CC BY
52Развитие подходов к оценке эффективности элементов системы связи Военно-Морского Флота
Контр-адмирал В.И. ЗЕМСКОВ Капитан 1 ранга А.В. ШЕРЕМЕТ
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Дана оценка сравнительной значимости материальных подсистем системы связи Военно-Морского Флота (ВМФ) с применением методов анализа иерархий. Полученные результаты могут быть использованы при обосновании концепции развития систем связи ВМФ как главного компонента управления силами ВМФ в условиях усложнения военно-политической обстановки.
The paper estimates the comparative importance of material subsystems of the Navy communication system using hierarchy analysis methods. The results obtained can be used in justifying the conception of Navy communication system development as the chief component of Navy forces control in conditions of the increasingly complicated military-political situation.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Системы связи ВМФ, материальные подсистемы, метод иерархий, управление системы связи ВМФ.
Navy communication systems, material subsystems, hierarchy method, control over Navy communication system.
В УСЛОВИЯХ развития автоматизированных систем управления, создания новых кораблей, подводных лодок, видов вооружений и военной техники очевидна необходимость перехода к новой, более совершенной форме построения системы связи (СС), основанной на современных информационных и телекоммуникационных технологиях и способной обеспечить устойчивое управление силами и оружием флота.
В ряде исследований разработаны предложения по совершенствованию методических подходов и положений для формирования комплексных целевых программ создания и развития образцов вооружений и военной техники (ВВТ). При этом отмечается, что наряду с использованием в теории прогнозирования и принятия решений классических методов матема-
тического анализа требуется разработка принципиально новых методов решения прогнозных и управленческих задач.
Этому посвящена созданная под руководством службы связи ВМФ методология обоснования программ создания систем и средств связи1, целью которой явилась разработка механизмов реализации этой методо-
логии с применением методов анализа иерархий (МАИ)2 и функционально-стоимостного анализа.
В основу разработанной методологии военно-технико-экономического обоснования программ развития средств связи положена принятая в ВС РФ методология планирования строительства ВС на основе программно-целевого метода. Разработанные механизмы реализации этой методологии в виде методов, моделей, способов и приемов позволили трансформировать концептуальную модель в логически выстроенную систему, позволяющую решать все вопросы обоснования, построения, оценки по различным показателям программ различного уровня и содержания. Указанная методология в основном применима и для оценки сравнительной значимости подсистем системы связи ВМФ. При этом предложенная иерархия включает все составные элементы этой структуры, вплоть до образцов техники связи с присущими им целями, задачами и показателями качества связи.
При обосновании параметров Государственной программы вооружения (ГПВ) должна проводиться оценка сравнительной значимости материальных подсистем СС ВМФ. Именно материальные подсистемы представляют тот уровень описания СС ВМФ, которому ставятся в соответствие материальные и людские ресурсы, необходимые для создания и эксплуатации элементов СС, удовлетворяющих требованиям системы управления. Материальные подсистемы конкурируют между собой при распределении бюджетных средств, выделенных на развитие и поддержание СС ВМФ3.
Например, в качестве материальных подсистем СС ВМФ можно различать: подсистему СНЧ-СДВ радиосвязи (СНЧ-СДВ), подсистему ДВ-СВ радиосвязи (ДВ), подсистему
КВ радиосвязи (КВ), подсистему космической (спутниковой) связи (КС), подсистему метеорной радиосвязи (МРС), подсистему УКВ радиосвязи (УКВ). Каждая из подсистем описывается своим составом объектов, их физическими характеристиками, расположением в пространстве и основными свойствами, представляющими собой информационную базу методического аппарата. На уровне подсистем формируется облик СС ВМФ и осуществляются реальные работы по созданию материальных объектов системы и их финансирование. Сознательно не выделяются в подсистемы оконечная и специальная аппаратура, средства управления, средства проводной связи и СС ВМФ, считающиеся равнозначимыми для выделенных выше подсистем.
Подсистема СНЧ-СДВ и подсистема ДВ характеризуются количеством мобильных и стационарных передающих станций, требующих наличия подготовленной инфраструктуры, мощностью передающих станций и их географическим расположением, гигантскими размерами приземных антенн СНЧ и антенн-мачт (высотой до 300 м в диапазоне СДВ).
Для подсистемы КВ характерна сеть вынесенных за пределы городов и промышленных центров передающих и приемных радиоцентров и антенных полей в несколько гектаров с ВЧ излучателями, имеющими размеры в десятки метров.
