CC BY
188
2. Колосков Б.Б., Стариков Н.Е. Оценка эффективности тренажеров вождения // Известия тульского государственного университета. Технические науки, 2017. Вып. 6. С. 289 - 298.
3. Методика оценки эффективности учебно-тренировочных средств для технической подготовки экипажей БТВТ / В.ч. 68054, 1998. С. 30.
4. Сборник нормативов по боевой подготовке сухопутных войск. Книга 1. Для мотострелковых, танковых, и разведывательных подразделений. М.: Воениздат, 2011. С. 255.
Колосков Борис Борисович, нач. отдела разработки информационных технологий, koloskov_b@,mail.ru, Россия, Тула, АО ««Тренажерные системы»
ESTIMA TION OF COMPLIANCE OF THE DRIVING SIMULA TORS OF OBJECTS OF
ARMORED VEHICLES
B.B. Koloskov
Procedure for estimation of compliance of the driving simulators of objects of armored vehicles was proposed. The estimation will determine the degree of compliance of driving simulators to objects of armored vehicles, as well as the effectiveness of the use of driving simulators in the training of mechanics-drivers.
Key words: estimation of compliance, driving simulator, training, qualification characteristic, mechanic-driver.
Koloskov Boris Borisovich, head of department of development of information technologies, koloskov_b@,mail. ru, Russia, Tula, JSC « Training systems»
УДК 621.391.28
К ОЦЕНКЕ ХАРАКТЕРИСТИК, ОТРАЖАЮЩИХ ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОЕННОЙ СВЯЗИ
М. В. Пылинский
Представлены результаты исследования доступности системы военной связи. Научная новизна заключается в предложенном способе определения показателя доступности системы связи с учетом объектовой устойчивости ее элементов, отличающихся от известных возможностью учета комплексного характера преднамеренного воздействия противника.
Ключевые слова: система военной связи, характеристики, свойства, показатели.
В условиях возрастающих информационных потребностей системы управления значимость отдельных свойств, характеризующих систему военной связи (СВС), существенно изменилась, при этом сами свойства заметно трансформировались. Так, до недавнего времени самыми проблемными для выполнения являлись требования, предъявляемые к СВС по пропускной способности, мобильности и устойчивости. Сейчас в дополнение к ним выдвигается не менее важное требование по доступности [2].
384
Это обусловлено тем, что возможности системы управления в значительной степени зависят от способности обеспечивающей ее СВС предоставить должностным лицам органов управления информационно-канальный ресурс с заданным качеством не только на месте, но и в движении, причем в конкретных по оперативно-тактическим условиям точках района боевых действий. Элементы системы связи, реализующие доступ, представляют собой связующее звено, посредством которого осуществляется обмен информацией в системе управления войсками. Однако решать данную задачу СВС приходится в условиях жесткого противодействия со стороны противника, который располагает достаточными силами и средствами, способными комплексно воздействовать на элементы доступа, включая как их физическое уничтожение, так и временный вывода из строя за счет воздействия техническими средствами подавления [11]. Одним из методов обеспечения требуемой устойчивости системы связи в этих условиях, а значит и управления войсками (силами), является реализация не одного, а нескольких (в общем случае - множества) вариантов доступа для пользователей к информационно-канальному ресурсу СВС. При этом вероятность их обслуживания напрямую зависит от потенциально возможного числа различных способов получения доступа и (или) количества независимых маршрутов прохождения сообщения на элементах сети связи. Чем выше количество независимых маршрутов, обеспечивающих доступ, тем больше вероятность предоставления пользователю требующегося ему ресурса [5].
