CC BY
35Использование метода ситуационного управления при распределении целей на пунктах управления войсковой ПВО
Майор А.З. МУГИНОВ
АННОТАЦИЯ ABSTRACT
Проведен анализ существующей системы целераспределения в подразделениях ПВО, предложен вариант построения базы ситуаций и использования методов ситуационного управления для решений задач по управлению разведкой и огнем ЗРК.
Автоматизированная система управления, база ситуаций, командные пункты, показатель качества управления, целераспределение, целеуказание.
The paper analyzes the existing system of target allocation in air defense units and offers a variant of constructing a situational base and using situational control methods to solve the problems of intelligence and fire control of air defense units.
KEYWORDS
Automated control system, situational base, command posts, control quality index, target distribution, target designation.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
ПРИМЕНЯЕМЫЕ в современных военных конфликтах средства воздушного нападения (СВН) характеризуются большими скоростями движения, малой эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР), расширенными маневренными возможностями и высокой точностью наведения на обороняемые средствами противовоздушной обороны (ПВО) объекты.
Нанесение ударов осуществляется, как правило, с нескольких направлений разнотипными средствами под прикрытием активных и пассивных помех. С учетом расширяющихся возможностей СВН возрастают требования к управлению боевой работой зенитных ракетных комплексов и систем (ЗРК, ЗРС). Командные пункты (КП) должны обеспечивать управление ЗРК при их работе по большому количеству целей при увеличении
разновидностей их типажей, на больших дальностях и малых высотах, в условиях преодоления интенсивных, активных и пассивных помех. КП должен организовывать рациональный расход и экономию боеприпасов (ракет).
Возрастающий объем обрабатываемой информации требует совершенствования алгоритмов оценки боевой ситуации, целераспределе-ния между ЗРК и выдачи им целеуказания по целям, по группам це-
лей, по областям помех. Алгоритмы работы должны быть адаптивными в связи с непрерывно меняющимися условиями для принятия решения о поражении тех или иных воздушных объектов1. Необходимо учитывать важность и расположение прикрываемых объектов. При выборе приоритетных целей на обстрел также необходимо учитывать их расположение, скорость, направление полета и др. относительно прикрываемых объектов (всех, без исключения). Возникает необходимость создания базы данных прикрываемых объектов и возможных ситуаций, а также использование ее каждый раз при выполнении боевых задач.
Управление боевыми действиями войск заключается в непрерывном руководстве со стороны командиров и штабов всех степеней деятельностью подчиненных им войск, направленном на выполнение поставленных задач. Оно должно быть эффективным (оптимальным), централизованным, непрерывным, гибким, устойчивым и осуществимо только при своевременном получении на КП информации обо всех факторах и условиях, влияющих на ход боевых действий, передаче информации по каналам связи и переработке информации на всех этапах управления.
Особенно высокой скоротечностью и быстротой изменения обстановки характеризуются боевые действия Войск противовоздушной обороны (ПВО). Время, затрачиваемое средствами ПВО на выполнение боевых задач по уничтожению воздушных целей противника, крайне ограничено. Все это требует постоянного совершенствования системы ПВО, централизации и автоматизации управления всеми средствами. При этом под содержанием управления понимаются все
процессы, связанные с получением и обработкой информации, принятием решения, и мероприятия по реализации принятого решения. Автоматизация управления всеми средствами ПВО достигается путем создания автоматизированной системы управления (АСУ), которая обеспечивает: прием и передачу данных воздушной обстановки с радиолокационных станций (РЛС) на пункт управления; обработку и обобщение радиолокационной информации (РЛИ) о воздушной обстановке; сбор и обобщение сведений о готовности войск ПВО; наглядное отображение воздушной обстановки и готовности войск ПВО; выработку рекомендаций для принятия решения по отражению удара СВН; целеуказания активным средствам ПВО; наведение активных средств ПВО на воздушные цели противника.
Главная функция управления в АСУ — принятие окончательного решения — остается за человеком — командиром (начальником). Общую структуру и функции АСУ можно представить в виде схемы (рис. 1).
Информация о воздушной обстановке поступает в центр управления (КП) от средств разведки (РЛС). Сюда же поступает информация о готовности средств ПВО. Эта информация анализируется, обобщается и отображается с помощью специальных средств. В результате обработки информации вырабатываются рекомендации по наиболее рациональным вариантам решения, которые являются основой для принятия командиром оптимального решения на управление активными средствами ПВО. После принятия решения каждому средству ПВО передаются координаты и параметры движения той цели, которую необходимо ему уничтожить.
Рис. 1. Структура и функции АСУ
Таким образом, основными операциями, выполняемыми с помощью вычислительной машины (ВМ) и составляющими процесс управления в АСУ ПВО являются: сбор и обработка информации; целераспределение; целеуказание; наведение средств ПВО на воздушные цели противника.
