффективное функционирование АСУ невозможно без своевременного устойчивого и качественного информационного обеспечения.

Термин «информационное обеспечение» имеет ряд трактовок. Так, например, под информационным обеспечением автоматизированных систем понимается совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, применяемой в системе при ее функционировании [3].

Однако в контексте данной статьи под информационным обеспечением будем понимать совокупность потоков данных о состоянии внешней среды (в первую очередь налета) и своих сил и средств, а также команд и распоряжений на ведение боевых действий и донесений об их результатах. При этом в качестве источников и потребителей таких данных выступают практически все подсистемы, входящие в состав системы ПВО. Подсистема разведки воздушной обстановки является первичным генератором потоков информации оповещения и радиолокационной (боевой) информации. Данные потоки поступают в подсистему информационного обмена, которая транспортирует их до потребителей. В первую очередь такими потребителями являются комплексы средств автоматизации (КСА) различных уровней управления - элементы управляющей подсистемы.

Принятые в КСА решения в виде обработанных данных о воздушной обстановке, команд целеуказания и распоряжений на ведение боевых действий посредством подсистемы информационного обмена доставляются до элементов исполнительной подсистемы и (при необходимости) до подсистемы разведки воздушной обстановки.

Таким образом, ПИО включает в свой состав подсистему информационного обмена - в полном составе, а также значительные части подсистем разведки воздушной обстановки, управляющей и исполнительной.

Как и ранее, совокупность способов, приемов, правил и алгоритмов реализации информационного обеспечения будем называть «метод информационного обеспечения».

В качестве одного из признаков, определяющих классификацию методов информационного обеспечения, предлагается использовать распределение функций информационного обеспечения между пунктами управления различных уровней иерархии. На современном этапе развития выделяют две основные формы организации информационного обеспечения управленческой деятельности, обработки информации и использования информационно-технических средств - централизованную и децентрализованную.

Методы централизованного информационного обеспечения реализуются путем создания единого для всех пользователей информационно-управленческого ресурса, формируемого, как правило, на вышестоящем пункте управления. При этом обеспечивается централизованное управление режимами работы источников информации, хранение, обработка и предоставление необходимых данных потребителям в объеме, обеспечивающем эффективное решение стоящих перед ними задач.

Методы децентрализованного информационного обеспечения предполагают реализацию всех его функций на пунктах управления нижнего уровня системы управления (информационное «самообеспечение»).

Достоинства и недостатки централизованной и децентрализованной форм организации ПИО предопределяют необходимость рационального сочетания элементов обоих подходов, то есть смешанного информационного обеспечения.

Формы применяемого информационного обеспечения значительно влияют на распределение функций между элементами ПИО, на содержание и структуру процессов информационного обеспечения, а следовательно, на структуру и алгоритмы функционирования ПИО.

Признак уровня централизации информационного обеспечения сохраняет свою классификационную представительность на всех этапах управления. Эта универсальность рассматриваемого признака обеспечивает возможность системного охвата в рамках формируемых методов информационного обеспечения всего процесса управления системой ПВО.

Между уровнями централизации управления огнем и его информационного обеспечения отсутствует простая и однозначная связь. Сложная системная взаимообусловленность этих процессов определяется нестационарностью отношений между ними.

Форма организации информационного обеспечения отражает возможности ПИО по формированию информационно-управленческого ресурса. Очевидно, что характеристики ПИО и основные параметры процесса ее функционирования накладывают жесткие ограничения на возможности реализации управления исполнительной подсистемой. Анализ проводимых учений и полигонных испытаний показывает, что методы централизованного информационного обеспечения обладают следующими преимуществами: в наибольшей степени реализуют основной принцип управления в Вооруженных Силах - единоначалие, позволяют проводить более полный анализ складывающейся обстановки, вскрывать замысел противника и вырабатывать оптимальные способы противодействия.

