CC BY
69i-methods
том 11. № 3. 2019 http://intech-spb.com/i-methods/
Обоснование критерия эффективности и показателей
качества для оценки устойчивости системы связи и радиотехнического обеспечения в едином информационном пространстве
Меженов Алексей Викторович,
адъюнкт Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С. М. Будённого, г. Санкт-Петербург, Россия, meshenov@mail.ru
Кретов Алексей Александрович,
начальник отдела АО «Научно-технический центр высокоско-ростных систем передачи «Супертел ДАЛС», г. Санкт-Петербург, Россия, kretov61@mail.ru
Сызранцев Василий Сергеевич,
научный сотрудник ОАО «СУПЕРТЕЛ», г. Санкт-Петербург, Россия, sysr9959@mail.ru
Обоснована необходимость создания единого информационного пространства Вооруженных Сил РФ с интеграцией в него информационных ресурсов системы связи и радиотехнического обеспечения, как технической основы системы управления ВВС ВКС. Даны определение и задачи системы связи и радиотехнического обеспечения, рассмотрены составляющие её подсистемы. Представлены средства наблюдения, связи, навигации и посадки. Рассмотрена устойчивость как одно из свойств системы связи и радиотехнического обеспечения, которое характеризуется живучестью, надёжностью и помехоустойчивостью. Отмечена зависимость коэффициента простоя, показателя устойчивости системы связи и радиотехнического состояния, от времени на определение причины простоя, от степени автоматизации (быстроты) процессов реагирования на отказы элементов системы и проведения восстановительных мероприятий. Предложены показатели качества и обоснование критерия эффективности при оценке устойчивости системы связи и радиотехнического обеспечения в едином информационном пространстве.
АННОТАЦИЯ.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: единое информационное пространство; система связи и радиотехнического обеспечения; устойчивость; помехозащищённость.
В последние годы бурное развитие науки и военных технологий меняет характер вооруженной борьбы. Не случайно с конца прошлого столетия в обиход военных и политиков прочно вошло понятие «высокотехнологичные войны». Главным способом достижения целей таких войн становится дистанционное бесконтактное воздействие на противника за счет массированного применения высокоточных и дальнобойных средств поражения с воздуха, моря и из космоса. Эта тенденция находит отражение во взглядах ведущих государств мира на ведение вооруженной борьбы и всецело она проходит проверку в Сирии [1, с. 4].
Необходимость создания единого информационного пространства Вооруженных Сил обусловлена появлением новых форм и способов ведения вооруженной борьбы и соответствующих способов управления этой борьбой, например, сетецентрического управления войсками и оружием; использованием в процессах управления современных информационных и телекоммуникационных технологий; повышением требований к Вооруженным Силам [2].
Единое информационное пространство Вооруженных Сил представляет собой специальным образом упорядоченную и взаимосвязанную совокупность информационных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов, организованных и функционирующих во времени и пространстве (в космосе, воздухе, море и на суше), с целью повышения качества управления Вооруженными Силами и оружием в мирное и военное время [3].
Анализ процессов реализации достижений в области современных информационных технологий позволил установить основные подходы к формированию единого информационного пространства в зарубежных армиях. В основном они направлены на достижение главной цели — установление значительного роста качества информационного обеспечения управления боевыми действиями, на что затрачиваются значительные объемы экономических, технологических и интеллектуальных ресурсов государств [4].
В едином информационном пространстве ВС РФ должны быть интегрированы различные информационные ресурсы. В ЕИП ВС РФ должны быть включены информационные ресурсы видов ВС, родов войск, специальных войск, тыла ВС, главных и центральных управлений МО, военных округов, других группировок (сил) ВС РФ, содержащие информацию о войсках противника, своих войсках, районе боевых действий, предупреждения о ракетном нападении, контроля космического пространства, о надводной и подводной обстановке, о состоянии окружающей среды в континентальной, воздушно-космической и морской сферах, о развитии вооружения и военной техники и др. С целью эффективного использования в ВС РФ информационных ресурсов других министерств и ведомств должна быть предусмотрена возможность их включения в ЕИП ВС РФ [2, с. 10].
Технической основой системы управления ВВС ВКС является система связи и радиотехнического обеспечения (РТО).
Система связи и РТО это организационно-техническое объединение сил и средств связи и РТО, создаваемое для обеспечения обмена всеми видами сообщений (информации) в системе управления авиацией и решения задач радиотехнического обеспечения [5].