Под устойчивостью СВС понимается совокупность трех характеристик (свойств): надежности, живучести и помехоустойчивости. Как следствие, в большинстве научных работ устойчивость подвергается интегральной оценке. Вместе с тем авторы [4, 10, 11] указывали, что применение интегральной категории устойчивости не предполагает отказа от самостоятельного анализа и индивидуальной оценки каждой характеристики с применением соответствующих частных показателей и критериев. При этом подчеркивалось, что несмотря на некоторую схожесть надежность и живучесть - существенно различные понятия. Так, в [4] указывается, что надежность отражает влияние на работоспособность СВС главным образом внутрисистемного фактора в виде случайных отказов техники, а живучесть характеризует устойчивость относительно причин, лежащих вне системы и приводящих к разрушениям или значительным повреждениям некоторой части ее элементов. В работе [6] пояснялось, что свойство надежности должно обеспечивать функционирование СВС и ее элементов в условиях действия внутренних непреднамеренных (случайных) факторов, а живучесть - сохранять способность выполнять требуемые функции в условиях, создаваемых воздействием внешних факторов. Что касается свойства помехоустойчивости, то его рассмотрение, как правило, ограничивается анализом процесса преднамеренного подавления линий радиосвязи, при этом за рамками исследования остаются воздействия деструктивных факторов на процессы коммутации и маршрутизации в узлах связи и структуру передаваемых по сети информационных потоков [7]. Попытка спрогнозировать изменение потоков сообщений на узлах связи из-за реконфигурации маршрутов передачи или отказа отдельных структурных элементов сети предпринята в [1], однако при этом не учитывалась специфика СВС.
Поскольку основной сложностью при построении СВС является подвижность пользователей (абонентов) и связанная с этим необходимость использования ими в качестве оконечных устройств преимущественно радиосредств, вопросы оценки эффективности СВС напрямую связаны с разработкой и применением методик оценки эффективности сетей радиосвязи. Исследованию сетей радиосвязи посвящено значительное количество научных работ. Например, в [1] предлагается производить оценку эффективности линий и сетей радиосвязи, задаваясь требованиями по достоверности, своевременности и шумовой защищенности радиоканала, однако используемые при расчетах статистические методы имеют большие погрешности, при этом сама методика
не позволяет оценить доступность. В [3] предложен метод оценки эффективности сетей связи с радиодоступом на основе построения элементарных площадок пространственного разрешения, что позволяет автоматизировать расчеты, а также повысить их прогностическую точность. В принципе методика пригодна для оценки доступности, однако используемый в ней критерий отказа радиоканала по достоверности связи не отражает другого важного аспекта - требования устойчивости. Как следствие, полученные с применением этих методик результаты имеют недостаточную достоверность, а принятые на их основе решения по практической реализации сетей связи не являются рациональными.
Таким образом, проведенный анализ выявил противоречие в теории, заключающееся в расхождении в оценках прогнозируемой и реальной эффективности по основным показателям существующей системы связи и невозможности обеспечения требуемого уровня ее доступности и устойчивости для прогнозируемых условий и воздействующих факторов. Принятая в большинстве научных исследований методология анализа и синтеза системы связи, хотя и вскрывает, но кардинальным образом не решает вопросов несоответствия ее возможностей потребностям системы управления. Разрешение указанного противоречия возможно путем совершенствования методических подходов к исследованию системы связи и оценке ее эффективности, особенно в плане обоснования используемых показателей и их соответствия решаемым задачам.
С учетом проведенного анализа используемых в настоящее время методических подходов и вскрытого противоречия предлагается усовершенствованная методика оценки доступности СВС. Новизна методики заключается в получении оценки системы связи по совокупности ее наиболее существенных свойств -доступности и устойчивости.
Поскольку полоса боевых действий требует сплошного покрытия в отношении связи, показатель пространственной доступности должен отражать принцип «площадной» направленности системы связи. Для определения значений пространственной доступности вводится показатель, отражающий площадь, с которой пользователь (абонент) сети способен получить доступ не менее чем к / ее элементам [9]
£
^дост. пр = пРи 1 = /шn, (1)
общ
где & - площадь зоны радиодоступа от / элементов системы связи; £общ - общая площадь полосы ответственности соединения.
Порядок определения показателя пространственной доступности Лдост.пр изложен в [9]. Предлагается использовать новые технологии - геоинформационные системы и цифровые карты местности, которые в сочетании с возможностями современной вычислительной техники позволяют оперативно моделировать на местности различные структуры сети радиодоступа, оценивать их топологические варианты по показателю пространственной доступности, т. е. покрытию заданной территории в отношении связи, добиваясь выполнения установленных требований. Для прогнозируемых условий из множества возможных структур в результате может быть выбрана рациональная для последующей практической реализации или дальнейшего совершенствования.
