CC BY
25ВОЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Методические рекомендации по анализу результатов моделирования боевых действии
Полковник запаса С.А. КОСТРОВ, кандидат военных наук
Полковник в отставке С.Г. БЕГЛАРЯН, кандидат военных наук
Полковник в отставке Н.М. ТОЛКАЧЕВ
АННОТАЦИЯ. Предложены методические рекомендации по оперативно-тактическому анализу результатов моделирования боевых действий с применением метода оценки структурно-функционального подобия сложных систем.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: методические рекомендации, моделирование боевых действий, структура методики анализа результатов моделирования, интерпретация результатов, количественный и качественный анализ результатов моделирования.
SUMMARY. Methodical recommendations on the operational-tactical analysis of results of combat operations simulation with applying the method for estimating the structural-functional similarity of complex systems.
KEYWORDS: Methodical recommendations, combat operations simulation, structure of methodology for analysing simulation results, interpretation of results, quantitative and qualitative analysis of simulation results.
АНАЛИЗ результатов моделирования боевых действий есть процесс исследования данных об элементах обстановки и действиях противоборствующих группировок войск (сил) с целью установления сущности и причинно-следственных связей между различными процессами, а также выработки обоснованных предложений по повышению эффективности боевых действий войск и сил в ожидаемых условиях обстановки.
Особенностью применения математических моделей является повышенное требование к достоверности результатов моделирования, отражающих подобие процессов в реальной системе и математических моделях. Для сравнения результатов моделирования и натурных испытаний целесообразно применять метод оценки структурно-функционального подобия, основанного на теории подобия сложных систем. Метод заключается в следующем.
Две системы (подсистемы) подобны, если: системы имеют подобные структуры; сходные элементы систем функционально подобны. Установление структурного подобия системы и ее модели, как правило, не вызывает затруднения. Определение функционального подобия осложняется тем, что многие элементы системы связаны друг с другом и с внешней средой вероятностным образом.
В зависимости от сложности системы и от целей исследования степень детализации структуры системы должна устанавливаться на таком уровне, когда становится возможной оценка функционального подобия элементов системы. Попарное совпадение всей совокупности событий будет свидетельствовать о функциональном подобии элементов и системы в целом.
Анализ результатов моделирования боевых действий целесообразно проводить после уяснения полноты и обоснованности постановки модели, определяющей:
сущности моделируемых процессов;
состав и структуру модели;
способы учета факторов и условий обстановки;
состав показателей и методы их расчета;
принятые ограничения и допущения;
состав входной и выходной информации.
Анализ является исследовательским процессом поиска ответов на вопросы:
как будут развиваться во времени и в пространстве предстоящие боевые действия в заданных условиях обстановки;
каких результатов следует ожидать в реальной действительности на каждом этапе боевых действий;
по каким причинам возникнет необходимость совершенствования способов боевых действий своих войск и сил.
Анализ может быть частным и комплексным. Частный анализ охватывает отдельные стороны или свойства рассматриваемого процесса, а комплексный анализ — все основные стороны (свойства) процесса в целом.
Анализ результатов моделирования целесообразно проводить в три этапа (рис.):
интерпретация (толкование) результатов; количественный анализ результатов; качественный анализ результатов.
Интерпретация результатов заключается в установлении оперативно-тактического смысла полученных значений показателей и формирования на этой основе представления об отдельных свойствах боевых действий.
Интерпретация результатов моделирования основывается на методе тестирования математической модели, т. е. на сравнении полученных результатов с ранее известными (например, по опыту боевых действий, командно-штабных учений, повседневной деятельности органов управления и др.) и формировании суждения о соответствии их реальной обстановке.
При оценке пригодности результатов моделирования, если возникнут сомнения или будет сделан вывод о наличии ошибок, необходимо проверить правильность исходных данных и после их уточнения повторить моделирование.
Если результаты повторного моделирования опять окажутся сомнительными, то следует провести верификацию модели, т. е. анализ степени отображения в модели основных процессов (боевых действий), корректности сделанных допущений, принятых гипотез и использованных аппроксимаций.
Для иллюстрации интерпретации результатов рассмотрим пример. Допустим, в результате моделирования получены данные о распределении средств воздушного нападения (СВН) противника по диапазонам высот. Пусть в диапазоне малых высот ожидаются действия 30 % СВН при общем количестве их в ударе 300 единиц.
