CC BY
45
УДК [519.71+621.398].-[623.74+331.01/04] B. С. М а с л о в
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СОЗДАНИЮ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ С ДИСТАНЦИОННО УПРАВЛЯЕМЫМИ ОБЪЕКТАМИ ПОСРЕДСТВОМ НАШЛЕМНЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Приведены научно-методические основы и алгоритм системного проектирования полуавтоматического комплекса специальной техники с альтернативными эффекторами (акцент — на нашлемный актуатор) дистанционного управления подвижными объектами, оснащенными системами наблюдения, робототехники и/или вооружения, разработаны критерии эффективности их функционирования.
E-mail: shlemm@yandex.ru
Ключевые слова: системное проектирование, алгоритм, дистанционное управление, структура, эффектор, подвижный объект, специальное оснащение, критерии эффективности.
Принципы построения и функционирования комплексов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) с дистанционно управляемыми объектами (ДУО) и их специальным оснащением (СО). Из аналитического обзора состояния и тенденций развития полуавтоматических систем и ВВСТ с ДУО [1-8] и сформулированного на его основе прогноза способов и средств ведения специальных операций в основном подвижного и скоротечного характера следует вывод о безусловной актуальности модернизации существующих и разработки перспективных автоматизированных ДУО, в том числе роботизированных (АРО), боевого и двойного назначения с соответствующим встроенным или навесным СО сателлитного типа.
На основе результатов комплексного анализа проблемной области, целесообразных принципов построения, технико-эргономических решений и параметров ВВСТ с ДУО на уровне проекта системно обоснованы рациональные структура, состав и характеристики базовых подсистем, определяющих унифицированный технико-эргономический облик такого типа комплекса ВВСТ. Обобщенная структурная схема перспективного полуавтоматического комплекса ВВСТ с ДУО (АРО) и их СО приведена на рис. 1. Оператор (Оп) в шлеме (Ш)/защитном шлеме (ЗШ) с аппаратурой альтернативных типов эффекторов, ак-туаторов и систем управления на их основе (акцент на нашлемную информационно-управляющую систему — НИУС), со специальным креслом и пультом управления и индикации (ПУИ) штатно располагается в корпусе/кабине (Кн) носителя (Н) или вне его — при выносном
Рис. 1. Структурная схема автоматизированных дистанционно управляемых объектов ВВСТ:
Н — носитель [Кн/Шн — корпус (кабина)/шасси]; Оп — оператор; Ш — шлем; НК — наблюдательный канал; НИУС — нашлемная информационно-управляющая система; НВИС — нашлемная визирно-индикационная система; TBC — теле- (тепло-)визионная система; НИНС — нашлемная информационно-наблюдательная система; СП — система позиционирования головы (JIBo); НСЦ — нашлемная система целеуказания; СРУ — система речевого управления; ПУИ — пульт управления и индикации; ССУ — сенсорная система пальмарного управления; ИУК — информационно-управляющий комплекс (с СВК); СВК — система встроенного контроля параметров; ВВ — внешние воздействия — (на носитель — н, объект — о, цель — ц); JIB — линия визирования (о — объекта, ц — цели, п — прямого, а — аппаратного); JIH — линия наведения (вооружения — СВ, объекта — ДУО/АРО, робота — MC); JIC — линия связи [ИК (УК) — информационный (управляющий) канал]; ДУО — дистанционно управляемый объект (К0/Ш0 — корпус/шасси); АРО — автоматизированный (роботизированный) объект (вариант ДУО); Пн, П0, П* — приводы (н — носителя, о — объекта, г = 1, 2, 3 — подсистем СО); СО — специальное оснащение ДУО: НС — наблюдательная система (дневная/всесуточная), СВ — система вооружения (управляемого/неуправляемого), MC — манипуляционная система, ПГ — полезный груз, TBK — теле/тепловизионная камера, Д — датчик; Ц — цель (объект наблюдения/воздействия — ОН/ОВ); Ф — фон; С — среда (объекта — о, цели — ц);
<1— — оптические связи (сигналы), — электрические (электронные), ^— — механические, — информационные
ПУИ, установленном, например, на подрессоренном (от внешнего воздействия на носитель/объект (ВВн/ВВо)) колесном/гусеничном шасси (Шн) и управляемом при перемещениях Н и ДУО приводами (П) носителя/объекта (Пн/По).