При этом под доступностью системы связи следует понимать не только ее потенциальную возможность обеспечить предоставление своего канального ресурса должностным лицам в любой точке полосы боевых действий, а еще и способность это осуществить с учетом конечной устойчивости всех элементов системы связи и в первую очередь - сети доступа. Поэтому выбранный показатель (1) отражает не только пространственную доступность, но и структурно-функциональную устойчивость элементов СВС, обеспечивающих доступ и прохождение информации. Для определения минимально необходимого числа /шт элементов системы связи, к которым пользовате-
386
лю должен быть предоставлен доступ, необходимо задать требуемое значение вероятности доступа пользователей к ресурсу сети связи Рреб () и рассчитать с учетом определенных оперативно-тактических факторов вероятность своевременного доступа пользователей к ресурсу сети связи Рд(^):
Алл = (1_рД (()) [1 - РДреб ( )]. (2)
Требования к вероятности доступа пользователей к ресурсу сети связи задаются в виде критерияР^*^ 0,8[3].
В свою очередь, вероятность обеспечения своевременного доступа определяется через соответствующие вероятности:
Рд(0 = Рж(Г) Рп(Г) Рбо(Г), (3)
где Рж(^ - показатель живучести системы связи, характеризующий вероятность сохранения функционирования элементов, через которые обеспечивается доступ, после воздействия противника; Рп(0 - показатель помехоустойчивости линий связи, по которым осуществляется доступ; Рбо(^) - вероятность безотказного обслуживания, характеризующая техническую и эксплуатационную надежность средств связи, составляющих маршрут доступа (показатель надежности).
Показатель живучести в (3) определяет условие того, что функционирование системы связи будет осуществляться под влиянием разнородных внешних факторов и, в первую очередь, применения противником высокоточного оружия, радиоэлектронного подавления и действий диверсионных групп. При этом могут быть поражены не только ее отдельные элементы, но и различные участки линий связи. Выход их из строя вызывает структурно-топологические изменения системы связи вплоть до нарушения ее связности, приводящие к прекращению функционирования отдельных информационных направлений. Оценку состояния 1-го элемента доступа, подверженного ударам противника, предлагается проводить на основе вероятности Рж(^) сохранения его функционирования после воздействия противника. Порядок определения показателя Рж(^) изложен в [9].
Что касается показателя надежности Рбо(0, то его присутствие в (3) обусловлено тем, что элемент доступа, как и любое техническое устройство, подвержен техническим отказам. Отказ в обслуживании может наступать вследствие технической неисправности аппаратуры, полной занятости имеющегося ресурса или в результате ошибочных действий личного состава. Поэтому при функционировании элементов сети доступа в различных условиях обстановки большое значение имеет их техническое состояние, которое описывается свойством надежности. Под надежностью функционирования элемента сети доступа понимается его свойство сохранять работоспособность в различных прогнозируемых условиях, в т. ч. при наличии технических отказов и эксплуатационных ошибок, с сохранением требуемых показателей качества. Порядок определения показателя надежности Рбо(^) изложен в [9].
Опыт последних военных конфликтов показал, что совершенствование систем военного управления невозможно без повышения показателей эффективности систем связи и наращивания их возможностей. Вместе с тем современное вооруженное противоборство немыслимо без использования средств РЭБ, как основного средства противоборства с системой связи и управления. Соответственно, важное значение при функционировании элемента сети доступа имеет его способность обеспечивать передачу потоков информации в условиях воздействия помех всех видов, т. е. обладать необходимой помехоустойчивостью Рп(0 линий связи, по которым осуществляется доступ.
Поэтому в современных СВС в интересах повышения их помехо- и разведывательной защищенности все более широкое распространение получают линии радиосвязи, использующие режим программной перестройки рабочей частоты (ППРЧ). Анализ
387
помехоустойчивости линий радиосвязи с ППРЧ свидетельствует об их высоком потенциале противостоять радиоэлектронному подавлению [8]. Уже в настоящее время ведется активное внедрение в СВС средств радиосвязи отечественного производства нового поколения, реализующих в алгоритмах своей работы режим ППРЧ, а уже в самое ближайшее время сети радиосвязи с ППРЧ станут основой информационного обеспечения и управления войсками (силами).
