CC BY
25Методологические подходы к оценке эффективности системы связи тактического звена
управления
Полковник И.Г. ВОРОБЬЁВ, кандидат военных наук
Полковник В.М. РОМАНОВ
Майор М.А. ПОПОВА
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Изложены базовые основы методологии оценки системы связи, предложен метод нормативного прогнозирования информационной нагрузки, поступающей на систему связи, и нормированной оценки возможностей противника по воздействию на систему связи. Представлены подходы к оценке эффективности системы связи на основе оценки важности сетевых элементов.
The paper goes over the basic foundations of assessment methodology for the communication system, suggesting the method of normative prognostication for the communication system information load and normalized assessment of the adversary's ability to affect the communication system. It gives approaches to the communication system efficiency estimation on the basis of assessing the importance of network elements.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Эффективность системы связи, информационный трафик, нормативный метод.
Communication system efficiency, information traffic, normative approach.
ОЦЕНКА эффективности систем военной связи в современных условиях является обязательным этапом аналитической работы органов управления связью. Эта задача может решаться как при организации связи в ходе подготовки к ведению боевых действий, так и при оперативном управлении действующей связью в ходе выполнения боевых задач.
Методология оценки эффективности системы связи представляет собой совокупность принципов, которыми руководствуются органы управления связью при обосновании решений на построение системы связи, а также методов и методик ведения аналитической работы. Ключевыми методологическими аспектами
решения данной задачи являются: определение исходных данных, задание системы показателей и критериев оценки эффективности, а также выбор метода решения задачи многокритериальной оценки вариантов построения системы связи. Результатом оценки эффективности системы связи тактических формирований
должно быть определение «вклада» системы связи в эффективность системы управления войсками.
Как информационную систему, систему управления войсками характеризует информационная структура, представляющая собой совокупность информационных направлений с характеристиками циркулирующей в них информации? Под информационным направлением понимается направление обмена информацией между пунктами управления (отдельными должностными лицами), характеризуемое степенью важности, видом и объемом передаваемой информации, а также интенсивностью и режимом обмена информацией. Важность информационного
Традиционный подход к оценке систем связи предполагает определение путем проведения статистических исследований поступающей информационной нагрузки; задание требований к вероятностно-временным характеристикам предоставления услуг связи на направлениях связи, моделирование элементов системы связи системами массового обслуживания, расчет вероятности своевременности доставки сообщений на направлениях связи; сравнение полученных результатов с требованиями и принятие решения по состоянию системы связи. При проведении
направления напрямую зависит от качественных показателей передаваемой (принимаемой) информации. Для обеспечения передачи всех видов информации на информационных направлениях развертываются направления связи.
При проведении оперативных расчетов принято, что система управления функционирует устойчиво при передаче не менее 80 % необходимого объема информации, управление затруднено при своевременной передаче не менее 60 % требуемой информации, управление нарушено при снижении информационного обмена до 40 % и сорвано при передаче менее 20 % информации (табл. 1)1'2.
практических расчетов такой подход трудно выполним из-за наличия следующих методологических проблем.
Главной и на настоящий момент не решенной методологической проблемой является определение показателей прогнозируемого информационного трафика, циркулирующего в системе управления войсками. Трафик информации в системе управления соединения определяют: структура системы пунктов управления; состав и количество информационных направлений; динамика перемещения элементов системы управления; количество должностных лиц
Таблица 1
Зависимость состояния управления войсками от объема передаваемой информации
Состояние управления войсками Объем информации, передаваемой в системе связи, % от заданного
Всего 1-й приоритет 2-й приоритет 3-й приоритет
Устойчивое 80—100 100 100 50—100
Затруднено 60—80 100 100 10—20
Нарушено 20—60 100 80—100 0
Сорвано Менее 20 Менее 20 0 0
пункта управления, рабочих групп; возложенные на органы управления функции управления, решаемые должностными лицами задачи в ходе ведения боевых действий; количество и тактико-технические характеристики средств управления и связи, а также другие трудно формализуемые, в том числе и психологические факторы. Выделим ключевые особенности прогнозирования информационной нагрузки в системах связи тактического звена управления.
Прежде всего необходимо отметить, что системы связи тактических формирований, как правило, создаются для решения задач в течение ограниченного интервала времени, что не позволяет собрать достоверную статистику по информационной нагрузке. В то же время провести эксперимент (опытные учения) с целью сбора статистического материала также сложно, так как невозможно воссоздать конкретные условия функционирования системы управления войсками. Чрезвычайная сложность ряда прогнозируемых процессов и априорная неопределенность многих исходных данных, как то: изменение в динамике боевых действий приоритетности информационных направлений и объема передаваемых сообщений — делают процесс прогнозирования информационного трафика неразрешимой проблемой. В связи с вышеперечисленными особенностями прогнозирования характеристик информационных направлений имеющиеся в настоящее время данные по объему и интенсивности информационных потоков обладают высокой степенью неопределенности.
