CC BY
305Развитие системы моделирования боевых действий Сухопутных войск
Полковник А.А. ПЛУЖНИКОВ, кандидат военных наук
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Представлены общая структура и последовательность разработки макета имитационного моделирующего комплекса для Сухопутных войск (СВ). Предложенные подходы позволяют расставить приоритеты для создания специализированных программ, воспроизводящих процессы общевойскового боя и обеспечивающих прогнозирование его вероятного хода и исхода на базе верифицированных математических алгоритмов, составляющих основу моделей боевых действий.
The paper presents a general makeup and order of developing the dummy of the Ground Forces modeling unit. The suggested approaches help prioritize the process of making specialized software that imitate combined-arms combat and prognosticate its potential course and outcome on the basis of verified mathematical algorithms, which make up the basis of combat models.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Макет имитационно-моделирующе-го комплекса, виртуальные модели, конструктивные модели, специальное программное обеспечение.
Dummy of imitation and modeling unit, virtual models, constructive models, specialized software.
В НАСТОЯЩЕЕ время в органах управления тактического звена СВ сформированы группы моделирования, оснащенные штатными комплексами автоматизации из состава мобильных и стационарных автоматизированных систем управления (АСУ). Основное их предназначение — производство расчетов для оптимизации разрабатываемых органами управления решений на ведение боевых действий и выполнение других задач на основе математической логики.
Система моделирования в СВ на тактическом уровне включает следующие основные компоненты:
• персонал, выделенный из органов управления воинских частей и соединений;
• программы обеспечения (рас-четно-аналитической поддержки) деятельности органов управления;
• подразделения подготовки кадров и научно-методического обе-
спечения Военного учебно-научного центра СВ «Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации» (ВС РФ)1.
В армиях ведущих стран мира также большое внимание уделяется применению систем, позволяющих моделировать боевые действия с привлечением виртуальной живой силы, вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) на макете
земной поверхности с динамически меняющейся степенью разрешения и представления окружающей действительности в 3D-формате. При этом особое значение придается формированию архитектуры в терминах объектно-ориентированного подхода к проектированию и разработке моделей тактических действий.
Вместе с тем анализ опыта учений и других мероприятий оперативной и боевой подготовки в СВ показывает, что сейчас моделирование боевых действий, как правило, не выходит за рамки осуществления расчетов на ранее апробированной теоретической базе, позволяющей оперировать отдельными категориями и понятиями и перекладывать их на язык математической логики. Однако эффективность функционирования системы моделирования ограничена возможностями экспериментальных несертифицированных программ, разработанных предприятиями промышленности и организациями Министерства обороны РФ в основном в инициативном порядке.
Исследование разработанных и применяемых прикладных программ, предназначенных для оптимизации выработки замысла и принятия решения, позволяет утверждать, что попытки создать востребованную модель боевых действий в тактическом звене с достаточной степенью верификации в СВ к настоящему времени успехом не увенчались. Поэтому целесообразно, на наш взгляд, нарастить усилия в данной области, сосредоточив особое внимание на комплексном использовании натурных, виртуальных и конструктивных моделей, различающихся характером участия человека в самом процессе.
Натурные модели — это войсковые и командно-штабные учения на местности с привлечением личного состава и ВВСТ. В ходе их проведения
информация о состоянии подразделений, ВВСТ, боевой задаче, координатах местоположения своих войск и объектов противника, как правило, передается голосом с применением радиосвязи. А для моделирования требуется, чтобы она циркулировала в Едином информационном пространстве (ЕИП), а передача данных об объектах осуществлялась с применением бортовых информационных управляющих систем (БИУС) без участия человека.
Виртуальные модели работают в составе тренажеров, совмещая натурное и компьютерное моделирование в интересах обучения военнослужащих. В таком варианте полевые занятия и учения проводятся на образцах ВВСТ, оснащенных имитаторами поражения. Маневр и огонь различных средств сочетаются с действиями в реальных условиях и моделированием. Результаты огневого поражения с реальных полигонов поступают в центр управления (штаб руководства) для учета потерь и продвижения войск. При этом артиллерия, например, поражает условного противника на участках в стороне от действий общевойсковых формирований, а данные проецируются на общий тактический фон. Также получаемая от имитаторов информация суммируется и учитывается в ходе наращивания обстановки. Опыт учений показывает, что применение отдельных моделей в комплексе с тренажерами обеспечивает в ЕИП решение учебных задач с более высоким качеством.
