CC BY
22
simulation and physical models of single participants of demand management activities was carried out. The following methods and data are used: statistical data of open services and sources, Russian and foreign research on the use of digital and information technologies, analytical method, methods of mathematical modeling.
Key words: simulation modeling, model synthesis, demand management, energy efficiency, regulatory framework.
Batueva Daria Evgenievna, candidate of technical sciences, laboratory assistant, dasha-batueva4@rambler.ru, Russia, St. Petersburg, Educational and Scientific Center for Digital Technologies of St. Petersburg Mining University,
Senchilo Nikita Dmitrievich, postgraduate, senchilo.nd@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg Mining University,
Aliyeva Lyaman Zahid gizi, student, liamanalieva54@gmail.com, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg Mining University,
Arapova Ekaterina Gennadievna, student, ekaterinv.arapova@mail.ru, Russia, St. Petersburg Mining University,
Suslikov Pavel Konstantinovich, student, suspavel@rambler.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg Mining University
УДК 623.59
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-445-452
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ СТРЕЛКОВЫХ ПОЛИГОННЫХ КОМПЛЕКСОВ
Ю.А. Заяц, М.А. Филиппов
Актуальность статьи обоснована отсутствием стратегии развития стрелковых полигонных комплексов. Показана низкая эффективность применяемых подходов к их совершенствованию. Предложено архитектуру комплекса строить на базе модели условий деятельности оператора системы вооружения с использованием технологий дополненной реальности и искусственного интеллекта. Выполнена постановка научной задачи разработки концепции развития стрелковых полигонных комплексов.
Ключевые слова: полигонное оборудование, полигонный комплекс, технические средства обучения, освоение системы вооружения.
Опыт военных конфликтов и войн последних десятилетий показывает возрастающую роль применения мобильных групп (как правило тактических формирований на базе специальных и разведывательных подразделений СиРП), оснащенных легким вооружением, на ход и исход боевых действий [1, 2]. Для таких подразделений основными факторами, определяющими победу в огневом противоборстве, являются умелое использование личным составом огневых возможностей своего вооружения, самостоятельное, скоординированное огневое взаимодействие между отдельными военнослужащими и эффективность действий командиров по управлению огнем подразделений.
В настоящее время наиболее приближенным к реальным боевым условиям подходом к формированию умений и навыков в ведении эффективного огня, огневого взаимодействия, а также к обучению командиров управлению огнем подразделений остается проведение огневых тренировок и упражнений на местности, а также боевых стрельб [3, 4] с использованием различного полигонного оборудования типа ПСО-Р.
Учитывая, что термин «полигонное оборудование» не полностью охватывает структуру современных изделий типа ПСО-Р, то вместо него будем использовать термин «полигонный комплекс», под которым подразумевается совокупность функционально связанных технических и программных средств, обеспечивающая создание фоно-целевой обстановки, управление ей, а также объективный контроль поражения мишеней при стрельбе.
445
Общая структура типовых стрелковых полигонных комплексов и основные реализуемые функции их элементов, определяемые задачами создания и управления мишенной обстановкой при проведении практических занятий, представлены на рис. 1.
Исходя из задач огневой подготовки функции стрелковых полигонных комплексов можно разделить на основные, обеспечивающие и вспомогательные. К основным относятся функции, непосредственно влияющие на саму возможность выполнения задач обучения стрельбе и управления огнем: имитация реальных целей мишенями полигонного комплекса и их предъявление обучающемуся. К обеспечивающим относятся функции, реализующие автоматизацию элементов и рабочих процессов полигонного комплекса. И, соответственно, к вспомогательным относятся функции обеспечения безопасности и коммуникации при проведении стрельб.