Основными из которых являются:
- обеспечение взлета, полета по маршруту, построения предпосадочного маневра и посадки ВС в простых и сложных метеорологических условиях, днем и ночью;
- обеспечение экипажа информацией о местоположении воздушного судна (ВС) в воздушном пространстве;
- обеспечение группы руководства полетами (ГРП) информацией о воздушной обстановке в районе аэродрома и дополнительной полетной информацией (индекс, остаток топлива, высота полета ВС);
- индивидуальное опознавание ВС;
- обеспечение вывода ВС в заданную точку маршрута и возврата на аэродром;
- обеспечение управления движением (контроля за движением) ВС и спецавтотранспорта по летному полю аэродрома;
- маркирование участков на местности;
- обеспечение приема сигналов от ВС, терпящих бедствие, определение их местоположения и передача информации о них ГРП.
Система связи и РТО включает подсистемы связи (наземную и воздушную), наблюдения и навигации.
Система наблюдения обслуживания воздушного движения — это системы радиовещательного автоматического зависимого наблюдения, первичного обзорного радиолокатора, вторичного обзорного радиолокатора или любая другая наземная (воздушная, морская) система, позволяющая опознать воздушное судно [6].
К средствам наблюдения относятся:
- обзорный радиолокатор трассовый (ОРЛ-Т);
- обзорный радиолокатор аэродромный (ОРЛ-А);
- вторичный радиолокатор (ВРЛ);
- посадочный радиолокатор (ПРЛ);
- радиолокационная станция обзора летного поля (РЛС ОЛП);
- многопозиционная система наблюдения аэродромная (МПСН-А);
- многопозиционная система наблюдения широкозонная (МПСН-Ш);
- наземная станция контрактного автоматического зависимого наблюдения (АЗН-К);
- наземная станция радиовещательного автоматического зависимого наблюдения (АЗН-В);
- автоматический радиопеленгатор (АРП);
- оборудование видеонаблюдения.
Системы наблюдения обслуживания воздушного движения [7, с. 32], применяются при условии, что:
а) в пределах конкретного района обеспечивается надежное перекрытие (поле наблюдения) S > S, ;
' нб нб зад'
б) вероятность обнаружения (наблюдения) (Рнб), точность (б) и целостность системы наблюдения являются удовлетворительными.
К средствам радионавигации и посадки относятся:
- всенаправленный ОВЧ радиомаяк азимутальный (РМА);
- всенаправленный ультравысокочастотный (далее УВЧ) радиомаяк дальномерный (РМД);
- радиотехническая система ближней навигации (РСБН);
- отдельная приводная радиостанция (ОПРС);
- маркерный радиомаяк (МРМ);
- оборудование системы посадки (ОСП);
2019. Т. 11. № 3. URL: http://intech-spb.com/i-methods/
4
- радиомаячная система инструментального захода воздушного судна на посадку (РМС);
- глобальная навигационная спутниковая система (GNSS).
Основными техническими параметрами радионавигационных систем [8, с. 6] являются точность, целостность, рабочая зона, доступность и непрерывность функционирования системы.
Рабочая зона (зона действия) (^раб) — область пространства земного шара (замкнутая поверхность), в пределах которой навигационная система позволяет потребителю определять местоположение, скорость и время с заданными характеристиками.
Наиболее общим и полным показателем качества навигационной подсистемы является доступность.
Доступность (эксплуатационная готовность) [8, с. 12] — это способность радионавигационной системы обеспечить проведение навигационных определений в заданный момент времени в определенной зоне действия.
Доступность радионавигационной системы характеризуется вероятностью навигации (Рнб), то есть получения потребителем в рабочей зоне (З1 > З1 зад) достоверной навигационно-временной информации (Днви < Днви доп) в определенный период времени (ДО и с требуемой точностью СТР. Где £ — рабочая зона; £ зад — заданная рабочая зона; Днви — потери достоверности навигационно-временной информации; Дти доп — допустимые потери достоверности навигационно-временной информации; Д( — период времени; G — требуемая точность.
В воздушном транспорте определены следующие фазы (этапы) полета воздушных судов [8, с. 12]:
- взлет и выход в исходный пункт маршрута (трассы);
- полет по маршруту (маршрутный полет);
- полет в зоне аэродрома (терминальный полет);
- некатегорированный (неточный) заход на посадку;
- заход и посадка по категориям ИКАО.
Требования к навигационному обеспечению на каждом этапе различны.