Детализация формализованной схемы операции управления зависит от того, исследуется ли алгоритм управления или моделируется операция управления как элемент исследуемой системы ПВО. Если задачей моделирования является исследование алгоритмов управления, то в качестве формализованной схемы операции управления используется сам алгоритм управления. Если же моделируется операция управления как элемент системы ПВО, то можно использовать приближенное представление управляющего алгоритма.
Целераспределением называется операция распределения целей между средствами ПВО, при которой противнику наносится макси-
мально возможный ущерб в условиях поставленной боевой задачи. Целераспределение является основной операцией управления, выполняемой в процессе управления активными средствами.
Обработка РЛИ является подготовительной операцией для це-лераспределения, а целеуказание доводит результаты целераспреде-ления до активных средств ПВО. Выполнение операции целераспре-деления требует учета многих факторов: дислокации средств ПВО, их возможностей и боевой готовности; пропускной способности каналов наведения и каналов связи; глубины зоны целераспределения; параметров траекторий полета целей и их характеристик; возможности применения противником маневра, помех и др.
При отражении массированного ракетно-авиационного удара (МРАУ) обстановка, как правило, является настолько сложной, что производить целераспределение без специальных расчетов на ЭВМ невозможно.
Для того чтобы задача целераспре-деления решалась на ВМ, она должна быть формализована. При формализации задачи целераспределения необходимо определить: на основе каких принципов производится целе-распределение, какой следует применить математический аппарат для решения задачи целераспределения, какая информация и в каком порядке должна использоваться. Чтобы оценить эффективность решения задачи целераспределения, необходимо выбрать показатель качества управления (ПКУ) или критерий боевой эффективности целераспределения, выражаемый в математической форме. ПКУ должен удовлетворять ряду требований: соответствовать поставленной боевой задаче; объединять в себе, по возможности, все критерии, характеризующие эффективность управления; выражаться через параметры информации, поступающей на КП; реагировать на улучшение или ухудшение управления.
Показатель качества управления зависит от большого числа факто-
ров, определяющих условия управления, каждый из которых может быть охарактеризован некоторым числовым значением — параметром. Задача целераспределения сводится к выбору таких параметров управления, которые бы максимизировали (минимизировали) значение ПКУ. В качестве ПКУ чаще всего используют или вероятность какого-либо события, или математическое ожидание некоторой случайной величины2.
При формализации операции це-лераспределения и разработке алгоритма решения задачи целераспре-деления возникает необходимость проверки эффективности функционирования алгоритма целераспре-деления в различных условиях боевых действий.
Для оптимизации процесса целе-распределения предлагается создать адаптивную базу ситуаций, состоящую из базы данных прикрываемых объектов (В) и постоянно обновляемого потока информации о воздушной обстановке У (рис. 2).
Рис. 2. Вариант применения базы ситуации в КП ЗРК
Для создания базы ситуаций необходимо определить, какие данные будет содержать в себе ситуация. Зададим: В — степень важности прикрываемого объекта, О — сте-
пень угрозы средств воздушного нападения (СВН) противника.
Степень угрозы (рис. 3) можно представить в виде нескольких параметров, например: расстояние
от цели до объекта Р, скорость приближения цели к объекту У, параметр полета цели относитель-
но объекта А. В формальном виде это можно представить следующим образом:
О = (Р; У; А)
Рис. 3. Схема расположения воздушной цели относительно прикрываемого объекта
Для определения приоритета (согласно теории принятия решений) необходимо использовать следующее правило: расстояние Р от цели до объекта наименьшее, скорость У приближения цели к объ-
Управление боевыми действиями войск заключается в непрерывном руководстве со стороны командиров и штабов всех степеней деятельностью
подчиненных им войск, направленном на выполнение
поставленных задач. Оно должно быть эффективным (оптимальным), централизованным, непрерывным, гибким, устойчивым и осуществимо только при своевременном получении на КП информации
обо всех факторах и условиях, влияющих на ход боевых действий, передаче информации по каналам связи и переработке информации на всех этапах управления.
екту максимальная, параметр А полета цели относительно объекта минимальный3.
Пара (В,О) называется ситуацией (если не принимать во внимание наличия боезапаса).
Ситуацию можно представить в виде:
О = /(В,о)
При наличии известного множества прикрываемых объектов В: В,, В ,..., В множество степеней
1 2 т
угроз можно представить в виде:
где: п — количество обнаруженных СВН противника,
т — количество прикрываемых объектов,
о — степень угрозы п-й цели
пт ' £ ^
т-му объекту.