Особенностью систем связи военного назначения является потенциальная возможность административного ограничения доступа к ресурсу сети связи. Это обстоятельство предопределяет широкое использование нормативных методов прогнозиро-
Под информационным направлением понимается направление обмена информацией между пунктами управления (отдельными должностными лицами), характеризуемое степенью важности, видом и объемом передаваемой информации, а также интенсивностью и режимом обмена информацией. Для обеспечения передачи всех видов информации на информационных направлениях развертываются направления связи.
вания и определения параметров информационного трафика. Нормативный метод опирается на сочетание математического и эмпирико-эври-стического прогнозирования в целях создания норм на возможности использования сети связи тактического формирования. Потребности в услугах связи могут нормироваться как по группам пользователей, так и по информационным направлениям. При проведении нормативного прогноза используются, как правило, экспертные методы. Методические подходы к составлению нормативного прогноза информационной нагрузки представлены в работе И.Г. Воробьева «Управление трафиком.. .»3. Следует отметить, что заданные нормы на предоставление услуг связи целесообразно задавать на пятилетний срок.
Проблема отсутствия статистических данных характерна и при оценке возможностей противника по воздействию на систему связи. При решении данной задачи также целесообразно задавать нормированные показатели, учитывающие состояние средств разведки и поражения противника, их боевой порядок, алгоритмы и тактику действий. Необходимо
определять уровень развития противостоящего противника и нормированные значения показателей воздействия.
При решении данной задачи предлагается следующий подход. Район обеспечения связи разбивается на зоны, для которых определяются соответствующие коэффициенты пора-жаемости.
К примеру, оценка устойчивости узлов связи может осуществляться с учетом продолжительности ведения боевых действий (планируемого применения), места размещения (развертывания), степени подвижности и возможностей противника по воздействию на систему и войска связи, при этом рассчитывается коэффициент выживаемости по формуле:
К = 1 - К ,К 0К ,К „,
выж пор1 пор2 пор3 пор4
где: Кпор1 — коэффициент пора-жаемости, зависящий от продолжительности ведения боевых действий (табл. 2);
Кпор2 — коэффициент поражаемо-сти, зависящий от подвижности узлов связи (табл. 3);
(1)
Кпор3 — коэффициент поражаемо-сти, зависящий от места размещения (развертывания) узла связи (табл. 4);
Кпор4 — коэффициент поражае-мости, зависящий от возможностей противника по воздействию на систему и войска связи (табл. 5).
Таблица 2
Значения коэффициента поражаемости, зависящего от продолжительности ведения боевых действий
Продолжительность боевых действий (сутки) Коэффициент поражаемости
1 0,1
2 0,15
3 0,2
4 0,25
5 0,3
6 0,35
7 0,4
Таблица 3
Значения коэффициента поражаемости,
зависящего от подвижности узлов связи
Подвижность УС Коэффициент поражаемости
Стационарный 0,9
Полевой 1 раз в 3 суток 0,8
Полевой 1 раз в 2 суток 0,7
Полевой 1 раз в 1 сутки 0,6
Полевой 2 раза в сутки 0,5
Полевой 3 раза в сутки 0,4
Таблица 5
Значения коэффициента поражаемости, зависящего от возможностей противника по воздействию на систему и войска связи
Таблица 4
Значения коэффициента поражаемости, зависящего от места размещения (развертывания) узла связи
Размещение Коэффициент поражаемости
На направлении главного удара противника в тыловой зоне 0,7
На направлении главного удара противника в передовой зоне 0,9
На направлении другого удара противника в тыловой зоне 0,5
На направлении другого удара противника в передовой зоне 0,6
Характеристика противника Коэффициент поражаемости
Сильный 1
Средний 0,9
Слабый 0,7
Устойчивость линий связи зависит от степени выживаемости узлов связи, между которыми организована линия связи, технической надежности (коэффициент готовности), коэффициента поражаемости линии связи средствами РЭБ.