Однако в этом случае всегда существует некоторый «центр информационного обеспечения», уничтожение которого значительно снижает эффективность функционирования системы в целом.

В процессе подготовки и отражения удара соотношение процессов управления огнем и его информационного обеспечения отражают сущность дилеммы «желаемое - возможное», не имеющей однозначного объективного разрешения.

Выбор приоритета между параметрами целевой установки системы и ее реальными возможностями представляет собой одну из наиболее сложных проблем, решение которой в значительной мере определяется характеристиками субъекта управления (ценностная ориентация, опыт, интуиция и другие, не поддающиеся формализации качества).

Приоритетное формирование цели функционирования системы без учета ее реальных возможностей, как правило, ведет к неоправданно высоким ресурсным затратам и в ряде случаев - к деструкции системы. Превалирование автономной оценки имеющихся ресурсов системы, изолированной от характеристик ее целевой установки, может существенно занизить параметры цели и общую ценность системы в структуре надсистемы.

Очевидно, что создание рационального соотношения между параметрами формируемой цели и возможностями системы по ее достижению составляют суть искусства управления сложными организационно-техническими системами.

В силу ряда объективных и субъективных причин системные взаимоотношения между процессами управления огнем и его информационного обеспечения в современной системе управления огнем нарушены.

На уровне целеполагания системы управления огнем планируемый и реализуемый уровень централизации управления предопределяет соответствующий ему уровень централизации информационного обеспечения (централизованное управление огнем предполагает реализацию централизованного информационного обеспечения).

Вместе с тем структурные и функциональные особенности существующей системы управления огнем и жестко неблагоприятные условия современного противовоздушного боя, как правило, предопределяют возникновение ситуации, в которой даже при благоприятных пространственно-временных условиях для реализации централизованного управления огнем информационное обеспечение продолжает оставаться полностью децентрализованным (каждый пункт управления стремится самостоятельно добывать информацию о воздушной обстановке).

Предпосылками возникновения такой ситуации являются:

более высокие показатели качества информационной модели воздушной обстановки, формируемой на пунктах управления низшего уровня иерархии. Это объективно обусловлено их пространственным расположением (позиции средств разведки вынесены в сторону ожидаемого удара противника), малым количеством звеньев обработки и передачи информации (повышается точность и достоверность информационной модели вследствие снижения уровня вносимых при обработке и передаче ошибок), незначительным количеством источников информации, предопределяющих более качественное решение задачи согласования параметров их частных информационных моделей (отождествления, объединения информации, укрупнения обстановки, ранжирования элементов обстановки по важности и т. д.);

несовершенство существующих коммуникационных систем как по количеству, так и по качеству формируемых каналов передачи данных, что обусловливает значительное снижение потенциальных возможностей ПИО по централизованному сбору, обработке и передаче информации, необходимой для реализации управленческих функций на всех уровнях иерархии системы. Деструктивное влияние этого фактора существенным образом усугубляется в условиях интенсивного огневого и радиоэлектронного противодействия со стороны противника;

отсутствие на современном этапе развития вооружения и военной техники войск ПВО технологической возможности централизованного управления режимами функционирования источников информации о воздушной обстановке. Реальной возможностью его реализации обладают только пункты управления подразделений радиолокационной разведки (ПУ рлр ортб, БУРР КП зрбр на базе ПОРИ-Ш(Ш), ГБУ зрп на базе МБУ МП22 («Касательная»)). Пункты управления более высокого уровня иерархии не обладают возможностью оперативного управления режимами функционирования источников информации и параметрами формируемого информационного поля управления огнем и вынуждены выступать в роли пассивного потребителя добываемой источниками информации;

наличие существенного психологического аспекта в действиях должностных лиц органов управления, заключающегося в стремлении к максимальной автономности функционирования в условиях высокой ответственности за его результативность. В условиях сложной и скоротечной обстановки современного противовоздушного боя каждый командир (начальник) рассчитывает, в первую очередь, на свои штатные силы и средства, стремясь «видеть обстановку своими глазами» и относясь с недоверием к элементам информационной модели воздушной обстановки, получаемой от вышестоящего пункта управления.