Для оценки помехоустойчивости сети радиосвязи в условиях воздействия различных видов помех необходимо иметь соответствующие показатели. При выбранных моделях сигнала, собственного шума приемного устройства и помех в системах передачи дискретных сообщений предпочтительным показателем количественной меры помехоустойчивости является средняя вероятность ошибки на бит информации Рп(0.
Как показал анализ ряда работ [6-8], в отсутствии помех для отдельных радиостанций в режиме фиксированной радиочастоты (ФРЧ) вероятность обеспечения связи не хуже 0,9 может быть достигнута на дальности до 17 км, в режиме ППРЧ-19 км. При воздействии широкополосной помехи в режиме ППРЧ дальность связи составляет около 10 км.
На рисунке представлены зависимости вероятности обеспечения связи от дальности между корреспондирующими станциями для различных условий помеховой обстановки [8].
р, !
N ч V 4 s
-.1 <4 S 4 4 4 4\,
> ч V ■"4 • \N
D. км
Зависимость вероятности обеспечения связи от дальности: 1 — в режиме ФРЧ с узкополосной помехой и помехами от соседних станций; 2 — в режиме ППРЧ с широкополосной помехой и помехами от соседних станций; 3 — в режиме ППРЧ с узкополосной помехой и помехами от соседних станций; 4 — в режиме ФРЧ без помех; 5 - в режиме ППРЧ без помех
Количественно помехоустойчивость можно оценить вероятностью помехоустойчивой работы радиосредств в условиях их энергетического подавления
PU(t) = 1-Рпр(0 Рэп(0 РН» Рвскр.(0, (4)
где Рпр^) - вероятность принятия решения на подавление; Рэп(0 - вероятность энергетического подавления; Р()- вероятность временного контакта; Рвскр(0 - вероятность вскрытия линии (сети) связи противником.
Вероятность энергетического подавления систем радиосвязи с ППРЧ при воздействии помех в части полосы рабочих частот определяется средней вероятностью ошибочного приема сигнала или средней вероятностью ошибки на символ. Для сигналов с частотной манипуляцией, передаваемых по линии радиосвязи с ППРЧ, значение Рэп(0 определяется из выражения [6]:
>-1
1 '
2
G0 PJ E
v +-j— es
Es gKsPs ь N 2Gr 2' 2: " (5)
/ \ 1 s '^s s 1 / \ 2Un
Рэп (t) =1 g 1 j +1 (1 -g)e 0
где Е;- энергия сигнала, в данном случае - энергия информационного бита; у - коэффициент, определяющий часть полосы сигнала с ППРЧ, занимаемой помехой; Р] -мощность помехи; - мощность полезногосигнала; G0 - спектральная плотность мощности собственных шумов приемника в полосечастот; К - коэффициент расширения спектра сигнала.
Анализ сведений о существующих и перспективных средствах РЭБ позволяет сделать вывод о том, что основной тенденцией их развития является создание интегрированных систем, обладающих высокими тактико-техническими характеристиками и возможностями по подавлению сетей тактической радиосвязи [7, 11].
Именно поэтому, наряду с режимом ППРЧ, для обеспечения высокой помехоустойчивости широко используются сигналы с различными видами модуляции и помехоустойчивого кодирования с переменной скоростью, схемы применения которых адаптируются к сигнально-помеховой обстановке в интересах достижения максимальной битовой скорости передачи в текущих условиях [6-8].
Выводы:
1. Методические подходы к исследованию СВС и оценке ее эффективности должны соответствовать решаемым задачам и использовать обоснованные показатели и критерии. Разработанная методика обеспечивает возможность оценки эффективности системы связи с учетом наиболее существенных ее свойств по показателю доступности с учетом объектовой устойчивости. При этом показатель доступности связывается с интегральным показателем устойчивости, что позволяет комплексно и разносторонне оценить систему связи, а значит, и принять более обоснованное решение на ее построение.