Множество ситуаций можно представить в виде:
О = [фе о,)}
где . = 1, 2,..., т, ) = 1, 2,..., п
или
<2=
он) Чф2, 021)
Яфт, от\)
ЧФи оп)
Я(Ь2, о22) дф
пъ От 2)
Чф\, о\„) qф2, о2п)
ЧФт, Опт)
Множество ситуаций, состоящее из базы данных расположения прикрываемых объектов и постоянно обновляемой информации о воздушном противнике, и является базой ситуаций.
Базу знаний составляет таблица пар «известная ситуация — управляющее действие (О. — Д.)».
Управление начинается с распознавания ситуации. Если ситуация распознана не полностью, то человеку-оператору выдается набор близких ситуаций с соответствующими им вариантами действий. Когда автомат распознает ситуацию полностью, человек-оператор утверждает решение по паре «ситуация — управляющее действие». Когда автомат предлагает вариант «ситуация — управляющее действие», человек-оператор выбирает решение из предложенных вари-
антов действий. Когда автомат не находит в базе знаний известных ситуаций, решение принимает чело-век-оператор4.
На одну и ту же распознанную ситуацию возможны несколько вариантов управляющих действий в зависимости от поставленной задачи. Возможно выявление целой последовательности управляющих действий (цепочек).
Обозначим исходную ситуацию О.. Ситуация О, вызывает управляющее действие Д , которое, в свою очередь, вызывает в ЗРК воздействие на противника $ .. После этого возникает ситуация О , реакцией на которую является последовательность управляющих действий Д ,+1 и $.+1 и т. д. вплоть до исчерпания сил и средств одной (или обеих) из противодействующих сторон. Такую цепочку можно назвать
Основными операциями, выполняемыми с помощью вычислительной машины (ВМ) и составляющими процесс управления в АСУ ПВО являются: сбор и обработка информации; целераспределение; целеуказание; наведение средств ПВО на воздушные цели противника. Детализация формализованной схемы операции управления зависит от того, исследуется ли алгоритм управления или моделируется операция управления как элемент исследуемой системы ПВО. Если задачей моделирования является исследование алгоритмов управления, то в качестве формализованной схемы операции управления используется сам алгоритм управления. Если же моделируется операция управления как элемент системы ПВО, то можно использовать приближенное представление управляющего алгоритма.
Чтобы оценить эффективность решения задачи целераспределения, необходимо выбрать показатель качества управления или критерий боевой эффективности целераспределения, выражаемый в математической форме. ПКУ должен удовлетворять ряду требований: соответствовать поставленной боевой задаче; объединять в себе, по возможности, все критерии, характеризующие эффективность управления; выражаться через параметры информации, поступающей
на КП; реагировать на улучшение или ухудшение управления. Показатель качества управления зависит от большого числа факторов, определяющих условия управления, каждый из которых может быть охарактеризован некоторым числовым значением — параметром.
логико-трансформационным правилом (ЛТП)5.
Желательно выявлять и накапливать в базе знаний не только пары «ситуация — управляющее действие», но и последовательности ЛТП (цепочки).
Не меньшее увеличение эффективности можно получить, в частности, и в системах, имеющих комбинации РЛС кругового и секторного обзора с программным управлением лучом. При этом перекрытие зон видимости РЛС кругового и секторного обзора может достигать 100 %. При таком взаимодействии с КП организуется автоматическая выдача целеуказаний на РЛС программного обзора в случаях: пропусков по трассе, сопровождаемой по данным другой РЛС; необходимости координатной поддержки по пеленгу, сопровождаемому станцией наведения ракет
(сопровождение по дальности); получения от вышестоящего командного пункта или от других источников информации с пониженной точностью об особо важных целях типа «Авакс», разведывательно-ударных комплексов (РУК), дальнего радиолокационного обнаружения и управления (ДРЛОУ), постановщиков помех и других; необходимости ускоренного захвата трасс, имеющих невысокое отношение правдоподобия.
Таким образом, в данной статье проведен обзор существующей системы целераспределения в подразделениях ПВО, предложен вариант построения базы ситуаций и степени угрозы средств воздушного нападения противника прикрываемому объекту, предложено использование методов ситуационного управления для решений по управлению разведкой и огнем ЗРК.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Васильев В.А. Об одной задаче целераспределения, решаемой в условиях неполной информации // Вопр. спец. радиоэлектроники. Сер. СОИУ. 1983. Вып. 1.
2 Папернов Б.В., Балаев Б.Ф. Метод определения возможности реализации ранее принятых решений в приближенной модели управления. // Вопр. спец.
радиоэлектроники, Сер. СОИУ 1984. Вып. 13.
3 Орлов А.И. Теория принятия решений: учеб. пособие. М.: Экзамен, 2005.
4 Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986.
5 Попов Э.В. Экспертные системы. Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ. М.: Наука, 1987.