Итак, основным методологическим источником проблемы информационного обеспечения управления огнем зенитных формирований войск ПВО является противоречие между обоснованным стремлением к максимальной централизации управления огнем и возможностями ПИО по формированию на всех пунктах управления информационной модели воздушной обстановки централизованного метода информационного обеспечения в условиях сложной воздушной и радиоэлектронной обстановки.

Несмотря на то, что признак уровня централизации функций информационного обеспечения управления огнем играет определяющую роль в функциональной структуре метода, самостоятельно он не способен достаточно полно охарактеризовать его сущность и содержание.

Более корректным представляется характеристика метода с помощью системы признаков, основными из которых являются элементный состав и структура ПИО, способы формирования информационного поля управления огнем группировки войск ПВО, а также согласованные способы управления параметрами ПИО и подсистемы управления.

Состав и структура подсистемы информационного обеспечения определяется типажом средств разведки (источников информации о воздушной обстановке), средств сбора и обработки информации (пунктов управления огнем, оборудованных соответствующими комплексами средств автоматизации), а также средств образования каналов передачи информации (средств связи различного типа).

Источники информации о воздушной обстановке в существующей ПИО представлены средствами активной радиолокации, весьма уязвимыми для огневого и радиоэлектронного воздействия противника.

Ограниченные технические возможности средств кана-лообразования значительно усугубляются рядом специфических организационных аспектов, выражающихся в создании образцов АСУ, ориентированных на использование в составе систем управления со стационарными составом средств и структурой построения.

Существующая подсистема информационного обеспечения управления огнем относится к типу иерархических с унитарной сенсорной подсистемой и характеризуется отсутствием возможностей для оперативной адаптации к динамично меняющимся условиям современного противовоздушного боя.

Основным практическим проявлением этого является низкая устойчивость ПИО к противодействию со стороны противника и глубокое несоответствие ее параметров требованиям, предъявляемым системой управления огнем.

Основными направлениями разрешения обозначенных проблем являются:

расширение элементного состава сенсорной подсистемы за счет включения в ее состав средств разведки, реализующих различные физические принципы обнаружения летательных аппаратов;

расширение возможностей каналообразующей аппаратуры, обеспечивающих реализацию процесса оперативного управления структурой системы в соответствии со спецификой решаемых задач и конкретными условиями обстановки.

Реализация этих направлений позволяет сменить топологию ПИО с иерархической на сетевую, в гораздо большей степени отвечающую реальным условиям ее функционирования.

Одним из ключевых признаков сетевой топологии системы является ее способность к образованию новых внутрисистемных связей в соответствии со спецификой решаемых задач и условиями обстановки.

Сетевая структура характеризуется наличием потенциальных связей между всеми элементами системы управления, часть из которых актуализируется на период решения конкретной задачи, а затем разрушается до момента появления новых задач. В процессе образования связей может возникать и двойное (множественное) подчинение, и межуровневое взаимодействие, причем одни и те же субъекты могут выступать как в роли управляющих органов, так и в роли управляемых агентов, то есть вступать в сетевое взаимодействие.

Сетевая структура ПИО формируется за счет организации множества стационарных и временных внутри- и межуровневых информационных и управленческих связей, обеспечивающих целенаправленный доступ потребителей к информации, необходимой им для реализации функций управления огнем.

Существовавшая ранее интерпретация сетевых структур в виде структур с отсутствием выраженной иерархии и наличием постоянно действующих связей между всеми (или подавляющим большинством) ее элементов в последнее время претерпевает существенные изменения. Наиболее отвечающей специфике проводимого исследования трактовкой можно считать интерпретацию сетевой структуры в виде набора исполнительных элементов системы, между которыми не существует постоянных связей. Связи образуются между элементами на период решения стоящей перед системой конкретной задачи. Затем связи исчезают до момента возникновения новой задачи и т. д. Упорядоченность взаимных отношений между элементами и рациональные формы управления на локальных структурных участках системы возникают и реализуются в сетевой структуре в результате необходимости специализированного решения отдельных задач.

