CC BY
118Применение робототехнических комплексов охраны и обороны критически важных объектов Ракетных войск стратегического назначения
Подполковник В.В. СВИРИДОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Предложен методический подход группового управления разнородными робототехническими комплексами охраны и обороны критически важных объектов Ракетных войск стратегического назначения (РВСН), являющейся составной частью итерационной процедуры рационального применения робототех-нических комплексов для эффективного решения тактических задач.
The paper proposes a methodological group control approach by heterogeneous robotechnical systems of protection and defense of crucial facilities of the Strategic Missile Forces (SMF), which is a component of the iteration procedure in rational employment of robotechnical systems for dealing with tactical problems efficiently.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Разнородные робототехнические комплексы, итерационная процедура, рациональное применение, процедура управления, охрана и оборона критически важного объекта, диверсионно-разведывательная группа противника.
Heterogeneous robotechnical systems, iteration procedure, rational use, control procedure, guarding and defending crucial facility, adversary's subversion and reconnaissance party.
ЗАЩИТА критически важных объектов (КВО) как в мирное, так и военное время является одной из актуальных задач цивилизации1. Особое значение для обеспечения национальной безопасности России приобретает защита КВО РВСН от атак террористов и диверсионно-разведывательных групп2 (ДРГ). По мнению автора, совместное применение робототехнических комплексов и беспилотных летательных аппаратов позволит обеспечить новый уровень защищенности объектов РВСН от воздействия ДРГ противника.
Определенную угрозу функционирования КВО РВСН будут представлять действия диверсионно-разведывательных и террористических групп, что определяет актуальность
решения задачи выявления и неигра-лизации указанных действий в районах дислокации или предстоящих действий подразделений и частей РВСН. В настоящее время решение
этой задачи выполняется получившими широкое распространение автоматизированными системами охраны. Однако, несмотря на их высокую эффективность, достаточность выполнения поставленных задач по охране объектов РВСН в условиях реализации угроз, связанных с действиями ДРГ, требует существенного наращивания возможностей систем и средств охраны. Одним из путей повышения их достоверности и оперативности при эксплуатации является применение робототехнических систем военного назначения.
Действия диверсионно-разведывательных и террористических групп отличаются многообразием применения форм и способов, которые направлены в основном на захват объектов РВСН с целью ядерного шантажа. Анализ возможных действий террористических групп показывает, что для достаточно большой группы (более 20 человек) возможен захват объекта охраны для последующего террористического акта.
Диверсионным формированиям отводится роль ударной силы, направленной против стратегических объектов страны с целью срыва выполнения ракетными комплексами боевых задач и получения противником стратегического превосходства. В своих действиях террористические группы могут применять различные технические средства и оружие, в том числе отечественного производства. Способы их действий в позиционных районах определяются степенью защищенности объектов ракетных комплексов. Особое внимание уделяется скрытности подготовки и проведения диверсионных действий, которые предполагается совершать, как правило, в ночное время или в условиях ограниченной видимости, а также на опасных в диверсионном отношении направлениях.
Воздействие ДРГ противника на объекты охраны характеризуется3:
• дистанционным подрывом заранее установленных минно-взрывных устройств;
• обстрелом объекта охраны из различных видов оружия;
• налетом на трудно уязвимые объекты.
Диверсии с применением заранее установленных минно-взрывных устройств предполагают заблаговременное скрытное проникновение к объекту, установку и маскировку этих устройств. Подрыв дистанционных управляемых минно-взрывных устройств возможен с использованием огнепроводных, электропроводных, лазерных каналов управления, программно-временных устройств, а также инициированием взрыва различными воздействиями со стороны объекта диверсии.
В случае невозможности скрытого проникновения к объекту и его минирования, а также обстрела прицельным огнем ДРГ совершает открытое нападение.
Сложность системы охраны, ее насыщенность средствами инженерной и технической защиты определяются «моделью» воздействия нарушителя, категорией и особенностями объекта охраны. Количество необходимых зон безопасности определяется исходя из состава материальных и информационных ценностей, а также специфических особенностей самого объекта.
В современных условиях эффективное противодействие ДРГ возможно на основе совместного применения как наземных, так и воздушных робототехнических комплексов (РТК)4, которые составляют основу робототехнической системы охраны.