Подсистема КС характеризуется количеством станций и центров спутниковой связи, их географическим расположением, составом используемой орбитальной группировки спутников связи на низких круговых, высоких эллиптических орбитах и на геостационарной орбите, величиной выделенного ретрансляционного ресурса, наличием средств различных поддиапазонов УКВ от метровых до миллиметровых волн, размерами ан-
тенн от 20 см до 12 м и направленностью от 170° до 0,2°.
Для подсистемы МРС характерны большие мощности передающих устройств — порядка 1000 Вт, антенные поля из направленных излучателей размерами в несколько метров, поднятых над землей на высоту примерно 10 м.
Для подсистемы УКВ также характерны высоко поднятые антенны УВЧ.
Поставим задачу обоснования распределения финансовых средств, выделяемых на поддержание и развитие указанных подсистем.
До настоящего времени эта задача решается экспертным методом на основе комплексного применения всех имеющихся и перспективных средств и подсистем связи. При этом методе эксперты дают интегральные оценки и обычно исходят из достигнутого и прогнозируемого уровня технических характеристик и фактических затрат на их достижение. При интегральной оценке относительной значимости подсистем неизбежны ошибки субъективного характера.
Предлагается, принимая во внимание сложность учета многочисленных разнородных показателей и критериев, описывающих СС ВМФ4, с целью снижения влияния субъективного фактора, задачу оценки сравнительной значимости подсистем решать методом анализа иерархий5'6, опираясь на суждения экспертов при парном сравнении альтернатив на каждой ступени иерархии. Парное сравнение и оценка элементов (критериев и альтернатив) на каждом уровне иерархии и последующая обработка массивов оценок методами теории матриц существенно сужают область влияния экспертов на конечный результат и тем самым уменьшают ошибки субъективного характера. Роль экспертов-исследователей помимо парных оценок состоит в формировании иерархии, выборе перечней критериев и альтернатив.
При обосновании параметров Государственной программы вооружения (ГПВ) должна
проводиться оценка сравнительной значимости материальных подсистем СС ВМФ. Именно материальные подсистемы представляют тот уровень описания СС ВМФ, которому ставятся в соответствие материальные и людские ресурсы, необходимые
для создания и эксплуатации элементов СС, удовлетворяющих требованиям системы управления. Материальные подсистемы конкурируют между собой при распределении бюджетных средств, выделенных на развитие и поддержание СС ВМФ.
Основной целью СС ВМФ как неотъемлемой части системы управления ВМФ является обеспечение качественной связи пунктов управления (ПУ) различных уровней с группировками сил ВМФ и отдельными кораблями, подводными лодками и авиацией в любых районах Мирового океана в различных условиях обстановки. Для достижения этой цели необходимо решить задачи обеспечения дальней оперативной связи (ДОС) с надводными кораблями, подводными лодками и авиацией, доведения сигналов боевого управления (СБУ) до сил в море, обеспечения связи в опорной сети (ОС), связи между ПУ, обеспечения дальней тактической связи (ДТС) и связи при аварии (АС), обеспечения ближней тактической связи (БТС).
В соответствии с этим в качестве компонентов, полученных при декомпозиции СС ВМФ, рассматриваются ее функциональные сегменты: ДОС, СБУ, ОС, ДТС, АС, БТС.
Предлагаемая иерархия для анализа системы представлена на рисунке.
Рис. Иерархия подсистем СС ВМФ
Первый уровень образован системой связи ВМФ, второй — ее сегментами. Каждому сегменту соответствует свой набор критериев, образующих третий уровень иерархии. Критерии необходимы для оценки относительной ценности подсистем СС ВМФ, образующих четвертый уровень, с точки зрения решения функциональных задач сегментов СС ВМФ.
Задача решается для двух вариантов условий функционирования подсистем — условий мирного времени с возможностью постановки преднамеренных помех и условий военного времени с возможностью огневого воздействия противника по наземным объектам подсистем. Определим сначала, какой из функциональных сегментов СС ВМФ является наиболее важным для обеспечения связи. Для этого составляется матрица парных предпочтений для функциональных сегментов СС ВМФ и, используя девятиступенчатую (от равной важности 1 до абсолютного превосходства 9)7'8 шкалу предпочтений экспертов и методы теории матриц, получается вектор локальных предпочтений (ЛП) функциональных сегментов СС ВМФ для двух указанных вариантов условий. Значения для второго варианта условий указаны через дробь.