В качестве очевидных преимуществ сетевой организации ПИО следует отметить:

существенно большую гибкость и большие возможности по изменению конфигурации по сравнению с системами, имеющими иерархическую топологию;

высокую степень функциональной свободы исполнительных элементов системы управления огнем (зенитных средств и формирований нижнего звена иерархии), обусловленную улучшением их осведомленности о существенных параметрах обстановки, уменьшением времени реакции, повышением согласованности совместных действий с соседними элементами за счет высокой оперативности выработки и принятия организационных решений и проявления способности к самосогласованию между элементами системы управления и исполнительными элементами;

рациональность в использовании информационно-управленческого ресурса, предопределяемую способностью элементов сетевой организации ослаблять внешне- и внутрисистемные ограничения (неопределенность) путем изменения интенсивности своих связей с конкретными источниками этих ограничений.

В качестве основной предпосылки целесообразного перехода к сетевой топологии систем управления огнем и его информационного обеспечения необходимо рассматривать именно растущие коммуникативные возможности современных систем управления (подсистем сбора, обработки, обмена информацией между ее потребителями).

Более того, можно предположить, что эффективность реализации той или иной формы управления определяется в значительной мере именно существующими ограничениями на обмен информацией между элементами системы.

Анализ функционирования системы управления огнем иерархического типа в двух ее радикальных состояниях (реализация жесткого централизованного управления и автономные действия объектов управления) свидетельствует о том, что для обоих вариантов управления характерным является именно недостаточность возможностей по обмену информацией.

Стремясь к реализации своей главной функции - организации рационального (согласованного, неконфликтного) функционирования всех элементов в процессе достижения стоящей перед системой цели - система управления зачастую не обладает достаточными возможностями по централизованному информационному обеспечению их деятельности. Это неизбежно ведет к рассогласованию действий отдельных элементов системы в условиях отсутствия качественной информации об оперативных параметрах задачи, состоянии и действиях системы, других ее элементов, окружающей среды.

Таким образом, иерархическая форма организации управления выступает в качестве средства минимизации ущерба системе от несогласованных совместных действий ее элементов. Основным инструментом решения этой задачи является разработка внутрисистемных правил, определяющих распределение функций управления между уровнями иерархии системы и накладывающих жесткие ограничения на самостоятельные действия элементов низших уровней иерархии. При таком подходе система управления способна координировать деятельность значительных по сложности и составу систем (объектов) при ограниченных коммуникативных возможностях и меньшей интенсивности информационного обмена.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бусленко Н.И. Лекции по теории сложных систем. - М.: Сов. Радио, 1973. - 94 с.

2. Виханский О.С. Стратегическое управление: Учеб. пособие. - М.: ГАРДАРИКИ, 2000. - 296 с.

3. Военно-энциклопедический словарь. - М.: Рипол Классик, 2001. - 816 с.

4. Годин В.В., Корнеев И.К. Информационные технологии в автоматизированных системах военного назначения: Учеб. пособие.

- М.: Мастерство, 2001. - 240с.

5. Грачев И.А., Каргин В.Н. Информационные технологии в автоматизированных системах военного назначения//Военная мысль.

- 2001. - № 6.-С. 36 - 42.

6. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - 248 с.

7. Новейший философский словарь / Сост. А.А. Грицанов. - Мн.: Изд-во В.М. Скакун, 1998. - 896 с.

8. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. - М.: Наука, 1986. - 288 с.

9. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированную систему. Термины, определения = Information technology. Set of standart for automated systems. Automated systems/Terms and definitions: ГОСТ 34.003-90 - Введ. 01.01.92. - M.: Издательство стандартов, 1990. - 23 с.


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