В состав нашлемной аппаратуры (НА) НИУС входят: нашлемная информационно-наблюдательная система (НИНС), состоящая из на-шлемных визирно-индикационной системы (НВИС) и устанавливаемой (при необходимости) теле- или тепловизионной системы (ТВС), датчиковая часть системы позиционирования (СП) пространственных положений головы Оп в Ш/ЗШ относительно Н, а также комплексиру-емые управляющие системы на борту Н, в том числе сенсорная часть СП, определяющая направление линий визирования (ЛВ0) ДУО [прямого наблюдательного канала (ЛВ£), аппаратурного информационного канала визирования ДУО (ЛВ^,) или цели (ЛВЦ) на объект вооружения (ОВ) в АРО оператором. Визуализация служебной и целевой информации осуществляется в НВИС посредством нашлемных индикаторов (НИ), моно- или бинокулярные изображения с которых передаются в глаза оператору, "накладываясь" на видимую им прямо — из Н или через наблюдательную систему (НС) теле- или тепловизионную камеру (ТВК) — в СО внешнюю обстановку.
Управляющие сигналы на ДУО (АРО), как указано ранее, могут вырабатываться различного вида эффекторами и скомплексированной с ними аппаратурой (выбор рационального типа и обоснование целесообразных параметров актуаторов и информационно-управляющего комплекса (ИУК) — предмет исследований и разработок для конкретных видов ВВСТ): компонентами нашлемной системой целеуказания (НСЦ) с базовым компонентом — СП; системой речевого управления (СРУ); сенсорной системой пальмарного (кодом положения пальцев руки) проприоцептивного управления (ССУ) и других типов эффекторов.
Информация с их актуаторов поступает через ПУИ на обработку в ИУКн, включающий в себя автоматизированную систему встроенного контроля (СВК) параметров комплекса, а затем через управляющий канал (УК) дуплексной радиолинии связи (ЛС) — на исполнение в ИУКо (ДУО/АРО) и приводы (Щ) их сателлитного СО, выполняющего роль полезной нагрузки наКо (Шо): наблюдательную дневную/всесуточную НС для наведения поля зрения ДУО по линии аппаратурного визирования (ЛВц) на цель (Ц) или объект наведения (ОН) на фоне (Ф), в том числе при осуществлении транспортной задачи (вождении ДУО по местности/трассе, дороге и др.) или наведения поля зрения АРО (его манипуляционной системы (МС)) по ЛВц; систем управляемого/неуправляемого вооружения (СВ) с их приводами, осуществляющих при необходимости огневое воздействие на цель по линии наведения (ЛН) прицеливания на нее с ДУО; манипуляционной системы
(МС) АРО робототехнического компонента АРО с ТВК и сменными датчиками (Д) в области его схвата для наведения полезного груза (ПГ) или осуществления действий с объектом воздействия (ОВ), реализуя их с подключением информации из поля зрения поворотной НС.
Визирование оператором ДУО по ЛВ^ и ЛВ^, а также прохождение информационных и управляющих сигналов по их каналам (ИК, УК) ЛС происходят через среду объекта (Со) дистанционного управления [7]. В свою очередь, визирование объекта наблюдения (ОН) по ЛВц с ДУО, наведение по ЛН с него на цель СВ проводятся через среду цели (Сц). Состояние пропускания С0 и Сц носит случайный характер, зависящий от времени года и суток, метеорологических, топографических, помеховых и других факторов и в значительной степени (без принятия специальных мер) определяет эффективность функционирования прорабатываемого комплекса в штатных и нештатных ситуациях (ШС, НШС).
Перемещения носителя, ДУО (с их СО) и Ц (ОН, ОВ) в пространстве осуществляются посредством их приводов Пн и По (Пц - на рис. 1 не показан) при действии внешних механических воздействий (ВВн, ВВо, ВВц), характер проявлений и действенность которых определяются взаимовлиянием параметров трасс (и динамики перемещений по ним) и систем подрессоривания (амортизации, стабилизации и т.п.) указанных объектов. Законы этих перемещений для Н, ДУО и Ц — специфичны для конкретного комплекса ВВСТ и условий его применения и имеют два компонента: регулярный и случайный.
По отношению к носителю возможны три основных варианта условий функционирования оператора в составе полуавтоматического комплекса ВВСТ с неподвижным/подвижным ДУО и его СО [3-7]: работа посредством выносного/автономного (переносного) ПУИ; решение функциональных задач с неподвижного носителя; выполнение функциональных операций с подвижного носителя.
