CC BY
9В.Д. ПОДОПРИГОРА
ИСПОЛЬЗУЯ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
USING COMPUTER NETWORKS
РАЗРАБОТКА ТАКТИЧЕСКИХ ТРЕНАЖЁРОВ НА БАЗЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ВОЕННО-МОРСКОГО УЧИЛИЩА
THE DEVELOPMENT OF WARFARE SIMULATORS ON THE BASIS OF COMPUTER NETWORKS OF NAVAL COLLEGE
Сведения об авторе: Подопригора Василий Дмитриевич - доцент кафедры кораблевождения Тихоокеанского высшего военно-морского училища им. С.О. Макарова, капитан 1 ранга в отставке, кандидат технических наук, доцент (г. Владивосток. E-mail: vuns-vmf-tovmi@mil.ru).
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы методологии разработки и использования в учебном процессе компьютерных тактических тренажёров для военно-морских училищ. Описываются структура и использование тренажёра, разработанного на кафедре кораблевождения ТОВВМУ им. С. О. Макарова. Предлагаются варианты разработки программного обеспечения тренажёров на базе компьютерных сетей.
Ключевые слова: технология обучения, тактический тренажёр, аппаратно-функциональная структура, компьютерная программа.
Information about the author: Vasiliy Podoprigora - Associate Professor of the Department of Naval Navigation of the Pacific Higher Naval School. S.O. Makarova, Captain 1st Rank, Retired, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Vladivostok. E-mail: vuns-vmf-tovmi@mil.ru).
Summary. The article deals with the methodological issues of development and employment in the educational process of computer warfare simulators for Naval Colleges. The structure and the employment of the simulator developed at the Navigation Department of the Pacific Higher Naval College named after S. O. Makarov are described. Variants of development of the software for the computer networks-based simulators are offered.
Keywords: education technology, warfare simulator, hardware and functional structure, software program.
X }\
V.D. PODOPRIGORA
Ведение боевых действий в современных условиях требует от офицерских кадров ВМФ умелых и грамотных действий при организации морского боя. Всё это обуславливает необходимость дальнейшего повышения качества тактической и военно-технической подготовки, морской выучки и психологического состояния курсантов военно-морских училищ, будущих штурманов и вахтенных офицеров. Тактическая подготовка развивает у обучаемых высокие морально-боевые качества, способствует формиро-
ванию творческого тактического мышления, силы воли и других качеств, необходимых выпускникам для успешного выполнения служебных обязанностей на кораблях флота. Исходя из этого, подготовка курсантов в вопросах кораблевождения при ведении боевых действий должна проводиться с учётом последних достижений педагогической и психологической науки с использованием современных технологий обучения.
В настоящее время оптимизация процесса обучения, повышение уровня знаний и умений
в вопросах кораблевождения при ведении боевых действий, объективный контроль этого уровня требуют принципиально иных средств обучения, основанных на современных технологиях. Одним из таких средств может быть компьютерный тактический тренажёр, созданный на базе локальных сетей военно-морского училища. Однако использование тренажёров в обучении не может ниспровергнуть основополагающий принцип педагогики: «Человек учит человека». Поэтому разработка и внедрение таких
А
М АРМИЯ-2023
Рис. 1. Вариант аппаратно-функциональной структуры
тренажёров не могут решить задачу повышения качества обучения по дисциплине: требуется детальная разработка методики использования тактических тренажёров с учётом дидактических и технических возможностей их конкретных образцов.
Компьютерным тренажёрам, как и тренажёрам, созданным на иной технической базе, также свойственны свои преимущества и недостатки.
К наиболее существенным недостаткам тренажёров относятся сложность, а иногда невозможность создания всего комплекса специфических воздействий, влияющих на человека в реальной обстановке (качка, вибрация, динамические и умственные перегрузки и т.п.).
Недостатком также является трудность и зачастую невозможность воссоздания некоторых особенностей имитируемых реальных моделей. Например, представляется бесполезной, с точки зрения выработки практических навыков ведения навигационной прокладки, модель навигационного автопрокладчика, представленная на экране монитора ПЭВМ.
Следующий недостаток тренажёров заключается в том, что обучаемый не может отрешиться от мысли, что тренировка является не фактической боевой работой, а своеобразной игрой. Поэтому при обучении на тренажёрах иногда не возникает таких психологических состояний оператора, которые характерны для реального боя и похода.
Однако обучение на тренажёрах имеет и ряд существенных преимуществ, что обуславливает их массовое использование в ходе боевой подготовки на флоте и военно-морских училищах.
В тренажёре легко выделить из всей информационной модели и предъявить обучаемому только ту её часть, которая существенна для обучения данной на том или ином этапе подготовки. В реаль-
ных условиях на корабле в море это сделать невозможно.
В самом принципе формирования учебной информационной модели заложена возможность объективной оценки, так как можно предусмотреть её выдачу руководителю обучения путём вычисления по специальной программе, учитывающей все её критерии. Получить аналогичные данные при обучении в море руководитель в большинстве случаев не может.