В настоящее время есть отдельные примеры, когда некоторые виртуальные модели с определенными ограничениями встроены в деятельность органов управления при проведении командно-штабных учений, тренировок, тактических летучек и других мероприятий оперативной и боевой подготовки. Открытая архитектура таких программных продуктов по-
зволяет изменять конфигурацию в зависимости от задач и текущих возможностей, в частности разнообразить технические параметры ВВСТ, состав воинских формирований своих войск и противника, т. е. создавать различные группировки.
Конструктивные модели (их разновидность — имитационные) строятся путем описания объектов и процессов аналитическими зависимостями на различных языках программирования. В основе данной работы лежат адекватно описанные свойства отдельных объектов, взаимодействующих друг с другом и средой, условия и процессы движения, поражения, разведки и т. п.
Достигнутый уровень развития информационных технологий в целом позволяет создавать отдельные имитационные модели боевых действий различного содержания. Однако для всестороннего исследования систем типа общевойскового соеди-
нения в основных видах боя их явно недостаточно. Поэтому для сокращения времени на принятие оптимальных решений в бою, повышения качества обучения специалистов органов военного управления и в целях достижения высокой степени достоверности получаемых результатов назрела необходимость приступить к созданию имитационно-модели-рующего комплекса (ИМК), обеспечивающего решение задач в интересах тактического звена СВ.
На начальном этапе математический аппарат должен обеспечить работу макета ИМК, позволяющего вести исследования (добывать новые сведения), обучать специалистов (для оперативной работы в штабах, где моделирование связано с многократным проигрыванием ситуаций), оптимизировать выработку замысла и принятие решения как при подготовке, так и в ходе боя в режиме времени, близком к реальному (рис. 1).
Рис. 1. Области применения макета ИМК СВ
Разработка такого программного продукта — задача, требующая участия специалистов от военных и промышленных структур. Для достижения заданного эффекта целесообразно на профильные научные организации Министерства обороны РФ возложить обязанности по совместной разработке, а затем и отладке программных продуктов, разработанных промышленностью, на каждом этапе
по элементам, а затем и в целом, для чего требуется сформировать контрольные примеры по различным видам боевых действий2.
Подобные комплексы в настоящее время разработаны в Воздушно-космических силах и Военно-Морском Флоте. Но следует иметь в виду, что они предназначены для моделирования действий ограниченного количества объектов
в однородной среде. Однако в СВ имитация боевых действий единичных и групповых сил и средств предполагает разработку значительно большего количества алгоритмов их поведения в условиях неопределенности, что на порядок осложняет реализацию данной задачи. Поэтому работу над созданием полноценного ИМК СВ целесообразно начинать с построения рабочего макета, базирующегося на обоснованных теоретических разработках и его надежной отладки.
В основу макета ИМК СВ следует, на наш взгляд, положить накопленный опыт разработки моделей боевых действий общевойсковых формирований тактического звена, прогнозирующих их ход и исход в армиях наиболее развитых государств, а также принципы, положения, гипотезы и требования, обеспечивающие возможность его использования в практической работе командиров при проведении различного рода исследований, мероприятий оперативной и боевой подготовки. Это позволит выявить основные проблемы на различных стадиях, существенно сократить время и число ошибочных решений. Такой подход обеспечит возможность оптимизировать содержание технических заданий не-
Для сокращения времени на принятие оптимальных решений в бою, повышения качества обучения специалистов органов военного управления и в целях достижения высокой степени достоверности получаемых
результатов назрела необходимость приступить к созданию имитационно-моделирующего комплекса, обеспечивающего решение задач в интересах тактического звена Сухопутных войск.
посредственно на опытно-конструкторские работы, сформулировать и поставить обоснованные задачи программистам и определить другие исходные данные.
Структура макета ИМК включает технический и программный компоненты, которые должны разрабатываться на базе единой идеологии полноценного моделирующего комплекса.
Техническую основу макета составят средства, обеспечивающие моделирование, автоматическое получение, обработку и рассылку информации:
• унифицированные вычислительные машины, интегрированные в АСУ и системы связи стационарных и подвижных пунктов управления в различных вариантах возимого и носимого исполнения;
• элементы системы связи, обеспечивающие объединение средств информационного обмена в полевых и стационарных условиях;
• средства опознавания (свой — чужой) на поле боя, универсальные шлюзы передачи информации;
• средства целеуказания, сопряженные с техническими средствами разведки и управления мотострелковых и танковых войск, воинских формирований ракетных войск и артиллерии, авиации, противовоздушной обороны, радиоэлектронной борьбы, радиационной химической и биологической защиты, инженерных войск, береговых войск ВМФ, Воздушно-десантных войск;
• бортовые информационные управляющие системы;
• средства навигационного и временного обеспечения, выдачи гидрометеорологической (метеорологической информации), электроснабжения и др.