Основы системного проектирования человеко-машинных систем (ЧМС ПВ) с НИУС и ДУО АРО. Характерной чертой развития ВВСТ является непрерывное усложнение вновь создаваемых устройств Н, ДУО и СО, фактическое их превращение в сложные ЧМС со всеми присущими им проблемами разработки, реализации и эксплуатации [1-8]. Поэтому создание ЧМС ПВ типа "Оп-НИУС-ДУО (с СО)" и применение ее по целевому назначению проходит по типовым этапам ее жизненного цикла [9-11]: обоснование рациональных концепции построения, технико-эргономического облика и параметров системы; проектирование и оптимизация структуры и параметров системы/подсистем; разработка, создание и испытания экспериментальных образцов; эксплуатация и применение системы. Первые два этапа (НИР) являются критическими с точки зрения правильности закладываемых решений при создании перспективных образцов дистанционно
управляющих ДУО/АРО комплексов ВВСТ и специальной полуавтоматической техники иного назначения.
В настоящее время их разработчики придерживаются двух основных стратегий проектирования и создания автоматизированных ЧМС ПВ [7-11]: эмпирической (ЧМС создается путем подбора и компоновки ее элементов при наличии только общих требований ТЗ); системной (прежде чем приступить к проектированию элементов и устройств ЧМС разрабатывают их проект в целом, уделяя особое внимание согласованности взаимодействия всех ее элементов). Первая, исключая этапы комплексного изучения проблемы и системного проектирования, неизбежно приводит к такому числу локальных переделок и доработок на последующих этапах конструирования, изготовления и испытаний, требующих значительных затрат ресурсов и времени, что первоначальный выигрыш (вследствие сокращения сроков разработки) обращается в противоположность. Вторая стратегия проектирования базируется на использовании методов общей теории систем, системного анализа, теории исследования операций и требует изучения компонентного, структурного, информационного, функционального и интегративного аспектов построения и разработки [8-11]. Системный подход является доминирующим и предполагает рассмотрение создаваемой системы как определенного множества составляющих ее элементов и устройств, взаимосвязь которых обусловливает свойства интегрированной ЧМС ПВ с ДУО и ВВСТ в целом, что требует рассмотрения процесса проектирования, его целей и логики как единого целого, подчинения частных целей подсистем — общей цели функционирования комплекса.
В ходе выполнения целевой операции Оп в полуавтоматическом ВВСТ решает посредством ДУО с СО поставленные в ШС задачи и возникающие в НШС проблемы с определенной эффективностью [1-8]. Однако качество их решения зависит как от состава, структуры и характеристик системы, так и от внешних условий и объектов взаимодействия. Следовательно, для обоснованного выбора работоспособной и рациональной структуры ВВСТ с ДУО необходимо определить качество функционирования некоторого множества вариантов выполнения целевой операции и выбрать по единому (глобальному) критерию наиболее эффективный из них [9-11].
Системные принципы проектирования и построения ЧМС с ДУО применяются при жестких ограничениях на условия ее функционирования, массогабаритные и инерционные и другие параметры, исключающих (при необходимости одновременного обеспечения высоких иных характеристик: информативности, точности и др.) возможность использования самостоятельно оптимизированных подсистем, так как их объединение в единый комплекс ВВСТ не гарантирует его
оптимальность в целом. Поэтому он должен оптимизироваться как единый объект с заданным целевым назначением — количественно определенным и единым критерием эффективности функционирования. Особенностью системного подхода также является его междисциплинарный характер, обеспечивающий возможность интегрированного исследования. Его специфика заключается в том, что он, являясь универсальным методом проектирования, требует для каждой системы разработки конкретных стратегии и алгоритма исследования.
Основные этапы и алгоритм стратегии системной разработки комплекса "Оп-НИУС-ДУО (с СО)" для первых двух стадий его жизненного цикла (НИР) сформулированы и представлены на рис.2. Стратегия такого проектирования является разветвленной и предполагает параллельно-последовательное проведение этапов системной разработки: одновременно с решением конкретных задач (правая часть структуры) проводится формирование критериев оценки эффективности решений и дисциплинирующих условий (левая часть структуры). В результате по мере продвижения разработки сверху вниз осуществляется контроль принятых решений снизу вверх и не происходит накопления ошибок (что особенно важно на начальных концептуальных этапах). На каждом из уровней исследуются и оптимизируются не просто отдельные части, а комплекс в целом. Это позволяет не только повысить качество разработки, но и сократить сроки решения возникающих при этом проблем ЧМС ПВ (ВВСТ с ДУО — у нас).