Наиболее важным (с весом 0,33/0,42) эксперты считают функциональный сегмент СБУ Наименее важным (с весом 0,06/0,05), по мнению экспертов, является функцио-
Основной целью СС ВМФ как неотъемлемой части системы управления ВМФ является обеспечение качественной связи пунктов управления различных уровней с группировками сил ВМФ и отдельными кораблями, подводными лодками и авиацией в любых районах мирового океана в различных условиях обстановки. Для достижения
этой цели необходимо решить задачи обеспечения дальней оперативной связи с надводными кораблями, подводными лодками и авиацией.
нальный сегмент АС. Как видим, учет условий военного времени смещает приоритеты в сторону усиления сегментов СБУ и БТС. Для третьего уровня составим матрицы парных сравнений, учитывающие важность критериев. Критерии, по которым сравниваются альтернативы, приведены ниже.
Наиболее важные критерии для ДОС:
К1 — пространственный охват;
К2 — пропускная способность подсистемы;
К3 — помехозащищенность линий связи;
К4 — структурная избыточность подсистемы;
К5 — время восстановления информационных направлений.
Для сегмента ДОС наиболее важным в мирное время (с весом 0,35) эксперты считают критерий дальности, а в военное время (с весом 0,43) — критерий помехозащищенности. Вторым по значимости критерием для сегмента ДОС является критерий структурной избыточности (0,22 в военное время). Структурная избыточность обеспечивает функционирование сегмента при выходе из строя (поражении) отдельных элементов той или иной подсистемы, задействованной в данном сегменте. Наименее важным (с весом 0,1/0,14), по мнению экспертов, является критерий времени восстановления.
Наиболее важные критерии для СБУ:
К1 — пространственный охват;
К2 — глубина приема;
К3 — задержка передачи сообщения;
К4 — помехозащищенность линий связи;
К5 — разведзащищенность;
К6 — структурная избыточность подсистемы;
К7 — время восстановления информационных направлений.
Парноесравнение и оценка
элементов (критериев и альтернатив) на каждом
уровне иерархии и последующая обработка массивов оценок методами теории матриц существенно сужают область влияния экспертов на конечный результат и тем самым
уменьшают ошибки субъективного характера.
Для сегмента СБУ наиболее важным (с весом 0,21/0,23) эксперты считают критерий глубины. Наименее важным (с весом 0,06/0,05), по мнению экспертов, является критерий времени восстановления.
Наиболее важные критерии для ОС:
К1 — пространственный охват;
К2 — пропускная способность подсистемы;
К3 — задержка передачи сообщения;
К4 — помехозащищенность линий связи;
К5 — структурная избыточность подсистемы;
К6 — время восстановления информационных направлений;
К — разведзащищенность.
Для сегмента ОС в мирное время наиболее важными (с весом по 0,19) эксперты считают критерии дальности, пропускной способности, времени восстановления и задержки передачи в подсистеме. В военное время наибольший вес приобретают структурная избыточность подсистемы (0,28) и помехозащищенность ее каналов (0,25). Наименее важным (с весом 0,06/0,03) для сегмента ОС, по мнению экспертов, является критерий разведзащищенности.
Наиболее важные критерии для ДТС:
К1 — пространственный охват;
К2 — пропускная способность подсистемы;
К3 — задержка передачи сообщения;
К4 — помехозащищенность линий связи;
К5 — разведзащищенность.
Для сегмента ДТС наиболее важными (с весами по 0,3/0,29) эксперты считают критерии дальности и раз-ведзащищенности. Наименее важным (с весом 0,09/0,05), по мнению экспертов, является критерий задержки передачи.
Наиболее важные критерии для БТС:
К1 — пространственный охват;
К2 — пропускная способность подсистемы;
К3 — задержка передачи сообщения;
К4 — помехозащищенность линий связи;
К5 — разведзащищенность.
Для сегмента БТС в мирное время наиболее важным (с весом 0,33) эксперты считают критерий развед-защищенности, а в военное время — с тем же весом — критерий пропускной способности подсистемы. Наименее важным в мирное время (с весом 0,1), по мнению экспертов, является критерий задержки передачи в подсистеме, а в военное время — с весом 0,05 — критерий раз-ведзащищенности.
Наиболее важные критерии для АС:
К1 — пространственный охват;
К2 — автономность подсистемы;
К3 — задержка передачи сообщения.