К основным средствам авиационной электросвязи относятся:
- радиопередатчики, радиоприемники, радиостанции ОВЧ диапазона;
- радиопередатчики, радиоприемники, радиостанции ВЧ диапазона;
- автоматизированные приемо-передающие центры;
- автономные радиоретрансляторы;
- системы коммутации речевой связи;
- каналообразующее оборудование и системы;
- наземные станции спутниковой связи;
- оборудование автоматической передачи метеорологической и полетной информации;
- оборудование авиационной наземной сети передачи данных и телеграфной связи.
Наиболее общим показателем эффективности связи служит вероятность своевременной
передачи сообщений:
Р (Т < Т ),
рвс 4 пер — пер доп7'
где Тпер доп — допустимое время передачи сообщения.
Этот показатель характеризует степень соответствия реальному времени передачи сообщения нормированного объема требуемому значению, при этом достоверность передачи сообщения должна быть не хуже заданной.
В процессе функционирования системы связи и РТО на неё воздействуют различные факторы, нарушающие нормальную работу ее подсистем (элементов) — поражение огневыми средствами противника, невыполнение условий электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, преднамеренные и непреднамеренные помехи, выход из строя средств связи и РТО по технико-эксплуатационным причинам. Система связи и РТО должна обладать способностью противостоять воздействиям, приводящим к нарушениям функционирования их объектов, то есть иметь надлежащую устойчивость [9].
Устойчивость — свойство систем связи и РТО, характеризующее их способность существенно способствовать обеспечению военного управления в любых условиях обстановки мирного и военного времени [9].
Устойчивость любой системы связи и РТО характеризуется надежностью, живучестью и помехоустойчивостью [9].
Надежность — способность системы связи и РТО безотказно работать в течение определенного отрезка времени с заданными для данных условий эксплуатации достоверностью, скрытностью и быстротой [10, с. 271]; свойство системы связи и РТО обеспечивать связь и РТО, сохраняя во времени значения установленных показателей качества в заданных условиях эксплуатации. Отражает влияние на работоспособность системы главным образом внутрисистемного фактора — случайных отказов техники, вызываемых физико-химическими процессами старения аппаратуры, дефектами технологии или ошибками обслуживающего персонала [11].
Живучесть — характеризует устойчивость системы связи и РТО против действия причин (стихийных и преднамеренных), лежащих вне системы и приводящих к разрушениям или значительным повреждениям некоторой части её элементов — узлов, пунктов, станций и линий связи [11]; способность системы связи и РТО сохранять или быстро восстанавливать свое функционирование в условиях возможного физического уничтожения ее элементов [9, с. 340].
Помехоустойчивость — способность системы связи и РТО (и её элементов) выполнять свои функции с требуемым качеством в условиях воздействия преднамеренных и непреднамеренных помех [9, с. 341]. Она определяется помехозащищенностью и электромагнитной совместимостью радиоэлектронных средств [12, с. 105].
Одним из количественных показателей, которые используются для оценки устойчивости системы связи и РТО за прошедший период (промежуток) времени, принят коэффициент простоя (КП) [10, с. 341];
Ут ^
К , (2)
где т — количество интервалов неисправной работы;
— продолжительность простоя (неисправной работы); Т — общее время работы (наблюдения) системы связи и РТО
Продолжительность простоя включает в себя периоды времени на определение причины простоя, от степени автоматизации (быстроты) процессов реагирования на отказы элементов (р [11, с. 24] и проведения восстановительных мероприятий, то есть от временных параметров системы ремонта и восстановления ^
Таким образом, время простоя можно записать как:
t = t + t (3)
п р рв 47
Устойчивость системы связи и РТО как совокупности элементов системы связи и РТО находится в прямой зависимости от коэффициента исправного действия системы связи и РТО (её элементов), в обратной от коэффициента простоя и соответственно от времени реагирования на отказы элементов системы связи и РТО:
К = К + К +К„, (4)
п пж ппу нг 4 7
где Кпж — коэффициент простоя из-за огневого воздействия; Кппу — коэффициент простоя из-за помех; Кнг — коэффициент неготовности.
Таким образом, критерием эффективности системы связи и РТО при оценке её устойчивости, можно рассматривать время реагирования tр, то есть степень автоматизации (быстроты) процессов реагирования на отказы элементов:
tp ^ min, (5)
где © — область ограничений.
Ограничениями являются: рабочая зона системы связи и РТО (£раб), вероятности наблюдения (Р ,) навигации и связи (Р ) соответствует заданным: S , > S, ; P , > P , ; P > P ;
4 нб7 4 св7 J раб раб зад' нб нб зад' нв нв зад'
P > P .