Приемлемость того или иного решения на связь обусловливается величиной показателя эффективности, достигаемой системой связи в случае его реализации. Показатель эффективности выражает степень выполнения системой связи стоящей задачи с учетом требований, предъявляемых к системе в рассматриваемых условиях обстановки. Решение задач развертывания, усиления и наращивания системы связи оценивается показателями структурной эффективности (Эс), а задач доставки сообщений по элементам системы — показателями функциональной эффективности (Эф). Оценка структурной эффективности
основывается на учете свойств сил и средств связи, используемых в элементах системы связи — линиях связи и сетях связи. Оценка функциональной эффективности основывается на учете свойств сообщений, доставляемых по этим элементам (нормированного информационного трафика). Свойства, присущие силам и средствам связи тактических формирований, относятся к структурным и являются свойствами системы связи. Свойства, присущие сообщениям, относятся к функциональным и характеризуют связь — процесс доставки сообщений. Определенным условиям обстановки будут соответствовать определенные свойства системы связи и информационного обмена. В ходе боевых действий система связи будет подвергаться разведке со стороны противника, наносимым им ударам, создаваемым помехам, а также случайным воздействиям природной среды.
Оценка эффективности системы связи может производиться по одной или нескольким тактическим задачам, по отношению к одному элементу системы или их совокупности, применительно к простым или сложным условиям обстановки. Поэтому она должна быть системной и комплексной. Системность оценки базируется на учете эффективности всех элементов системы связи и их важности в каждой из выполняемых ею задач. Комплексность оценки основывается на учете всех структурных и функциональных свойств, описывающих систему связи в рассматриваемых условиях выполнения тактических задач.
Исходя из особенностей организации связи, обоснование решений осуществляется на основе применения метода детерминированного планирования по вариантам, согласно которым рассмотрению подлежит множество рациональных вариантов построения и применения системы связи в конкретных условиях обстановки. Рациональным считается вариант построения системы связи, значения показателей эффективности которого соответствуют требованиям. По соотношению показателей структурной и функциональной эффективности можно судить о рациональности рассматриваемой системы связи. Из множества рациональных вариантов выбирается оптимальный (предпочтительный) по экстремальному значению главного показателя эффективности либо требующий на свою реализацию минимум расхода сил и средств. Поскольку решения на
где: Эл^с — структурная (функциональная) эффективность линии (пути)связи;
связь принимаются, как правило, исходя из определенного состава сил и средств связи, то их оптимизация по затратам имеет смысл главным образом в задачах долгосрочного развития системы связи.
Предлагаемые для практического применения методики оценки эффективности позволяют быстро и просто получить объективное представление о последствиях принимаемых решений на построение и использование систем военной связи применительно к прогнозируемым условиям обстановки. Объективность результатов оценки эффективности рассматриваемой системы связи будет зависеть в основном от достоверности используемых исходных данных и ошибок, допускаемых при проведении расчетов.
Методика позволяет произвести интегральную оценку эффективности системы связи, т. е. системно и комплексно оценить структурную и функциональную эффективность системы, с тем чтобы можно было выявить ее уязвимые места и определить наиболее приемлемые пути их устранения.
В методике оценки эффективности системы связи сначала определяется структурная и функциональная эффективность задействованных в каждом информационном направлении связи линий и путей связи, затем соответствующие эффективности направлений связи и исходя из них эффективности системы связи.
Эффективность линии (пути) связи определяется по формуле:
(2)
N — при оценке структурной эффективности — количество объектов связи, входящих в состав линии (пути); при оценке функциональной
= 1 - пЛГ1 при Квыж > Сж, п<Л/
эффективности — количество сообщений, поступающих в линию (путь) связи;
п — при оценке структурной эффективности — количество объектов связи, а при оценке функциональной эффективности — количество сообщений, показатели качества которых
где: i = 1,2,...,m — количество линий и путей в направлении связи;
Вл(п)с. — важность линии (пути) связи.
При использовании этой формулы предполагается, что разные линии и пути связи для одновременной до-
где:) = 1,2,., п — количество направлений в составе системы связи;
ВНС — важность направления связи.
Важность элементов системы связи рассчитывается с учетом тактической важности обеспечиваемых ими информационных направлений, а также количества и видов предоставляемых для управления войсками (их взаимодействия) каналов связи.
Тактическая важность информационного направления соответствует важности того войскового
где ') = 1,2,.,п — количество направлений связи в составе системы связи пункта управления;
УВФ, УГВ — количество задействованных условных боевых единиц в рассматриваемом войсковом формировании и группировке войск соответственно.
Важность линии (пути) связи будет зависеть от тактической важно-
не отвечают предъявляемым требованиям;
K , № — показатели качест-
выж выж
ва — реальный и требуемый: при оценке структурной эффективности характеризуют качество объектов связи.
Эффективность направления связи определяется по формуле:
(3)
ставки одних и тех же сообщений не используются.
Эффективность направлений связи, организуемых от пункта управления, в рассматриваемой тактической задаче определяется по формуле:
(4)
формирования, на которое оно организовано и, в свою очередь, определяет важность обеспечивающего его работу направления связи. Тактическая важность войскового формирования будет определяться количеством входящих в него и предназначенных для выполнения тактической задачи условных боевых единиц, соотнесенных с их общим количеством в рассматриваемой группировке войск.