С точки зрения применяемой при этом декомпозиции [рационального разделения процессов проектирования и исследования на части в целях их упрощения (см. рис.2, этап 10), а затем обобщением результатов, которые проводятся членением системы по срезам исследования с последующим анализом назначения компонентов каждого уровня и формированием из обобщенного локального и частных критериев эффективности (этап 11, см. рис.2) для основных уровней (срезов) анализа и разработки] системная разработка подсистем комплекса "Оп-НИУС-ДУО (с СО)" есть определение совокупности архитектуры построения (иерархический срез), методов применения (физический срез) и функциональных подсистем (функциональный срез), способных при создании комплекса в перспективе (потенциальный срез) выполнить все требуемые функции (алгоритмический срез) с последующим определением совокупности устройств (структурный срез), блоков, узлов, элементов и материалов, на которых реализуются эти подсистемы (срез приборной реализации). Следует отметить, что при движении вниз по уровням растет степень детализации прорабатываемых решений и, исходя из общего, обосновываются частные критерии эффективности функционирования.
Из структуры алгоритма (см. рис. 2) следует, что процесс системных проектирования, разработки, исследования и создания ЧМС ПВ
Рис. 2. Алгоритм системного проектирования ВВСТ с ДУО и НИУС
"Оп-НИУС-ДУО (с СО)" является замкнутым циклом и помимо главной обратной связи имеет еще и внутренние уточняющие и корректирующие информационные "петли". При этом рациональность характеристик комплекса и его подсистем относительна, так как оптимизация проводится в условиях количественно определенной системы ограничений на них. Очевидно, что этапы 1-14 (см. рис. 2) являются этапами по исследованию возможности создания, а 9-16 — этапы по исследованию рациональных путей построения и обоснованию оптимальных параметров комплекса ВВСТ (как сложной ЧМС с ДУО) и его подсистем.
Глобальный и локальный критерии эффективности ЧМС с ДУО. В процессе решения задач проектирования и создания автоматизированных телеуправляемых комплексов ВВСТ с ДУО/АРО возникает ряд проблем, в том числе практическое отсутствие стандартизованных глобальных, локальных и частных критериев эффективности и оценок стоимости применения технических средств и технологий, предназначенных для повышения/обеспечения надлежащего уровня эффективности ДУО/АРО и средств спецоснащения ВВСТ. Поэтому поиск подходов к их разрешению, обоснованию и формулированию в виде, пригодном для практического использования, весьма актуален.
При разработке и исследованиях перспективных комплексов ВВСТ с ДУО/АРО и их компонентов, согласно предложенным стратегии и алгоритму их системного проектирования, необходимо обосновать и сформулировать обобщенную целевую функцию (этап 4, см. рис. 2) — потенциально наиболее общий критерий эффективности ЧМС ПВ "Оп-НИУС-ДУО (с СО)" в виде функции оптимизируемых параметров с последующими определением и проработкой рациональных принципов построения этого комплекса и реализующих его компоненты технико-технологических решений, наиболее экономичных путей их создания [10-12].
Эта функция выбирается так, чтобы она наряду с локальными критериями и системотехническими показателями подсистем отражала целевую направленность, степень соответствия результатов функционирования комплекса его задачам, прогнозируемые (возможные) области и режимы применения (эксплуатации), наиболее экономичные пути создания и позволяла сравнивать по эффективности альтернативные технико-эргономические решения комплекса и его базовых подсистем с существующими или создаваемыми системами аналогичного назначения. Комплексный показатель эффективности функционирования должен характеризовать возможности полуавтоматического комплекса ВВСТ "Оп-НИУС-ДУО-СО" по решению поставленных или возникающих перед ним задач, для чего он может рассматриваться как функционал в следующем обобщенном виде:
Р = ^[{V}, {Т}, {С}, {и}], (1)
где {V} — множество, характеризующее варьируемые (управляемые) технико-эргономические и инженерно-психологические параметры (оптимизируемые в процессе разработки комплекса); {T} — множество прочих неуправляемых параметров и ограничений (в том числе тактических и фоновых условий применения комплекса); {G} — множество связей параметров V и Т; {U} — множество условий применения (использования) комплекса.