св св зад
При этом следует отметить, что комплект сил и средств связи и РТО (ресурс R) является постоянным, и составляет все имеющиеся средства связи и РТО:
R = const
Таково основное содержание обоснования критерия эффективности и показателей качества для оценки устойчивости системы связи и радиотехнического обеспечения в едином информационном пространстве при использовании воздушного пространства Российской Федерации.
Литература
1. Новичков Н. Н., Федюшко Д. И., Костин В. В., Милованова Л. Р. Российское оружие в сирийском конфликте. На мировом рынке вооружений возможны серьезные изменения / под общей ред. В.Н Половинкина. М.: СТАТУС, 2016. 224 с.
2. Концепция Единого информационного пространства Вооруженных Сил Российской Федерации. Утверждена начальником Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации 16 декабря 2004 г.
3. Копытко В. К., Шептура В. Н. Проблемы построения единого информационного пространства Вооруженных Сил Российской Федерации и возможные пути их решения. URL: http://www.avnrf.ru/index.php/publikatsii-otdelenij-avn/nauchnykh-otdelenij/voennogo-iskusstva/204-proWemy-postroeniya-edinogo-informatsionnogo-prostranstva-vooruzhennykh-sil-rossijskoj-federatsii-i-vozmozhnye-puti-ikh-resheniya (дата обращения: 13.02.2018).
4. Паршин С. А., Горбачев Ю. Е., Кожанов Ю. А. Современные тенденции развития теории и практики управления в вооруженных силах США. М.: ЛЕНАНД, 2009. 272 с.
5. Ивануткин А. Г. Интеграция связи, радиотехнического обеспечения и автоматизации управления авиации // Вестник академии военных наук. 2015. № 4 (53). С. 81-83.
6. Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации // КонсультантПлюс. 2010. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_98957/2696fa16ed088ac15dd783e2d9c0ea558732f3fe/ (дата обращения 15.07.2019).
7. Федеральные авиационные правила «Организация воздушного движения в Российской Федерации» // КонсультантПлюс. 2011. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_124909/0408a92aeb3e7cc1dc06ccfb84542acda24e950f/ (дата обращения 15.07.2019)
8. Радионавигационный план Российской Федерации. Основные направления развития радионавигационных систем и средств. 2008. URL: http://caxapa.ru/thumbs/417301/rnprf2008. pdf (дата обращения 15.07.2019).
9. Ермишян А. Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем связи. СПб.: Изд-во ВАС, 2005. 740 с.
10. Советская военная энциклопедия: в 8 т. / под. ред. Е. С. Дьяченко. М.: Воениздат, 1979. Т. 7. 271 с.
11. ДудникБ.Я., Овчаренко В. Ф., Орлов В. К. Надежность и живучесть систем связи. М.: Радио и связь, 1984. 216 с.
12. Сызранцев Г. В. Теоретические и научно-методические основы обеспечения построения сложных организационно-технических систем военной связи в локальных войнах и вооруженных конфликтах. СПб.: Изд-во ВАС, 2007. 180 с.
JUSTIFICATION OF THE CRITERIA OF EFFICIENCY AND QUALITY INDICATORS TO EVALUATE THE SUSTAINABILITY OF THE COMMUNICATION SYSTEM AND RADIO ENGINEERING IN A SINGLE INFORMATION SPACE
ALEKSEY V. MEZHENOV
St. Petersburg, Russia, meshenov@mail.ru
ALEKSEY A. KRETOV
St. Petersburg, Russia, kretov61@mail.ru
Postgraduate student of the Military Academy of Communications;
Head of Department of the Scientific and Technical Center for High-Speed Transmission Systems Supertel DALS;
VASILIY S. SYZRANTSEV
St. Petersburg, Russia, sysr9959@mail.ru Researcher of OJSC "SUPERTEL".
ABSTRACT
The necessity of creating a single information space of the Armed Forces of the Russian Federation with the integration of information resources of the communication system and radio support, as the technical basis of the air force control system, is substantiated. The definition and tasks of the communication system and radio engineering support are given, its component subsystems are considered. Presents a means of observation, communication, navigation and landing. Stability is considered as one of the properties of a communication system and radio engineering support, which is characterized by durability, reliability and noise immunity. The dependence of the downtime coefficient, the indicator of the stability of the communication system and radio condition, on the time to determine the cause of downtime, the degree of automation (speed) of the processes of response to failures of system elements and the implementation of remedial measures is noted The proposed quality indicators and the rationale for the performance criterion when assessing the sustainability of the communication system and radio engineering support in a single information space.
Keywords: common information space, communication system and radio engineering support, stability, noise immunity.