Основными задачами, решаемыми РТК в условиях боевых действий, могут являться:
• охрана особо важных объектов;
• разведка всех видов;
• дистанционное наведение оружия на противника и корректировка огня различных средств поражения;
• специальные и диверсионные мероприятия по выведению из строя (поражению, разрушению) наиболее важных объектов противника своими силами и средствами, получение тактического преимущества в зоне ведения боевых действий;
• скрытная и своевременная (быстрая) доставка в заданный район боевых и обеспечивающих средств;
• доставка, установка в зону боевых действий средств РЭБ, а также радиоэлектронное противодействие техническим средствам разведки противника;
• дистанционно управляемая постановка демаскирующих и сигнализационных средств (датчиков), например маяков, работающих на разных физических принципах;
• дистанционно управляемое проделывание проходов в минно-взрыв-ных заграждениях;
• выполнение маскировочных мероприятий в условиях боя с постановкой дымовых завес;
• проведение штурмовых и прорывных действий в условиях дистанционного управления расчетом;
• боевое, огневое и ударное противодействие огневым средствам, живой силе и атакующей технике противника, в том числе и борьба со снайперами;
• выполнение операций без непосредственного участия человека (военнослужащего), например, преодоление участков радиационного, химического и бактериологического заражения местности и выполнение операций в контакте с агрессивными средами.
В мирное время РТК выполняют задачи по исключению опасных по своим последствиям воздействий на
охраняемый объект случайными нарушителями, агентурой противника, преступными элементами и террористическими группами.
Эти же задачи сохраняются и в период ведения боевых действий с применением обычных средств поражения. При этом РТК функционируют в составе сил усиления с выполнением комплекса мероприятий: раннего обнаружения многорубежной системой; активных действий по поиску и уничтожению ДРГ; охранению на ближних подступах; непосредственному охранению объекта. В процессе борьбы с ДРГ все эти мероприятия должны выполняться в едином согласованном и непрерывном потоке событий.
С учетом разнообразия существующих, разрабатываемых РТК и условий их применения защита КВО возможна на основе подхода, который обеспечивает адаптацию разнородных РТК к изменяющимся формам и способам действий ДРГ противника.
Основой рационального применения РТК является решение задачи адаптивного группового управления* разнородными РТК охраны и обороны в соответствии с изменяющимися условиями (рис. 1)5.
*Рациональное решение группы РТК к действию в условиях априорной неопределенности, состоящее из совокупности индивидуальных решений каждого РТК группы, необходимых для достижения общей цели в изменяющихся внешней и внутренней средах является адаптивным групповым управлением РТК.
Предложен подход к рациональному групповому применению разнородных РТК для охраны и обороны КВО, в основе которого положена
Рис. 1. Структурная схема применения группировки разнородных робототехнических комплексов (вариант)
необходимость определения матри- функции, определяющей полноту цы распределения разнородных РТК решения П(Я) поставленных перед Я = 11гЛ\т8 , доставляющей максимум группировкой РТК задач :
(1)
при линейном ограничении на переменные
£/=1П/ « Ц, ) = !,...,т.
ИТ=1 1^=1 Г1
'п
N
(2) (3)
и при условиях:
(4)
где: 5 — количество задач, стоящих перед группировкой разнородных РТК;
к. — коэффициент важности 1-й задачи;
количество применяемых
N РТК;
т — количество типов РТК; N. — количество РТК /-го типа, / = 1...т;
р.. — вероятность решения 1-й задачи ¡-м типом РТК;
г.. — количество РТК /-го типа,
¡1 ■>
распределены на решение .-й задачи.
Эта задача может быть решена с использованием метода неопреде-
ленных множителей Лагранжа или метода максимального элемента7. Результаты решения задачи распределения разнородных РТК для эффективного решения стоящих перед робототехнической системой задач представлены в виде таблицы 1:
Таблица 1
Вариант распределения разнородных РТК по своим функциональным возможностям
Выделенные Заданное множество типов робототехнических комплексов
задачи охраны N N N N т
Задача 1 3 0 0 5
Задача 2 1 3 0 2
Задача 5 4 2 2 1
Полученная матрица распределения (Я) разнородных РТК обеспечивает получение оценки эффективности рассматриваемой группировки РТК по выражению (1).
Пример использования предложенного алгоритма распределения разнородной группировки РТК и оценки эффективности с использованием разработанного комплекса моделей8 приведен на рисунке 3.
а) Вкладка «Результаты расчета» б) Вкладка «Результаты расчета»
с графиком «Типы РТК» с графиком «Типы средств наблюдения»
Рис. 3 (а, б). Пример применения алгоритма распределения и оценки эффективности применения РТК
Расчет вероятности решения 1-й задачи /-м типом РТК зависит от условий применения наземных и воз-
душных РТК. Типовые условия применения разнородных РТК по охране объектов РВСН от воздействий ДРГ
представлены на рисунке 4. Учет этих условий обеспечивает получение корректных оценок рационального применения разнородных РТК по противодействию ДРГ противника. Важным при использовании
предложенной методики является проведение корректных оценок к. — коэффициента важности 1-й задачи. Для этого необходимо использовать метод анализа иерархий, предложенный Т. Саати9,10.