Мишенное оборудование
Вспомогательное оборудование
-т--
Мишени —?—
Устройства предъявления мишени
н-
Система управления мишенным оборудованием
Система энергообеспечения
^^_
Система регистрации и контроля
Пульт управления -?—?—
Распр еделительные устройства и линии
коммутации -?-
I
Датчики и устройства контроля
Система единого времени
-т-
I
I
I
Имитация реальных целей
мишеней
Формирование управляющих команд
Прием, распределение и передача команд
Контроль состояния объектов управления
Обеспечение единого времени
Обеспечение требований безопасности и коммуникации
Энергообеспечение оборудования
Рис. 1. Структурно-функциональная схема стрелковогополигонного комплекса
Учитывая важность задач, решаемых с использованием стрелковых полигонных комплексов, как в Российской Федерации, так и за рубежом, ведутся работы по их совершенствованию. Анализ производимого оборудования [5-12] показал, что для большинства стран тенденции и направления его развития в целом одинаковы:
- замена аналоговых устройств на цифровые, что обеспечивает повышение аппаратных возможностей комплексов;
- переход к комплексам с беспроводными каналами управления мишенными установками, что в совокупности с использованием автономных источников питания позволяет повысить оперативность создания (смены) мишенной обстановки на неподготовленной в инженерном отношении местности;
- применение, наравне с ручным и программно-временным способами, программно-пространственного способа управления мишенной обстановкой с использованием динамических (механических, оптических и т.д.) систем активации мишеней;
- улучшение технических характеристик мишенных установок, таких как масса, геометрические размеры, минимальное время показа (сокрытия) мишени, количество циклов показа (сокрытия) мишени от одного заряда автономного источника питания, интервал рабочих температур и т.д.;
- внедрение акустических и оптических датчиков (локаторов) локализации точки попадания боеприпаса в мишень, что позволяет повысить удобство процесса обучения при решении узкого круга стрелковых задач;
- повышение устойчивости мишеней к поражающим элементам боеприпасов за счет использования «самозатягивающихся» полимерных материалов и броневых сталей;
- повышение мобильности и автономности стрелковых полигонных комплексов.
Из результатов анализа видно, что проводимые работы направлены на совершенствование обеспечивающих функций стрелковых полигонных комплексов, которые улучшают их эксплуатационные характеристики и не решают задачу повышения качества обучения стрельбе и управлению огнем подразделений. Поэтому исторически сложившаяся архитектура стрелковых полигонных комплексов уже на протяжении нескольких десятилетий принципиально не изменяется, а их модернизация не носит системного характера и заключается только в изготовлении имеющихся элементов комплекса на более высоком технологическом уровне. При этом влияние примененных конструктивных, схемно-технических и технологических решений на
основные целевые функции стрелковых полигонных комплексов, отражающие освоение личным составом вооружения, а также обучение управлению огнем СиРП, не обосновывается, в связи с недостаточным развитием научно-методического аппарата по оценке эффективности стрелковых полигонных комплексов, в результате чего они разрабатываются на безальтернативной основе, по принципу «как есть».
Рассмотрим концептуальную модель принятия решения обученным оператором системы вооружения при ведении огневого противоборства.
Пусть условия боевой обстановки задаются множеством В = {61, Ъг, ..., Ъп}, п е □ а информационное поле, отображающее боевую обстановку и доступное восприятию оператором системы вооружения в текущий момент времени, описывается множеством Р = {р1, рг, ..., рп},
Р с В.
Информационное поле Р, непосредственно воспринимаемое органами чувств оператора, из-за наличия различных внешних помех Дре = {5рв1, 5рвг, ..., 5реп} и ошибок восприятия Дро = {5ро1, 5ро2, ..., 5роп} отображается в сознании оператора системы вооружения в искажённом виде ^ Р \(Дре и Аро Ра .
В соответствии со сложившейся обстановкой Ро оператором системы вооружения подбирается (осознано или интуитивно) стереотип (е Z , Z = . ••, У (знание, умение,
навык), выработанный ранее при условиях наиболее схожих с Ро, который по своей сути является готовым приближенным решением и в соответствии с которым производится необходимая операция й е Б, В = {йь с1г, йп}, что представлено в формуле (1).
В ^ Р \(Д ре и Дро)0 Р0 й . (1)
В зависимости от структуры Ро (сложности обстановки), оператором выстраивается кортеж стереотипов <£1, ^2, . ••, Сп> и соответствующий ему кортеж операций <й1, йг, ..., йп>. При этом стоит отметить, что процесс построения кортежей для различных структур Ро схож, но результат отличается размерностью сформированных кортежей, сочетанием и размещением их компонент.
В соответствии с моделью (1) целью выполнения упражнений стрельб с использованием стрелковых полигонных комплексов является формирование у операторов систем вооружения способностей в умелом использовании ими огневых возможностей своего вооружения, самостоятельном, скоординированном огневом взаимодействии между отдельными военнослужащими и эффективном управлении огнем подразделений на множестве модельных эпизодов и элементов огневого противоборства V = {и1, иг, ..., ип}.
Каждый модельный эпизод огневого противоборства (упражнение) определяется условиями, моделирующими боевую обстановку ги е Я , Я = {Г1, гг, ..., Гп}, Я с Р и регламентированными действиями оператора йи е Б, В = йг, йп}, то есть и, := (гш-, йт), / = 1, п .