Следовательно, основная задача при разработке принципов построения методов и средств реализации автоматизированного комплекса ВВСТ — найти такое множество {Кпт} параметров его базовой ЧМС, которое при заданных и допустимых множествах {Тдоп}, {Сдоп}, и {идоп} обеспечивает экстремум целевой функции (1): Р = = extr(max / min). Таким образом, для достижения целей работы и необходимых уровней эффективности выполнения целевых операций комплексом требуется найти такие значения его технических и эргономических параметров V\-Vn (элементы решения), которые удовлетворяют ограничениям V min ^ V ^ V max (дисциплинирующие условия) и уравнению связи параметров G(V. ..Vn) ^ G0 и с учетом тактических условий применения Ti—Tm и экономических затрат Q на разработку и производство максимизируют целевую (критериальную) функцию Р (эффективно/стоимостной глобальный критерий) в двух вариантах реализации этого обобщенного критерия:
P(VI ...Vn,Tl. ..Tm)|G = max при Q = const, (2)
P (Vi ...Vn,Ti ...Tm) |g = const при Q = min . (3)
В качестве критериальной функции, удовлетворяющей перечисленным требованиям, при решении оператором ЧМС ПВ задач дистанционного управления объектами ВВСТ автономно или в составе группы целесообразно принять вероятность выполнения целевой операции (Рц.о) комплексом "ЧМС ПВ-ДУО/АРО-СО" по варианту, компромиссному между (2) и (3) вариантами с косвенной оценкой стоимости: чем более простыми и, соответственно, дешевыми средствами решается поставленная задача, т.е. обеспечивается Рцо ^ Рзад, тем предпочтительнее такой альтернативный вариант (этапы 9-13, см. рис.2):
р = РРРР Р Р РРРРРРРРРРх
1 цо 1 пэ* вв* вт* опи* вин2 зах* и1 т1 о1 со* ц1 эт* ип* и1 п1 м^
X рнад Рсохр рпз рпр Рроа Руч, (4)
где составляющие в правой части — это соответственно вероятности (см. рис. 1): Рпэ — выполнения подготовительных этапов; Рвв — воздействия внешних факторов (тактической обстановки и условий деятельности, в том числе среды функционирования ДУО и их СО); Рвт — воздействия факторов трассы (топографии местности — ВВноц);
Ропи — правильности оценки ситуаций, принятия и исполнения решений; Рвин — действенности визуально-инструментальных наблюдений (ВИН) Оп с НИНС/НС; Рзах — "захвата" ОН (Ц, ОВ, ПГ) за отведенное для этого время; Рн — влияния воздействий от перемещений Н на функционирование оператора, систем ДУО и комплекса в целом; Рт — точного решения транспортной задачи ДУО; Ро — влияния воздействия перемещений ДУО/АРО на функционирование устройств ДУО, СО и комплекса в целом; Рсо — эффективности функционирования конкретных типов специального оснащения (НС, СВ, АРО, ПГ и т.д.); Рц — влияния внешних воздействий среды цели (Сц) на перемещения Ц (ОН, ОВ, ПГ); Рэт — удовлетворения эргономическим эксплуатационным требованиям к ВВСТ; Рип — инженерно-психологические соответствия (условий и режимов применения ЧМС с ДУО, запроектированным для ВВСТ); Ри — информационного соответствия (безошибочного восприятия и переработки информации Оп в ВВСТ с ДУО; Рп — адекватного уровня профессионализма (натренированности) и готовности Оп; Рм — адекватного уровня мотивации оператора на решение задач в ШС и НШС; Рнад — безотказности (надежности эксплуатации и хранения комплекса); Рсохр — сохранения ТТХ, ТЭХ и ИПХ комплекса (и оператора) за время выполнения целевой операции Рпв — преодоления и компенсации помех и воздействий (от ОН/Ц/ОВ) Рпр —учета противодействия противника (тактического, огневого...) Рроа — действенности видов и режимов выполнения целевой операции (разведки, обороны, атаки,... ); Руч — участия отдельного комплекса в целевой операции подразделения ВВСТ.
Каждая составляющая выражения (4) является, в свою очередь, локальным/частным критерием эффективности — обобщенной характеристикой действенности определенных видов, циклов и этапов работы Оп в ЧМС ПВ в составе комплекса (с ДУО и их конкретным СО) и при необходимости может детализироваться.