Рис. 4. Типовой вариант условий применения РТК
Структура системы адаптивного группового управления РТК с использованием рассмотренного методического подхода является многоуровневой иерархической и строится по модульному принципу. Укрупненная структура программной части системы группового управления РТК приведена на рисунке 5. При этом основные функции уровней управления сводятся к следующему.
1-й уровень — центр управления группировкой РТК, определяющий комплекс решаемых задач, выдает целеуказания группировке, планирует действия каждого РТК и контролирует текущее состояние группировки в целом и каждого РТК в отдельности.
2-й уровень с модулем «Агент» отвечает за децентрализованное управление группировкой РТК и
Диверсии с применением заранее установленных минно-взрывных устройств предполагают заблаговременное скрытное проникновение к объекту, установку и маскировку этих устройств. Подрыв дистанционных управляемых минно-взрывных устройств возможен с использованием огнепроводных, электропроводных, лазерных каналов управления, программно-временных устройств, а также инициированием взрыва различными воздействиями со стороны объекта диверсии.
на основе данных, получаемых от других РТК группировки, реализует алгоритмы децентрализованного управления.
3-й уровень системы управления группировкой РТК представляет собой связующее звено между бортовой системой управления автономного РТК, центром управления
группировкой и модулем децентрализованного управления «Агент».
4-й уровень системы управления группировкой — это бортовые системы управления автономных РТК, входящих в состав группировки.
Уровни между собой взаимодействуют на основе мультисервисной коммутируемой сети.
Рис. 5. Укрупненная структура системы группового управления группировкой РТК (вариант)
Таким образом, предложенный методический подход рационального применения разнородных робототех-нических комплексов военного назначения может быть положен в основу итерационной процедуры адаптив-
ного группового управления РТК в условиях недетерминированной динамической среды при решении задач охраны и обороны КВО РВСН.
Результаты реализации алгоритма распределения разнородных РТК
В мирное время РТК выполняет задачи по исключению опасных по своим последствиям воздействий на охраняемый объект случайными нарушителями, агентурой противника, преступными элементами и террористическими группами. Эти же задачи сохраняются и в период ведения боевых действий с применением обычных средств поражения. При этом РТК функционируют в составе сил усиления с выполнением комплекса мероприятий: раннего обнаружения многорубежной системой; активных действий по поиску и уничтожению ДРГ; охранению на ближних подступах; непосредственному охранению объекта.
при различных ситуациях подтвердили работоспособность и эффективность предложенного методического подхода11.
В отличие от известных методов предложенный методический подход основан на итерационной многоуровневой процедуре адаптивного группового управления РТК, в ко-
торой на централизованном уровне используются типовые алгоритмы математического программирования на основе метода неопределенных множителей Лагранжа или максимального элемента, а на децентрализованном уровне — механизмы, основанные на использовании теории мультиагентных систем.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Андреев О.О. Критически важные объекты и кибертерроризм / О.О. Андреев, М.С. Астапов, А.С. Афонин и др.; под ред. В.А. Васенина. Ч. 1, 2. М.: МЦНПО, 2008.
2 Романенко Ю.А., Свиридов В.В. Методический подход к выбору средств охраны критически важного объекта // Научно-практический междисц. журнал «Надежность и качество сложных систем». 2019. № 1(25). С. 87—90.
3 Энциклопедия Ракетных войск стратегического назначения / изд. второе, испр. и доп. М.: Москва, 2014. 875 с.
4 ГОСТ Р 60.0.0.4-2019 года «Роботы и робототехнические устройства».
5 Групповое управление подвижными объектами в неопределенных средах / под ред. В.Х. Пшихопова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. 305 с.
6 Лазарев В.М., Кутняшенко И.В. Модель централизованного планирования группового применения разнородной группировки РТК // Научно-технический сборник АО «Концерн «Системпром». 2018. № 1(9). С. 262—269.
7 Березин Е.А. Оптимальное распределение ресурсов и элементы синтеза систем / под ред. Е.В. Золотова, М.: Сов. радио, 1974. 304 с.
8 Лазарев В.М., Кутняшенко И.В. Модель централизованного планирования...
9 Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.
10 Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. Аналитические сети. М.: ЛКИ, 2008. 360 с.
11 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020614057. Российская Федерация. Программа для ЭВМ «Расчет адаптивного группового управления робото-техническими комплексами военного назначения на основе гибкости структуры системы управления к изменяющимся внешним условиям, с оценкой боевой эффективности» / В.В. Свиридов, Г.Т. Повшенко, Н.В. Федосеенко. даи). Заявка № 2020612894; дата регистрации в Реестре программ для ЭВМ 26.03 2020 г.