Главной задачей выполнения упражнений стрельб является формирование по модельным эпизодам стереотипов (знаний, умений, навыков) ( е Z , обеспечивающих эффективную деятельность операторов систем вооружения в условиях реальных боевых действий.
В соответствии с условиями упражнения и, оператору системы вооружения поступает информационное поле ги, \(Дге и Аго ) на основании которого формируется осмысленный образ
предстоящей деятельности и в дальнейшем производится операция й,. При соответствии производимых операций й, предписанным условиям йи, при многократном выполнении и, формируется (новый, восстанавливаемый или замещаемый) стереотип ^ по информационному полю ги,, что представлено в формуле (г). Очевидно, что элементы Дре при выполнении упражнения и, могут рассматриваться как подмножество его условий Дре е Я .
и, ^ Ги, \(Дге и Дго ) ^ ^, ^ ^ (,
и, ^ ги, \ А го ^^, ^ й,
й=йи ,Д ге е Я
" (г)
й=<£, , Дге е Я
Если определить функции принадлежности, отражающие:
степень подобия информационного поля создаваемого стрелковым полигонным комплексом реальным условиям боевых действий цР(ги) такую, что цР : Р ^ [0, 1];
и
адекватность множества предписанных операций рациональным действиям в ходе боя У-э^и) такую, что цв : В ^ [0, 1];
степень новизны для оператора системы вооружения внешних помех /-го типа цдре (5рв) такую, что цдре : Дре ^ [0, 1];
вероятность устранения ошибок восприятия за заданное количество тренировок (время) цдро (5ро) такую, что цдро : Дро ^ [0, 1],
то можно утверждать, что при цр ^ 0, цв ^ 0, цдре ^ 1 и цдро ^ 0 в процессе выполнения и/ будут формироваться отрицательные и ложные навыки, а при цр ^ 1, цв ^ 1, цдре ^ 0 и цдро ^ 1 сформированные стереотипы будут обеспечивать уровень обученности тождественный навыкам, необходимым для ведения боевых действий.
В зависимости от этапа подготовки оператора системы вооружения и сложности решаемых им учебных задач можно выделить уровни формируемых (новых, восстанавливаемых или замещаемых) стереотипов:
1 уровень - формирование у оператора стереотипов применения образца системы вооружения по базовым модельным элементам меткой стрельбы;
2 уровень - формирование у оператора стереотипов применения образца системы вооружения по базовым модельным элементам меткой стрельбы в условиях отличных от нормальных (табличных);
3 уровень - формирование у оператора стереотипов применения образца системы вооружения по характерным модельным эпизодам дуэльного огневого противоборства;
4 уровень - формирование у оператора стереотипов применения образца системы вооружения и системы вооружения подразделения (формирование стереотипа огневого взаимодействия и управления огнем) по характерным модельным эпизодам группового огневого противоборства;
5 уровень - формирование у оператора умения синтеза стереотипов применения образца системы вооружения или системы вооружения подразделения по нехарактерным модельным эпизодам дуэльного или группового огневого противоборства на базе уже приобретенных стереотипов предыдущих уровней.
Отсюда следует, что повышение уровня обученности возможно за счет повышения адекватности информационной модели стрелкового полигонного комплекса, совершенствования методов и методик его использования и качественного отбора на должности операторов систем вооружения и выбора рациональных сроков их обучения.
Поэтому основными проблемными вопросами применения полигонных комплексов в части реализации их целевых функций, остаются:
низкий уровень подобия информационного поля условиям боевой обстановки. В целом это выражается в статическом характере создаваемой мишенной обстановки, ограниченном количестве предъявляемых целей, низком уровне аппроксимации реальных целей мишенями полигонного оборудования, отсутствии у мишеней адекватных поведенческих моделей, низком уровне создаваемого психоэмоционального напряжения. Эти факторы в процессе обучения оператора системы вооружения (стрелка) приводят к выработке у него упрощенных навыков, не отвечающих условиям боевых действий, что в общем виде показано на рис. 2, 3;
отсутствие дифференцированной модели деятельности оператора системы вооружения (стрелка) при его обучении с использованием стрелковых полигонных комплексов. Последовательное предъявление целей, директивное определение ролей (при выполнении упражнений в составе пары, тройки, группы), порядка и способов действий при выполнении упражнений направленно исключительно на развитие стрелковых умений в решении элементарных огневых задач, что является одним из промежуточных этапов освоения вооружения. Такой подход не позволяет дать стрелку практику оценки и реагирования на нестандартную перманентно изменяющуюся боевую обстановку и принятия правильных решений на поражение целей исходя из их приоритетности и характера действий, способствует выработке отрицательных и ложных навыков.