REFERENCES
1. Novichkov N. N., Fedushko D. I., Kostin V. V., Milovanova L. R. The Russian Weapon in the Syrian Conflict. Major changes are possible in the global arms market. Under the general ed. Polovinkina V. N. M.: STATUS LLC, 2016. 224 p. (In Russian)
2. Kontseptsiya Edinogo informatsionnogo prostranstva Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii. Utverzhdena nachal'nikom Gener-al'nogo shtaba Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii 16 dekabrya 2004 g. [The concept of a single information space of the Armed Forces of the Russian Federation. Approved by the Chief of the General Staff of the Armed Forces of the Russian Federation on December 16, 2004]. (In Russian)
3. Kopytko V. K., Sheptura V. N. Problemy postroeniya edinogo informacionnogo prostranstva Vooruzhennyh Sil Rossijskoj Federacii
i vozmozhnye puti ih resheniya [Problems of building a single information space of the Armed Forces of the Russian Federation and possible solutions]. URL: http: //www.avnrf.ru/index.php/publikatsii-otdelenij-avn/nauchnykh-otdelenij/voennogo-iskusstva/204-proble - postroeniya-edinogo-informatsionnogo-prostranstva-vooruzhnykhkhkhne -federatsii-i-vozmozhnye-pu-ti-ikh-resheniya (date of access 13.02.2018). (In Russian)
4. Parshin S. A., Gorbachev Yu.E., Kozhanov Yu. A. Sovremennye tendencii razvitiya teorii ipraktiki upravleniya v vooruzhennyh silah SShA [Current trends in the development of theory and practice of management in the US military]. Moscow: LENAND, 2009. Pp. 209-229. (In Russian)
5. Ivanutkin A. G. Integration of communications, radio engineering support and automation of aviation management. Integraciya svyazi, radiotehnicheskogo obespecheniya i avtomatizacii upravleniya aviacii. Vestnik akademii voennykh nauk [Bulletin of the Academy of Military Sciences]. 2015. No. 4 (53). Pp. 81-83. (In Russian)
6. Federal'nye pravila ispol'zovaniya vozdushnogo prostranstva Rossiyskoy Federatsii [Federal rules for the use of the airspace of the Russian Federation]. ConsultantPlus. 2010. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_98957/2696fa16e-d088ac15dd783e2d9c0ea558732f3fe/ (date of access 15.07.2019). (In Russian)
7. Federal'nye aviatsionnye pravila "Organizatsiya vozdushnogo dvizheniya v Rossiyskoy Federatsii" [Federal Aviation Rules for the Organization of Air Traffic in the Russian Federation]. ConsultantPlus. 2011. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_124909/0408a92aeb3e7cc1dc06ccfb84542acda24e950f/ (date of access 15.07.2019). (In Russian)
8. Radionavigatsionnyy plan Rossiyskoy Federatsii. Osnovnye napravleniya razvitiya radionavigatsionnykh sistem i sredstv [Radio Navigation Plan of the Russian Federation. The main directions of development of radio navigation systems and facilities]. 2008. URL: http://caxapa.ru/thumbs/417301/rnprf2008.pdf (date of access 15.07.2019). (In Russian)
9. Ermishyan A. G. Teoreticheskie osnovy postroeniya sistem voennoy svyazi v ob'edineniyakh i soedineniyakh. Chast' 1. Metodolog-icheskie osnovy postroeniya organizatsionno-tekhnicheskikh sistem svyazi [Theoretical foundations of building military communication systems in associations and connections. Part 1. Methodological foundations of the construction of organizational and technical systems of military communications]. St. Petersburg: Military Academy of Communications Publ., 2005. 740 p. (In Russian)
10. Daychenko E. S. (Ed.) Sovetskaya voennaya enciklopediya [Soviet military encyclopedia]. Moscow: Voenizdat, 1979. Vol. 7. 271 p. (In Russian)
11. Dudnik B. Ya., Ovcharenko V. F., Orlov V. K. Nadezhnost'izhivuchest'sistem svyazi [Reliability and survivability of communication systems]. Moscow: Radio and communication, 1984. 216 p. (In Russian)
12. Syzrantsev G. V. Teoreticheskie i nauchno-metodicheskie osnovy obespecheniya postroeniya slozhnyh organizacionno-tehnicheskih sistem voennoj svyazi v lokal'nyh vojnah i vooruzhennyh konfliktah [Theoretical, scientific and methodological foundations for ensuring the construction of complex organizational and technical systems of military communications in local wars and armed conflicts]. St. Petersburg: Military Academy of Communications Publ., 2007. 180 p. (In Russian)