Рассмотрим некоторые примеры приведенных составляющих Рцо, в основном имеющих общий характер для всего комплекса или относящихся к предмету разработки и исследований — его компонентам/подсистемам. Подготовительный этап (ПЭ) осуществляется до начала выполнения целевой операции или ее циклов и характеризуется оценкой допустимого времени ¿доп выполнения необходимых действий: Оп осуществляет подготовку аппаратуры ЧМС ПВ и ДУО с его СО к сеансу работы (за время Д£ап), проводит ознакомление с поставленной задачей (за время этой деятельности Оп — Д£оп). Эффективность ПЭ оценивается в виде произведения вероятностей компонентов подготовки аппаратуры (Рап) и оператора (Роп)
Р = Р (ДТ < /ап ) • Р (Дt < /оп ) (5)
1 п.э 1 апу^^ап ^ ''доп/ опу^^ои ^ ''доп/ /
или (для сложного многопараметрического комплекса) по зависимости
Рпэ = 1/2 + Ф(х)^доп - (ЕА^апг ), (6)
уЧ^+^О2)
X
где Ф(х) = .— ехр(—7?/2)¿г — половина интервала вероятности у2п ]
о
Гаусса [12]; ¿доп — допустимое время на подготовку к данному виду деятельности (¿дпп — для аппаратуры, ¿^п — для оператора); А^, А^оп^ — математические ожидания времен выполнения г-х этапов подготовки аппаратуры и ]-х этапов подготовки оператора; о^ — СКО времен выполнения этапов.
Эффект воздействия внешних факторов (Рв.в) на компоненты комплекса проявляется в конкретных тактических, метеорологических, топографических и других условиях и режимах его применения и зависит от уровня реализации ТТХ, ТЭХ и ИПХ (их соответствия проектным требованиям — Рэт, Рип, Ри). Пересеченность трассы/местности перемещений ДУО (Н, Ц) учитывается вероятностью Рвт — воздействий их топографий: микро и макро неровностей, уклонов... (при движении ДУО по шоссе Рвт ~ 1). При этом Ропи определяет достоверность оценки обстановки и тактической ситуации в ШС и НШС (Роо), правильность принятия (самостоятельно, в группе или по директиве сверху) и исполнения решений/выполнения определенных действий
(Рпир):
Р = Р • Р (7)
1 опи 1 оо 1 пир• )
Условная вероятность Рвин комплексно оценивает эффективность выполнения последовательных этапов ВИН: поиска, обнаружения, опознавания и идентификации Ц (ОН, ОВ) оператором посредством НВИС/НС, — каждый из которых выполняется при условии выполнения предыдущих. По завершении ВИН (с надлежащими уровнями этапов) по локальному критерию Рзах оценивается быстродействие комплекса по надежному захвату цели в поле зрения НИНС/НС с учетом среды (С) и фона (Ф) с последующим переходом на слежение и выполнение с потребным уровнем действенности и надежности (Рсо) основного назначения автоматизированных комплексов ВВСТ с ДУО (АРО), определяемого конкретными типами применяемого СО и ДУО. Показатели эффективности Рзах, Рн, Рт, Ро и Рсо комплексно вводят в учет обобщенного критерия (4) временные и точностные характеристики функционирования телеуправляемого комплекса ВВСТ с ДУО/АРО при решении им специальных и обеспечивающих задач.
Эффективность решения транспортной задачи (приведения ДУО/АРО по положению и ориентации в потребную точку мест-
ности/пространства характеризуется критерием ее точностных показателей Рт. При этом в случае решения иных задач комплекса должно учитываться и влияние внешних механических воздействий (ВВн, ВВо, ВВц), зависящих от характера трассы перемещений, на функционирование Оп, НИУС, аппаратуры и устройств Н, ДУО, СО и ОН (Ц/ОВ) через локальные критерии (соответственно Рн, Ро, Р^ и Рон). При этом локальные показатели эффективности Рэт, Рип, Ри, Рп и Рм позволяют учесть при оценке эффективности функционирования ЧМС ПВ с ДУО уровни соответствия реализованных показателей эргономическим, инженерно-психологическим и информационным требованиям к ним, а также уровень подготовленности Оп и его настроенности на достижение цели операции. При неподвижных Н и ДУО, выносном ПУИ следует считать Рн ~ 1, Ро ~ 1, РсП0 ~ 1, а надежность функционирования учитывать по вероятности безотказности комплекса и его компонентов
Р над Р нхР нпР нэ, (8)
где Рнх — вероятность технической исправности при хранении, Рнп — вероятность готовности при подготовке к работе и Рнэ — безотказности в процессе эксплуатации. Значительный вклад в уровень надежности выполнения условий операции вносят также уровень обученно-сти/тренированности Оп (Рп), психофизиологической его готовности к выполнению боевых/обеспечивающих или специальных задач (Рм) в конкретной тактической ситуации (ШС, НШС) и вероятность сохранения надлежащего уровня характеристик Оп и комплекса за время решения определенной задачи (Рсохр).