По этим причинам возможности комплексов полигонного оборудования в части освоения личным составом вооружения, а также обучения управлению огнем тактических формирований достигли предела своего развития и не позволяют повышать уровень обученности личного состава до уровня тождественного навыкам, приобретаемым непосредственно в ходе боевых действий, что происходит на фоне высокой динамики изменения способов ведения боевых действий воинских формирований тактического уровня и расширения спектра условий их применения.
Таким образом, выявлено противоречие между требованиями к полноте определения и учета свойств проектируемых, спроектированных или эксплуатируемых образцов стрелковых полигонных комплексов, обеспечивающих качественное освоение личным составом вооружения, а также обучение управлению огнем тактических формирований (СиРП) и отсутствием обоснованной стратегии развития стрелковых полигонных комплексов и недостаточными возможностями существующего научно-методического аппарата по оценке их эффективности.
Рис. 2. Траектория обучения оператора системы вооружения при освоении образца системы вооружения
Рис. 3. Траектория обучения оператора системы вооружения при обучении управлению огнем
Учитывая, что с помощью любого технического средства обучения, к которым относятся полигонные комплексы, может быть достигнут только вполне определенный максимально возможный уровень подготовленности, то вопрос повышения этого уровня посредством системного развития стрелковых полигонных комплексов является актуальным научно-техническим направлением, требующем формирования научной концепции.
Для разрешения выявленного противоречия поставлена цель исследования, заключающаяся в повышении эффективности освоения системы вооружения и обучения управлению огнем тактических формирований (СиРП) посредством разработки концепции развития стрелковых полигонных комплексов.
В качестве объекта исследования выбрана система «оператор системы вооружения -стрелковый полигонный комплекс». Предмет исследования - взаимодействие элементов системы «оператор системы вооружения - стрелковый полигонный комплекс» в процессе обучения оператора системы вооружения.
При этом, под системой вооружения понимается, с одной стороны, отдельный образец штатного вооружения тактических формирований (СиРП) для которого оператором является стрелок, а с другой стороны, совокупность всех образцов подразделения как элементов единой системы, по отношению к которой оператором является командир подразделения или лицо осуществляющее управление огнем.
Рабочая гипотеза исследования предполагает, что архитектура перспективного стрелкового полигонного комплекса, обеспечивающего уровень обученности личного состава тождественного уровню навыков, приобретаемых непосредственно в ходе боевых действий, основывается на синтезе условий деятельности оператора системы вооружения путем моделирования реалистичной фоно-целевой обстановки за счет синергии методов позиционирования виртуальных целей и объектов на реальной местности базирующихся на технологиях дополненной реальности, применения адаптивной модели поведения целей в условиях недетерминированной обстановки посредством применения технологий искусственного интеллекта и результатов экспертной оценки, а также активной локации траекторий полета снарядов (пуль). Кроме того, гипотеза предполагает, что разработка комплексного научно-методического аппарата по оценке эффективности стрелковых полигонных комплексов позволит получать зависимости показателей обученности операторов систем вооружения от показателей уровня подобия (адекватности) создаваемых стрелковым полигонным комплексом условий деятельности оператора системы вооружения, а также оценки сложности формируемых учебных задач.
Таким образом, можно сформулировать научную проблему, заключающуюся в обосновании направлений развития и формировании требований к перспективным полигонным стрелковым комплексам.
Решение проблемы обоснования направлений развития и формирования требований к перспективным полигонным стрелковым комплексам тесно связано с другими проблемами. К ним относятся:
развитие систем вооружения, средств и методов наведения и целеуказания, конструкции боеприпасов;
развитие способов (методов) ведения боевых действий, их анализ и синтез с учетом разнообразия условий и особенностей театров военных действий и тактики противостоящего противника;
недостаточно эффективные методы оценки результатов (качественных и количественных) стрельбы (одиночной и групповой) и управления огнем подразделений;
проблемы моделирования психологических (психофизиологических) условий и особенностей профессиональной деятельности операторов систем вооружения тактических формирований (СиРП), психологических последствий выполнения боевых задач.
Научная проблема с учетом выдвинутой гипотезы исследования может быть разделена на ряд научных задач:
1. Провести анализ состояния существующих и перспективных стрелковых полигонных комплексов.
г. Обосновать архитектуру построения и этапы развития перспективных стрелковых полигонных комплексов.
3. Разработать научно-методический аппарат, обеспечивающий достаточность в развитии стрелковых полигонных комплексов, а именно:
модель объекта деятельности (фоно-целевой обстановки) и пути её реализации в стрелковом полигонном комплексе;
разработать модели деятельности оператора системы вооружения при его обучении с использованием стрелковых полигонных комплексов;
разработать теоретические и практические механизмы активной локации траекторий полета снарядов (пуль).