Программный компонент макета ИМК включает общие, общесистемные, специальные программы, кото-
рые должны быть сертифицированы по требованиям безопасности информации Министерства обороны РФ3.
Общее программное обеспечение предназначено для обеспечения процесса управления модулями макета ИМК в интересах организации переработки информации.
Общесистемное программное обеспечение ИМК создается для решения отдельных задач моделирования местности (интегрирование электронных карт, различных снимков местности), формирования и редактирования баз данных, переработки текстовых документов в графические, а также для подготовки и выдачи за-
просов пользователями с учетом прав доступа к информации.
Специальное программное обеспечение охватывает несколько блоков, в которых сопряжены модели, созданные по единому замыслу на одном программном языке. Эти модели должны отлаживаться и работать как независимо друг от друга, так и совместно, а также иметь открытую архитектуру и допускать различные изменения в математической логике.
Разработку программного обеспечения рабочего макета ИМК СВ целесообразно, на наш взгляд, осуществлять в определенной логической последовательности (рис. 2).
Рис. 2. Последовательность разработки программного обеспечения макета ИМК СВ (вариант)
ПЕРВЫЙ ШАГ — создание специального компонента макета ИМК, имитирующего местность в режиме времени, близком к реальному. Его функционирование следует настроить таким образом, чтобы он работал независимо от других частей макета. В основе данного программного компонента должны лежать электронные карты (3D-модель), позволяющие использовать космические (воздушные) снимки и информацию от различных видов разведки. Данный блок обеспечит формирование всех значимых показателей физико-географических условий театра военных действий (ТВД), создавая основу, на которой разыгрывается сценарий общевойскового боя.
ВТОРОЙ ШАГ — имитация вариантов действий противника. Данный элемент макета ИМК целесообразно строить на основе дей-
ствующих руководящих документов потенциального противника, опыта ведения им боевых действий, учений и результатов имитации местности. При этом следует в автоматизированном режиме получать и обрабатывать данные, поступающие от старшего начальника и своих органов разведки. Выходной информацией в интерфейсе макета ИМК должны стать варианты действий противника, позволяющие изучить наиболее вероятные схемы расположения элементов его боевого порядка, направления и время ударов, виды маневра, достигаемые рубежи и другие значимые показатели.
В настоящее время это наиболее трудная для моделирования задача, поскольку она связана с получением и обработкой различной виртуальной информации, поступающей от органов разведки и подразделений,
находящихся в непосредственном соприкосновении с противником. При этом следует обратить внимание на автоматизацию процессов получения достоверных данных, их селекции, фильтрации и распределения по уровням управления.
ТРЕТИЙ ШАГ — имитация действий своих войск. Ее результатом должна стать оптимальная стратегия поведения, обеспечивающая принятие наиболее эффективного решения при всех возможных вариантах действий противника на основе генератора сценариев поведения групповых (единичных) объектов в рамках первого и второго блоков по принципу шахмат, когда маневрируют «фигуры», имеющие заданные свойства, с учетом всех значимых факторов и условий ТВД.
Логика имитации различных сценариев должна предусматривать схему анализа получаемых данных для исследования различных объектов, применяемых в бою. В связи с этим целесообразно, чтобы интерфейс, используемый для обучения личного состава или проведения исследований, обеспечивал быструю интерактивную работу с макетом, а сетевой интерфейс увязывал взаимодействие различных персональных электронных вычислительных машин и распределенное моделирование на различных пунктах управления.
Итогом моделирования должны стать расчет времени на мероприятия боевого управления и варианты замысла боя в графическом и текстовом исполнении. После утверждения замысла работа на ИМК обеспечит определение всех остальных компонентов решения в полном объеме (задачи войскам, основы взаимодействия, управления и всестороннего обеспечения боя и др.); выдачу боевых распоряжений частям (подразделениям); подготовку предложений по восполнению затраченных ресурсов (личного состава, ВВСТ, боеприпасов, горюче-смазочных материалов и других материальных средств); выставление оценок обучаемым на мероприятии боевой подготовки; анализ влияния отдельных факторов на результаты боя в ходе исследований.
Варианты замысла боя должны формироваться на основе информации, полученной из приказов, боевых распоряжений, указаний командования и штаба, поступившей от органов разведки о противнике (предполагаемой модели его действий) и условиях местности, из докладов начальников родов войск и служб (НРВ и С), а также из анализа возможностей воинского формирования на основе массива информации о текущем (возможном) состоянии всех боевых единиц, оснащенных БИУС (рис. 3).