Для обеспечения немедленного разбора тренировки тренажёры могут снабжаться средствами до-
кументирования её хода. Для сбора подобных сведений при проведении учений в море организуются специальные «группы записи», материалы которых, нуждаясь в предварительной обработке, не обеспечивают оперативности разбора учений.
В тренажёре можно создать не просто копию реальной модели, а учебную информационную модель, умышленно подчёркивая и даже искажая некоторые её элементы для управления обучением.
Наконец, в тренажёре легко остановить ход моделируемого
□
—--------Л
Рис. 2. Экранная форма АРМ руководителя тренировки
АРМИЯ-2023 М
Рис. 3. Экранная форма виртуального поста управления кораблём
процесса, если обучаемый или отрабатываемый расчёт (экипаж) допустил ошибку или принял неверное решение, изменить масштаб оперативного времени и даже осуществить его «скачок» как вперёд, так и назад.
Кроме того, бесспорен и экономический выигрыш, получаемый при использовании тренажёров в обучении.
Возможности тренажёров военно-морских училищ определяются их целевым назначением, дидактическими показателями и элементной базой. В некоторой степени из имеющихся в распоряжении кафедры кораблевождения Тихоокеанского высшего военно-морского училища тренажёров целевому назначению соответствуют СТК «Регель» и «Мостик-2000». При этом они имеют ограниченные возможности по моделированию различных видов обстановки и поступлению информации о ней на ГКП (ЦП) корабля (ПЛ) в сочетании этих видов, приближенных к реальным условиям плавания (выполнения боевой задачи). Указанные тренажёры обеспечивают специальную подготовку курсантов по отношению к учебным дисциплинам
«Морская навигация» и «Управление кораблём». По отношению же к дисциплине «Кораблевождение при ведении боевых действий» (КВБД) они имеют весьма ограниченное прикладное значение.
На современном этапе развития учебно-тренировочной базы военно-морских училищ назрела явная и настоятельная необходимость их оснащения высокоэффективными компьютерными тактическими тренажёрами. Несмотря на то, что этой проблеме уделяется достаточное внимание как со стороны командования ВМФ, так и со стороны профессорско-преподавательского состава училищ, до настоящего момента требования к перспективным тренажёрам этого класса однозначно не сформулированы.
По мнению автора, с учётом существующей оснащённости военно-морских училищ средствами вычислительной техники, компьютерные тактические тренажёры должны создаваться на базе имеющихся в наличии локальных сетей. Разработка таких тренажёров не должна предполагать исключение компьютеров, задействованных в тренажёре, от их использования для других
целей. В этом случае через 10-15 минут до или после проведения занятия по КВБД компьютерную сеть можно задействовать для проведения занятий по любой другой дисциплине. В этом плане неэффективны с экономической точки зрения тактико-специальные тренажёры, поставляемые в училища промышленностью, в которых дорогостоящая аппаратная часть может быть использована исключительно для проведения занятий только по одной дисциплине, и не допускается использование компьютеров для других целей.
Разрабатываемый тренажёр должен быть предназначен для приобретения умений и навыков не только отдельного курсанта, но и для отработки взаимодействия и слаженности корабельных боевых расчётов (КБР) при решении типовых тактических задач. В ТОВВМУ им. С. О. Макарова разработан и используется в учебном процессе тактический тренажёр на базе компьютерной сети кафедры кораблевождения.
Аппаратно-функциональ-ная структура тренажёра (см. рис. 1) ориентирована на учебную программу по дисциплине «Кораблевождение при ведении боевых действий» и включает в себя:
• автоматизированное рабочее место руководителя обучения, работающее по прикладной программе «Планшет преподавателя» (см. рис. 2);
• виртуальный пост управления кораблём, работающий по прикладной программе «Руль -МашТелеграф» (см. рис. 3);
• виртуальный пост наблюдения за надводной обстановкой, работающий по прикладной программе «РЛС» (см. рис. 4);
• виртуальный пост наблюдения за подводной обстановкой, работающий по прикладной программе «Полином» (см. рис. 5);
• виртуальный пост наблюдения за воздушной обстановкой, работающий по прикладной программе «Фрегат».
Установка конкретной структуры тренажёра, выбор начального сценария тренировки и управление её ходом выполняются преподавателем на АРМ руководителя обучения (см. рис. 2). Структура тренажёра предполагает возможность отработки до трёх экипажей (КБР) кораблей, но он может быть настроен и на тренировку одиночных обучаемых. Аппаратный состав тренажёра определяется и устанавливается руководителем в зависимости от темы и вида занятия.
В ходе тренировки личного состава КБР управление кораблём может выполняться как отрабатываемым личным составом, так и самим руководителем занятия по его усмотрению.