4. Разработать математическую модель оценки эффективности стрелковых полигонных комплексов и синтеза вектора их развития.
5. Разработать математическую модель оценки сложности формируемых на стрелковых полигонных комплексах учебных задач.
6. Сформировать концепцию развития стрелковых полигонных комплексов, технические требования к ним, определить этапность и целевые показатели.
Таким образом, в статье выполнена постановка научной проблемы, а именно: показана актуальность совершенствования стрелковых полигонных комплексов в интересах качественного освоения личным составом систем вооружения, а также обучения управлению огнем тактических формирований;
показано отсутствие обоснованной стратегии развития стрелковых полигонных комплексов как научно-технического направления;
представлена цель исследования, объект, предмет и сформулирована научная проблема с декомпозицией на ряд научных задач с учетом выдвинутой гипотезы исследования.
Список литературы
1. Дульнев П.А., Сычёв С.А., Гарвардт А.В. Основные направления развития тактики Сухопутных войск (по опыту вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе) // Военная мысль. 2021. № 11. С. 49-62.
2. Сирийский конфликт: оценки китайских специалистов: монография / М. В. Казанин. М., 2017. 276 с.
3. Курс стрельб из стрелкового оружия и вооружения специальных транспортных средств для соединений, воинских частей и подразделений специального назначения Вооруженных Сил Российской Федерации (КС СО СпН ВС РФ - 2015). М., 2016. 181 с.
4. Курс стрельб из стрелкового оружия, боевых машин и танков Воздушно-десантных войск: [введен в действие приказом командующего Воздушно-десантными войсками от 23 декабря 2017 года № 442] / под общей редакцией генерал-лейтенанта А. В. Холзакова. М., 2018. 440 с.
5. Комплекс автоматизированного полигонного оборудования : сайт / ОАО «НПО Ру-сБИТех». [Электронный ресурс] URL: https://rusbitech.ru/products/tks/kpao (дата обращения: 30.11.2021).
6. Комплекты стрельбищного оборудования : сайт / ООО «Петербургские Информационные Системы». [Электронный ресурс] URL: https://poligonservices.ru/production/equipment (дата обращения: 30.11.2021).
7. Оборудование для полигонов и стрельбищ: сайт / ОАО «58 ЦЗПУО». [Электронный ресурс] URL: http://www.polygon-factory.ru/products/polygon (дата обращения: 30.11.2021).
8. Мобильный комплект полигонного оборудования: сайт / ФКП «НИО «ГБИП России». [Электронный ресурс] URL: http://niigeo.ru/images/files/1-25_arms.pdf (дата обращения: 30.11.2021).
9. Modular product range & customized solutions: сайт / Theissen Training Systems. [Электронный ресурс] URL: https://www.theissentraining.com/products (дата обращения: 30.11.2021).
10. Your aim is our target : сайт / Polytronic Training Systems LLC. [Электронный ресурс] URL: https://polytronic.ae/#services (дата обращения: 30.11.2021).
11. Sterela Defense & Security / Sterela. [Электронный ресурс] URL: http://www.sterela-defense.com (дата обращения: 30.11.2021).
12. Tactical Target Systems and Marksmanship Ranges / ATS Targets. [Электронный ресурс] URL: https://atstargets.com (дата обращения: 30.11.2021).
Заяц Юрий Александрович, д-р техн. наук, профессор, sajua@,yandex. ru, Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное командное училище,
Филиппов Максим Александрович, канд. техн. наук, докторант, air_bt@mail.ru, Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное командное училище
STATEMENT OF THE TASK OF DEVELOPING TARGET SYSTEMS Y.A. Zayats, M.A. Filippov
The relevance of the article is justified by the lack of a strategy for the development of target systems. The low efficiency of the applied approaches to their improvement is shown. It is proposed to build the architecture of the complex on the basis of a model of the operating conditions of the operator of the weapon system using augmented reality and artificial intelligence technologies. The formulation of the scientific task of the development of the concept of the development of target systems is carried out.
Key words: target mechanisms, target systems, technical means of training, mastering the weapon system.
Zayats Yuri Aleksandrovich, doctor of technical sciences, professor, sajua@yandex.ru, Russia, Ryazan, The Guards Higher Airborne Command School,
Filippov Maksim Aleksandrovich, candidate of technical sciences, doctoral candidate, air_bt@mail.ru, Russia, Ryazan, The Guards Higher Airborne Command School
451