Помехоустойчивость комплекса определяется действенностью преодоления/компенсации аддитивных и/или мультипликативных помех различного рода, вероятность которой может быть оценена по выражению Рпз = (1 - Рпом)(1 - Рэп), (9)
где Рпом и Рэп — вероятность возникновения и эффективность помех и возмущающих воздействий. Возможные воздействия на ЧМС "Оп-НИУС-ДУО-СО" со стороны цели (объекта воздействия) оцениваются вероятностью учета комплексного противодействия противника (Рпр) (постановки помех (Рпом) и их эффективности (Рэп), огневого воздействия (Ров)):Рпр = (1 - Рпом)(1 - Рэп)(1 - Ров). (10)
В уравнении (4) Рроа — сомножитель, комплексно учитывающий вероятностные организационно-технические показатели выполнения тактических/специальных операций, например, при выполнении боевой задачи — это эффективность разведки (Рр), обороны (Ро) или атаки (Ра)
Ро = Рво(1 - Рово), (11)
Ра = Роц(1 - Рзц), (12)
где в правой части — вероятностные характеристики важности и защищенности прикрываемого объекта (Рво), действенность огневого воздействия на него (Рово), опасности и защищенности (пассивной/активной) цели (Роц, Рзц).
Дополнительным фактором оценки уровня Рцо, является Руч, которая при групповых действиях комплексов ВВСТ принимает вполне конкретные значения для каждого из них (в зависимости от характера местности и местоположения на ней комплекса, взаимодействия с другим ВВСТ и директив командира). При индивидуальных действиях комплекса Рцо рассчитывается для Руч = 1 (с изменением ее иных составляющих: Ропи, Рвин, Рсо, Рсохр. .. ).
В заключение следует отметить, что системно обоснованные и изложенные общая (4) и локальные критериальные (5)-(12) функции отвечают принципам выбора показателей эффективности [9-11], имеют физический смысл и непосредственно связаны с решаемыми (при проектировании полуавтоматических комплексов с телеуправляемыми объектами) задачами — с разработкой рациональных принципов построения и технико-эргономических решений перспективной унифицированной ЧМС ПВ с ДУО АРО, и могут быть оценены экспериментальным путем или определены теоретическими расчетами с использованием статистических характеристик деятельности Оп по выполнению целевых операций конкретными типами автоматизированного ВВСТ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Расширение реальности // Домашний компьютер. - 2002. - № 5. - С. 76-79.
2. Виртуальный мир или электронная война // Весь компьютерный мир. -1995. -№ 12. - С. 14.
3. Зарубежное военное обозрение // Обзор 2000-2010 гг.
4. Оборонная техника // Обзор 2000-2010 гг.
5. Вопросы оборонной техники // Обзор 2000-2010 гг.
6. Техника и вооружение // Обзор 2000-2010 гг.
7. Военная робототехника / Н.А. Лакота и др. // ОТ. - 2000. - № 1, 2. - С. 8-11.
8. Шордер Д., Х а а л е н д К. Гипотеза эволюции оператора систем дистанционного управления // IEEE Transactions on systems, men and cybernetics. -Vol. 19. No. 5. - P. 1091-1100.
9. Джон Дж.К. Методы проектирования. - М.: Мир, 1986. - 326 с.
10. К л и л а н д Д., К и н г В. Системный анализ и целевое управление. - М.: Сов. радио, 1974.-279 с.
11. М а к о л Р. Справочник по системотехнике. - М.: Сов. радио, 1975. - 527 с.
12. В е н т ц е л ь Е. С. Исследование операций. - М.: Наука, 1988. - 208 с.
Статья поступила в редакцию 15.04.2010