В оперативно-тактическом смысле величина 30 % может означать, что из 300 самолетов на малых высотах в диапазоне от 0 до 1000 м будут действовать 90, что обнаружение этих самолетов радиолокационными станциями будет затруднено, возможности маневра СВН в заданном районе боевых действий ограничены, ограничены также возможности
Рис. Структура методики анализа результатов моделирования боевых действий
сил и средств ПВО по их разведке, непрерывному сопровождению и уничтожению, а время для принятия решения на их уничтожение будет небольшим. При анализе других дополнительных показателей, например, скорости и курса полета СВН, типа СВН, интервалов между группами и др., формируется представление о пространственном построении удара противника. Если сформировать такое представление в
различные моменты времени, то можно получить общую картину динамики налета воздушного противника.
Количественный анализ результатов моделирования заключается в оценке оперативности и достоверности полученных данных с формированием на этой основе представления о боевых действиях в целом.
Под оперативностью результатов моделирования подразумевается время на реализацию модели, включающее: время на ввод исходных данных; время решения модели на ЭВМ; время на вывод результатов моделирования (выходной информации).
Следует учитывать особенности математических моделей. Аналитические (детерминированные) модели, как правило, требуют незначительного времени на одну реализацию — несколько десятков секунд, и применяются в основном в условиях ограниченного времени для принятия решения должностными лицами органов военного управления.
Имитационные (статистические) модели отличаются большей степенью детализации входной информации, проработанностью значительного количества связей между объектами моделирования и временных параметров. Однако в определении времени реализации моделирования обязательно присутствует требуемое количество реализаций, которое, в свою очередь, определяет статистическую оценку погрешности результатов. Поэтому применение подобных математических моделей производится на этапах заблаговременной подготовки при достаточном времени на этапе планирования операции (боевых действий).
Под достоверностью результатов моделирования понимается достаточно точное отражение наиболее существенных сторон моделируемых процессов и присущих им закономерностей.
Количественная оценка достоверности результатов должна производиться с учетом степени полноты и точности отражения в моделях факторов обстановки. Важность фактора чаще всего определяется с привлечением экспертов.
При оценке достоверности результатов необходимо учитывать следующие способы учета факторов обстановки:
непосредственный учет;
простое обобщение;
функциональное обобщение;
косвенное обобщение.
Непосредственный учет предполагает формализованное описание фактора соответствующим математическим методом.
Простое обобщение состоит в сведении нескольких факторов в один. Например, несколько типов зенитных ракетных комплексов (ЗРК) представляются одним типом с обобщенными характеристиками.
Функциональное обобщение строится на определенных допущениях. Например, маршрут полета маневрирующей по курсу воздушной цели представляется прямолинейным или зона поражения ЗРК аппроксимируется многоугольником.
Косвенное обобщение означает, что учет фактора обстановки осуществляется заданием коэффициента, характеризующего степень влияния фактора на промежуточный или конечный результат.
При ограниченном времени достоверность может быть оценена путем сравнения анализируемых результатов с полученными ранее в ходе боевых действий в локальных войнах и вооруженных конфликтах, на учениях и других мероприятиях оперативной и боевой подготовки.
Достоверность результатов может быть оценена также путем проведения контрольных расчетов графоаналитическим или другими способами.
После оценки достоверности устанавливаются пространственно-временные связи между элементами моделируемого процесса в целом. Формирование такого представления производится аналогично формированию представления об отдельных свойствах (элементах) процесса.
Качественный анализ заключается в представлении количественных результатов в оценочных суждениях (качественных показателях) и формулировании на этой основе соответствующих выводов.
Качественный анализ включает:
выбор качественных показателей;
установление правил перехода от количественных показателей к качественным;
формулирование (выработку) выводов.
Выбор качественных показателей осуществляется с учетом характера решаемых задач. В одних случаях они могут быть выражены в оценочных суждениях «сильный», «слабый», «надежный», «ненадежный», в других случаях — «достаточный», «недостаточный» и т. д.
Для перехода от количественных показателей к качественным целесообразно использовать нормативные величины. Например, при значениях показателя эффективности боевых действий Э > 0,7 противовоздушная оборона может считаться сильной, при 0,3 < Э < 0,7 — средней, а при Э < 0,3 — слабой.
После качественной оценки результатов формулируются выводы.
Приведенные методические рекомендации по анализу результатов моделирования могут быть реализованы как в режиме однократной реализации модели, так и в интерактивном режиме поэтапного моделирования боевых действий.
В заключение следует отметить, что анализ результатов моделирования — достаточно сложный творческий процесс. Для эффективного использования предлагаемой методики целесообразно использовать ее при проведении практических занятий (тренировок) с должностными лицами органов военного управления с целью совершенствования навыков анализа результатов моделирования боевых действий.