В основу макета ИМК СВ следует, на наш взгляд, положить накопленный опыт разработки моделей боевых действий общевойсковых формирований тактического звена, прогнозирующих их ход и исход в армиях наиболее развитых государств, а также принципы, положения, гипотезы и требования, обеспечивающие возможность его использования в практической работе командиров
при проведении различного рода исследований, мероприятий оперативной и боевой подготовки. Это позволит выявить основные проблемы на различных стадиях, существенно сократить время и число ошибочных решений.
Рис. 3. Моделирование боевых действий с применением ИМК СВ
В качестве отправных вариантов замысла целесообразно, на наш взгляд, использовать заложенные в базу знаний актуальные шаблоны порядка применения сил и средств по выполнению типовых задач воинским формированием, чьи действия моделируются. Данные шаблоны должны формироваться автоматически и подбираться по комплексу формализованных признаков: организационно-штатная структура, укомплектованность личным составом, его подготовка и морально-психологическое состояние, обеспеченность ресурсами, оснащенность ВВСТ, их техническое состояние и др.
При этом поведение противника должно оцениваться в реальных условиях окружающей среды по параметрам боевой задачи, определяемым его руководящими документами. Таким образом, при имитационном моделировании исследуется противоборство систем с учетом отдельных предпочтений и способов ведения боевых действий.
Изложенная логика позволяет, на наш взгляд, разработать и надежно отладить программные компоненты для макета ИМК, которые обеспечат сокращение сроков принятия оптимальных управленческих решений, повышение качества подготовки органов военного управления, обучения слушателей и курсантов военных вузов, исследования общевойскового боя в различных военных конфликтах и изыскания новых способов его ведения.
В дальнейшем необходимо развернуть работы по созданию полноценного ИМК СВ, предназначенного для эффективного выполнения следующих основных задач управленческой деятельности:
• интеллектуальная поддержка работы командования и штаба органа военного управления при подготовке к бою и в его динамике до завершения выполнения боевой задачи, т. е. в течение всего цикла управления, и автоматизированная выработка сопутствующей документации;
• прогнозирование результатов боевых действий воинских формирований СВ, взаимодействующих видов ВС РФ и родов войск с учетом характеристик ВВСТ, условий внешней среды, форм и способов ведения боевых действий и реализации мероприятий их всестороннего обеспечения;
• подготовка операторов к использованию программного и аппаратного обеспечения из состава ИМК по предназначению, а также обучение командного и штабного состава органов военного управления тактического звена правильной постановке задач операторам и грамотному использованию результатов их работы;
• обучение слушателей военных академий и академических курсов с командным профилем (в том числе для тактического звена СВ), проведение исследований в интересах НИР и НИОКР профильных тематик, совершенствование способов применения ИМК, а также накопление и актуализация его баз данных и знаний для военных учебно-научных центров4.
Особое внимание следует уделить научному обоснованию алгоритмов и их отладке в каждом компоненте создаваемого специального программного обеспечения. При этом любое звено, работа которого алгоритмизируется, целесообразно рассматривать как часть более сложной системы. Поэтому на каждом этапе необходи-
мо выяснять, как функционирование данного звена влияет на состояние всей системы.
Пошаговая реализация представленных в настоящий статье предложений позволит, на наш взгляд, создать ИМК СВ, обеспечивающий исследование законов поражения и других процессов, которые при корректном использовании будут в абстрактной форме отражать существенные процессы общевойскового боя. Также его применение должно повысить надежность и обоснованность выдвигаемых положений, гипотез и прогнозов в таких областях, как изыскание новых способов ведения боевых действий, разработка и создание новых видов ВВСТ, совершенствование организационно-штатной структуры общевойсковых формирований, а также, что не менее важно, снизить затраты при получении объективной информации о процессах боевого функционирования единичных и групповых объектов (подразделений).
В заключение следует отметить, что, работая над системой моделирования в условиях ограниченных ресурсов, важно принимать оптимальные управленческие решения с опорой на научно выверенные шаги, что в конечном итоге позволит ускорить процесс создания полноценного и качественного ИМК СВ.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Модель операции (боевых действий) общевойскового объединения и ее применение в работе оперативных штабов. Учебное пособие. М.: ВА ГШ, 27 ЦНИИ, 2003. 170 с.
2 Цыгичко В.Н., Стокли Ф. Метод боевых потенциалов: история и настоящее // Военная Мысль. 1997. № 4. С. 23—29.
3 Терехов И.С. Математическая модель общевойскового боя и ее применение при
проведении оперативно-тактических исследований. М.: ВАФ, 1984. 240 с.
4 Шеремет И.А., Шеремет И.Б., Ищук В.А. К вопросу о системной оценке эффективности робототехнических комплексов военного назначения с использованием инновационных технологий на базе моделирования военных действий // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. 2014. № 4. С. 21—26.