Тактическая важность направления связи определяется по формуле:
(5)
Нормативный метод опирается на сочетание математического и эмпирико-эвристического прогнозирования в целях создания норм на возможности
использования сети связи тактического формирования. При проведении нормативного
прогноза используются, как правило, экспертные методы.
\С(ф) __ ут г^с(ф) ~
л(п)с1°л(п )сР
^с(ф) _ у,П глНФ^О ^ССПУ "" ¿/ = 1 ^ПС, °
с(Ф)т
НС/
Вне - Вин - УвфУгв1 ПРИ впс. - 1
сти обеспечиваемого направления связи, канальных емкостей этого направления и линии (пути) связи, приведенных к требуемой канальной емкости информационного направления.
где: 0л(п)с — канальная емкость линии (пути) связи, измеряемая количеством типовых каналов передачи;
QтрИН — требуемая канальная емкость информационного направления;
Qуч — канальная емкость участка линии (пути) связи.
После этого рассчитывается важность линии (пути) связи:
при
где т — количество линий (путей) в направлении связи.
Все объекты связи ранжируются по обслуживаемым ими линиям (путям) связи, организуемым в информационных направлениях.
г-чПр.С _
°*ССГВ —
Канальная емкость линии (пути) связи будет определяться минимальной канальной емкостью входящих в нее (него) участков связи. Определяем относительную канальную емкость линии (пути) связи по следующей формуле:
(6)
Определенным условиям обстановки будут соответствовать определенные
свойства системы связи и информационного обмена. В ходе боевых действий система связи будет подвергаться разведке со стороны противника, наносимым им ударам, а также случайным воздействиям природной среды.
(7)
Знание «веса» объекта позволяет определить потерю эффективности системы связи по пропускной способности при его выходе из строя. Заблаговременная оценка важности каждого из объектов системы связи дает возможность быстрого определения ее эффективности при поражении огнем или подавлении помехами любого или любых из объектов.
(8)
<2л(п)с = (?л(п)с<2ин ПРИ Зл(п)с = тт ф
В— 13 ПОТН /<\ОТН Л 1
л(п)с - йНсУл(п)с 12^=1 Ул(п)с^нс
где: Э^гв — эффективность системы связи группировки войск по пропускной способности;
г = 1,2,...,т — количество выводимых из строя объектов связи;
В выв
ОС- — важность /-го выведенного из строя объекта связи.
Предполагается, что объекты связи, выведенные из строя за время выполнения системой связи рас-
сматриваемой боевой задачи, восстановлению не подлежат.
Расчет важности объектов связи производится в три этапа:
на первом этапе определяется важность линий и путей связи в каждом из направлений рассматриваемой системы связи пункта управления;
на втором этапе определяется важность объектов связи, входя-
щих в рассматриваемую систему связи пункта управления;
на третьем этапе определяется важность объектов связи, обслуживающих системы связи различных пунктов управления, входящих в систему рассматриваемой группировки войск.
После ранжирования объектов связи в каждой из организуемых систем связи пунктов управления определяется относительная важность объектов системы связи группировки войск (Вос ссгв):
где: i = 1, 2,...,т — количество направлений связи, организуемых от ¿-го пункта управления;
] = 1, 2,...,я — количество систем связи пунктов управления в составе системы связи группировки войск.
где i = 1, 2,...,т — количество объ- назначенной для количественного
ектов связи в составе системы связи обоснования решений по организа-
группировки войск. ции связи, предоставляют большие
Универсальность и простота возможности по его использованию
представленного методологическо- в других методиках, обеспечивающих
го подхода, положенного в основу решение широкого круга задач бое-
рассмотренной методики оценки вой подготовки и боевого примене-
эффективности системы связи, пред- ния войск связи.
Предлагаемые для практического применения
методики оценки эффективности позволяют быстро и просто получить объективное представление о последствиях принимаемых решений на построение и использование систем военной связи применительно к прогнозируемым условиям обстановки. Объективность результатов оценки эффективности рассматриваемой системы связи будет зависеть в основном от достоверности используемых исходных данных и ошибок, допускаемых при проведении расчетов.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: учебник. Ч. 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. 740 с.
2 Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: учебник / под общ. ред.
Ю.А. Пирогова. Ч. 2. СПб.: ВАС, 2007. 610 с.
3 Воробьев И.Г. Управление трафиком в транспортной сети связи специального назначения на основе сбора информации об интенсивности информационных потоков и их прогнозировании / Труды XIII ВНПК РАРАН «Актуальные проблемы защиты и безопасности». Изд. в 6 т. Т. 1: ВиВТ. СПб.: НПО СМ, 2010. С. 66—69.