Для сегмента АС наиболее важным (с весом 0,49/0,44) эксперты считают критерий автономности. Наименее важным (с весом 0,17/0,17), по мнению экспертов, является критерий дальности.
Применив описанный выше метод парных сравнений на четвертом уровне, сравниваются альтернативы по критериям третьего уровня. В качестве альтернатив по каждому сегменту используются те подсистемы СС ВМФ, которые в соответствии с иерархией (см. рис.) могут быть использованы в соответствующем функциональном сегменте. При парных сравнениях альтернатив (подсистем) по критериям функциональных сегментов условия функционирования подсистем не имеют значения.
В соответствии с принятой иерархией и полученными оценками векторов ЛП нетрудно вычислить относительную ценность подсистем путем перемножения всех локальных предпочтений вдоль каждого пути от верхнего до нижнего уровня и суммирования полученных произведений по всем параллельным путям. Полученные значения относительной значимости подсистем представлены на рисунке и в итоговой таблице, где в скобках указан приоритет подсистемы по степени ее значимости.
Таблица
Значения относительной значимости подсистем СС ВМФ
Подсистема СС ВМФ СНЧ-СДВ ДВ КВ КС МРС УКВ Рассогласованность иерархии
Относительная значимость подсистемы в СС в мирное время 0,079 (5) 0,091 (4) 0,193 (2) 0,474 (1) 0,025 (6) 0,138 (3) 0,045
В военное время 0,101(4) 0,089 (5) 0,201 (2) 0,43 (1) 0,026 (6) 0,153 (3) 0,075
Применив метод парных сравнений на четвертом уровне, сравниваются альтернативы по критериям третьего уровня. В качестве альтернатив по каждому сегменту используются те подсистемы СС ВМФ, которые могут быть использованы в соответствующем функциональном сегменте.
В последней графе этой таблицы приведены оценки рассогласованности предложенной иерархии, полученные по методике, описанной авторами в их работе о развитии систем связи ВМФ9. Так как допустимой считается рассогласованность не более 0,1, то с точки зрения метода МАИ полученные результаты корректны.
В соответствии с установленными значениями относительной значимости подсистем СС ВМФ следует принимать решения и по их финансированию. Это не означает, что ассигнования на их развитие должны делиться в найденной пропорции. Напомним, что при решении изложенной выше задачи «за кадром» остались оконечные и специальные
средства СС ВМФ, ее подсистема управления и береговая инфраструктура подсистемы проводной связи. Однако, как следует из приведенных результатов, значимость подсистемы КС как в мирное, так и в военное время более чем вдвое превосходит значимость любой другой подсистемы. И это необходимо учитывать при использовании, например, методики10.
Полученные результаты свидетельствуют о конструктивности МАИ и могут быть использованы при обосновании концепции развития СС ВМФ как главного компонента системы управления силами ВМФ в условиях усложнения военно-политической обстановки.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Лобов С.А., Чемиренко В.П. Методология и технология обоснования программ создания и развития систем и техники связи ВМФ / под общ. ред. С.А. Лобова, СПб., 2006. С. 34.
2 Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989. С. 29.
3 Чемиренко В.П., Лобов С.А., Привалов А.А. Метод распределения финансовых средств по функциональным подсистемам сложных организационно-технических систем // Военная Мысль. № 6. 2005. С. 38.
4 Автоматизация управления и связь в ВМФ. Ред. Ю.М. Кононов. СПб.: Элмор, 2001. С. 54.
5 Чемиренко В.П., Лобов С.А., Привалов А.А. Метод распределения финансовых средств... С. 41.
6 Лобов С.А., Привалов А.А., Чеми-ренко В.П. Принятие решений и планирование развития систем связи ВМФ на основе метода анализа иерархий / под общ. ред. С.А. Лобова. СПб., 2005. С. 56.
7 Чемиренко В.П., Лобов С.А., Привалов А.А. Метод распределения финансовых средств. С. 23.
8 Лобов С.А., Привалов А.А., Чеми-ренко В.П. Принятие решений и планирование развития систем связи ВМФ. С. 41.
9 Лобов С.А., Привалов А.А., Чеми-ренко В.П. Принятие решений и планирование развития систем связи ВМФ. С. 32.
10 Чемиренко В.П., Лобов С.А., Привалов А.А. Метод распределения финансовых средств. С. 56.