Кроме трёх виртуальных кораблей с отрабатываемыми КБР по сценарию тренировки могут быть дополнительно использованы до трёх надводных кораблей-целей и до трёх подводных лодок-целей. Управление целями выполняется руководителем тренировки.
Состав средств получения информации и управления виртуальным кораблём определяется целями и задачами тренировки.
Для разработки методологии создания тренажёров на базе компьютерных сетей важно понятие масштабируемости. В практическом плане это даёт возможность увеличивать либо уменьшать функциональность тренажёра, объединять или разъединять функции между программами (компьютерами), достигать более точного моделирования приборов, обстановки и т.п., осуществлять группировку функций на одном рабочем месте с тем, чтобы получить большее количество одинаковых рабочих мест.
Техническая реализация программ в этом случае возможна с применением двух предельных подходов: либо составление одной программы с большой функциональностью, в которую вложена возможность переключаться
X }\
Рис. 4. Экранная форма виртуальной РЛС надводной обстановки
на имитирование разнообразных приборов, обстановки и т.п. в разной конфигурации, либо написание большого количества программ, имеющих ограниченные функции. В последнем случае программы должны обмениваться информацией между собой (т.е. между компьютерами, которые работают под управлением этих программ), для чего необходима стандартизация процедур обмена данными.
Каждый из этих подходов имеет свои преимущества и недостатки. По мнению автора, в условиях сегодняшнего дня тактические тренажёры для военно-морских училищ должны разрабатываться и создаваться на основе второго подхода. В этом случае программное обеспечение комплексного тактического тренажёра должно строиться по принципу открытой конфигурации. Программы разрабатываются независимо для каждого виртуального поста или рабочего места. В то же время каждая такая программа должна иметь возможность передавать данные другим работающим программам и принимать подобные данные от других программ. Предлагаемый принцип построения программ-
ного обеспечения тренажёра имеет ряд преимуществ по сравнению с ранее использовавшимися принципами.
Открытая программная конфигурация позволяет разработчику создавать программный продукт для конкретного виртуального поста или прибора независимо от других соисполнителей и по своему усмотрению выбирать среду разработки. Разработчик должен иметь техническое задание на создание виртуального аналога реального технического устройства, а не на разработку всего тренажёра в целом. В этом случае более конкретной будет работа как составителя технического задания, так и его исполнителя.
Так в рассмотренном выше тренажёре программы «Планшет преподавателя», «Руль - МашТеле-граф», «РЛС» разработаны одним автором в среде Visual Basic, программы «Фрегат» и «Полином» -другим в среде Delphi.
Созданное программное обеспечение одного из виртуальных постов может быть заменено другим, более совершенным, не требуя замены или изменения программ остальных составляющих тренажёра. Кроме того, открытая
X
М
Рис. 5. Экранная форма виртуальной гидроакустической станции
программная конфигурация позволяет комплексировать аппаратную часть тренажёра конкретно для темы и вида проводимого занятия. Любой виртуальный пост может быть исключен или включен в состав тренажёра перед началом занятия или в его процессе. Это представляется актуальным, так как военно-морские
училища готовят специалистов различных профилей и руководствуются разными учебными программами и тематическими планами. Соответственно, комплектацию тактического тренажёра в разных училищах представляют по-разному.
Наконец, такая программная конфигурация позволяет ис-
пользовать ресурсы ныне существующих компьютерных сетей военно-морских училищ без их изменения.
Опыт разработки компьютерного тактического тренажёра на базе локальной сети кафедры кораблевождения ТОВВМУ показал, что предлагаемый в данной статье подход к его созданию позволяет:
• заказчику - правильно определить тип и состав требуемого ему тренажёра в части его функциональной ориентированности;
• разработчику - правильно решить проблемы структуры и программного обеспечения заказываемого тренажёра;
• заказчику и разработчику -более чётко ориентироваться при оценке уровня затрат (временных, трудовых, финансовых и т.п.) на разработку тренажёра, его производство, внедрение и эксплуатацию;
• пользователю - наиболее полно и научно обоснованно оценить дидактические возможности тренажёра, исходя из его функционально-структурной сущности, и на основе этой оценки более эффективно организовать его использование в учебном процессе.
НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ
К.Н. Сологуб, А.Б. Степанов, А.А. Шевельков Ленты Российского военно-морского флота. 1872-1917
Библиотека «Старого Цейхгауза». - М.: Фонд «Русские Витязи», 2023. - 352 с.: ил.
Первая книга двухтомного издания, посвящённого лентам на головных уборах моряков отечественного флота. В русскоязычных и зарубежных тематических изданиях и публикациях тема флотских лент до настоящего времени рассматривалась исключительно в контексте морской униформы в целом. За исключением нескольких статей в периодических изданиях впервые предпринята полномасштабная попытка систематизировать и обобщить информацию о флотских лентах. Издание проиллюстрировано изображениями лент из отечественных и зарубежных музейных собраний и частных коллекций, а также большим количеством фотографий.