2. Понятие устойчивости системы связи и методы ее оценивания определяются соответствующими нормативно правовыми документами. При этом под устойчивостью системы связи обычно понимается совокупность трех свойств: надежности, живучести и помехоустойчивости. Как следствие, в большинстве научных работ устойчивость подвергается интегральной оценке. В условиях, когда воздействие внутренних факторов, влияющих на надежность системы связи, в достаточной мере формализовано, а вероятность воздействия летального оружия противника на систему связи (свойство живучести) намного ниже, нежели вероятность воздействия средств РЭБ, особую важность для обеспечения устойчивости, как комплексного свойства, приобретает свойство помехоустойчивости.
3. В силу своих специфических особенностей СВС имеет низкую помехоустойчивость и весьма уязвима к воздействию средств РЭБ. Современные и перспективные средства подавления способны активно использовать помехи, эффекты от воздействия которых проявляются не только на физическом и канальном, но и на сетевом уровне. Способы и средства обеспечения помехоустойчивости в СВС ориентированы в основном на физический (ППРЧ, система автоматического регулирования выходной мощности передатчиков) и канальный (помехоустойчивое кодирование) уровни, а на сетевом уровне предусматривается только автоматическая повторная передача пакетов.
Список литературы
1. Боговик А.В., Игнатов В.В. Эффективность систем военной связи и методика ее оценки. СПб.: ВАС, 2006. 184 с.
2. Голубцов С.Г., Леонович Г.А. Методика оценки эффективности функционирования полевой опорной сети связи объединения по комплексному показателю доступности // Наука и воен. Безопасность, 2009. № 3. С. 23-29.
3. Ермишян А.Г., Сызранцев Г.В., Дыков В.В. Теоретические и научно-практические основы построения систем связи в локальных войнах и вооруженных конфликтах; под ред. А. Г. Ермишяна. СПб.: ВАС, 2006. 220 с.
4. Исаков Е.Е. Устойчивость военной связи в условиях информационного противоборства. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 400 с.
5. Пылинский М.В., Калинин В.М. Обеспечение доступности системы связи для подвижных пользователей в тактическом звене управления // Вестн. воен. акад. Респ. Беларусь, 2010. № 1 (26). С. 4-10.
6. Михайлов Р.Л., Макаренко С.И. Оценка устойчивости сети связи в условиях воздействия на нее дестабилизирующих факторов // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2013. № 4. С. 69-79.
7. Михайлов Р.Л. Помехозащищенность транспортных сетей связи специального назначения: монография. Череповец: РИО ЧВВИУРЭ, 2016. 128 с.
8. Макаренко С.И. [и др.] Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты: монография. СПб.: Свое издательство, 2013. 166 с.
9. Пылинский М.В., Леонов Д.М. Методика оценки доступности системы связи для подвижных пользователей в тактическом звене управления // Вестн. воен. акад. Респ. Беларусь, 2010. № 4 (29). С. 52-60.
10. Сызранцев Г.В. Теоретические и научно-методические основы обеспечения построения сложных организационно-технических систем военной связи в локальных войнах и вооруженных конфликтах: монография; под ред. А.Г. Ермишяна. СПб.: ВАС, 2007. 180 с.
11. Шептура В.Н., Денисов Б.Б. Некоторые подходы к обеспечению устойчивости системы связи специального назначения от ударов высокоточного оружия противника // Актуальные проблемы защиты и безопасности: материалы XV науч.-практ. конф. СПБ.: РАРАН, 2012. Т. I. С. 427-429.
Пылинский Максим Валерьевич, канд. воен. наук, доцент, докторант, pylin-skii. maksim@,mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого, Министерства обороны Российской Федерации
TO THE ASSESSMENT OF CHARACTERISTICS REFLECTING THE PECULIARITIES OF THE SYSTEM OF MILITARY COMMUNICA TIONS
M. V. Pylinskii
This article presents the results of the study of the accessibility of the military communication system. The scientific novelty lies in the proposed method of determining the index of accessibility of the communication system, taking into account the object stability of its elements, which differs from the known possibility of taking into account the complex nature of the deliberate influence of the enemy.
Key words: military communication system, characteristics, properties, indicators.
Pylinskii Maksim Valeryevich, candidate of military sciences, docent, doctoral candidate, pylinskii.maksim@,mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Military Academy of communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny, the Ministry of defence of the Russian Federation
