О математическом моделировании военных действий. Моделирование в военном деле Моделирование технических порядков в военном деле

Процесс создания математических моделей боевых действий трудоемок, длителен и требует использования труда специалистов достаточно высокого уровня, имеющих хорошую подготовку как в предметной области, связанной с объектом моделирования, так и в области прикладной математики, современных математических методов, программирования, знающих возможности и специфику современной вычислительной техники. Отличительной особенностью математических моделей боевых действий, создаваемых в настоящее время, является их комплексность, обусловленная сложностью моделируемых объектов. Необходимость построения таких моделей требует разработки системы правил и подходов, позволяющих снизить затраты на разработку модели и уменьшить вероятность появления трудноустранимых впоследствии ошибок. Важной составной частью такой системы правил являются правила, обеспечивающие корректный переход от концептуального к формализованному описанию системы на том или ином математическом языке, что достигается выбором определенной математической схемы. Под математической схемой понимается частная математическая модель преобразования сигналов и информации некоторого элемента системы, определяемая в рамках конкретного математического аппарата и ориентированная на построение моделирующего алгоритма данного класса элементов сложной системы .

В интересах обоснованного выбора математической схемы при построении модели целесообразно провести ее классификацию по цели моделирования, способу реализации, типу внутренней структуры, сложности объекта моделирования, способу представления времени.

Необходимо отметить, что выбор классификационных признаков определяется конкретными целями исследования. Целью классификации в данном случае является, с одной стороны, обоснованный выбор математической схемы описания процесса боевых действий и ее представление в модели в интересах получения достоверных результатов, а с другой - выявление особенностей моделируемого процесса, которые необходимо учитывать.

Цель моделирования - исследование динамики протекания процесса вооруженной борьбы и оценка показателей эффективности боевых действий. Под такими показателями понимается численная мера степени выполнения боевой задачи, которую количественно можно представить, например, относительной величиной предотвращаемого ущерба объектам обороны или наносимого противнику ущерба.

Способ реализации должен состоять в формализованном описании логики функционирования образцов вооружения и военной техники (ВВТ) в соответствии со своими аналогами в реально протекающем процессе. Необходимо учитывать, что современные образцы ВВТ - это сложные технические системы, решающие комплекс взаимосвязанных задач, которые тоже являются сложными техническими системами. При моделировании таких объектов целесообразно сохранить и отразить как естественный состав и структуру, так и алгоритмы боевого функционирования модели. Причем в зависимости от целей моделирования может потребоваться варьирование этими параметрами модели (составом, структурой, алгоритмами) для различных вариантов расчета. Данное требование определяет необходимость разрабатывать модель конкретного образца ВВТ как составную модель его подсистем, представляемых взаимосвязанными компонентами.

Таким образом, по классификационному признаку тип внутренней структуры модель должна быть составной и многокомпонентной, по способу реализации - обеспечивать имитационное моделирование боевых действий.

Сложность объекта моделирования. При разработке компонент, определяющих состав моделей образцов ВВТ, и объединении моделей образцов ВВТ в единую модель боевых действий необходимо учитывать отличающиеся на порядки характерные масштабы осреднения по времени величин, фигурирующих в компонентах.

Конечной целью моделирования является оценка показателей эффективности боевых действий. Именно для расчета этих показателей и разрабатывается модель, воспроизводящая процесс боевых действий, который условно назовем главным. Характерный временной масштаб всех остальных входящих в него процессов (первичной обработки радиолокационной информации, сопровождения целей, наведения ракет и др.) много меньше главного. Таким образом, все протекающие в вооруженной борьбе процессы целесообразно разделить на медленные, прогноз развития которых интересует, и быстрые, характеристики которых не интересуют, однако их влияние на медленные необходимо учитывать. В таких случаях характерный временной масштаб осреднения выбирается так, чтобы иметь возможность составить модель развития главных процессов. Что касается быстрых процессов, то в рамках создаваемой модели необходим алгоритм, позволяющий в моменты осуществления быстрых процессов учитывать их влияние на медленные.

Возможны два подхода к моделированию влияния быстрых процессов на медленные. Первый состоит в разработке модели их развития с соответствующим характерным временным масштабом осреднения, много меньшим, чем у главных процессов. При расчете развития быстрого процесса в соответствии с его моделью характеристики медленных процессов не меняются. Результатом расчета является изменение характеристик медленных процессов, с точки зрения медленного времени происходящее мгновенно. Для того чтобы иметь возможность реализовать этот способ расчета влияния быстрых процессов на медленные, необходимо вводить соответствующие внешние величины, идентифицировать и верифицировать их модели, что усложняет все этапы технологии моделирования.

Второй подход состоит в отказе от описания развития быстрых процессов с помощью моделей и рассмотрения их характеристик в качестве случайных величин. Для реализации этого способа необходимо иметь функции распределения случайных величин, которые характеризуют влияние быстрых процессов на медленные, а также алгоритм, определяющий моменты наступления быстрых процессов. Вместо расчета развития быстрых процессов производится выброс случайного числа и в зависимости от выпавшего значения в соответствии с известными функциями распределения случайных величин определяется значение, которое примут зависимые показатели медленных процессов, таким образом учитывается влияние быстрых процессов на медленные. В результате характеристики медленных процессов также становятся случайными величинами.

Необходимо отметить, что при первом способе моделирования влияния быстрых процессов на медленные быстрый процесс становится медленным, главным, и на его протекание влияют быстрые уже по отношению к нему процессы. Эта иерархическая вложенность быстрых процессов в медленные - одна из составляющих того качества моделирования процесса вооруженной борьбы, которое относит модель боевых действий к структурно-сложной.

Способ представления модельного времени. На практике используют три понятия времени: физическое, модельное и процессорное. Физическое время относится к моделируемому процессу, модельное - к воспроизведению физического времени в модели, процессорное - это время выполнения модели на компьютере. Соотношение физического и модельного времени задается коэффициентом K, определяющим диапазон физического времени, принимаемого за единицу модельного времени.

В силу дискретного характера взаимодействия образцов ВВТ и их представления в виде компьютерной модели модельное время целесообразно задавать путем приращения дискретных временных отрезков. При этом возможны два варианта его представления: 1) дискретное время есть последовательность равноудаленных друг от друга вещественных чисел; 2) последовательность временных точек определяется значимыми событиями, происходящими в моделируемых объектах (событийное время). С точки зрения вычислительных ресурсов второй вариант более рационален, поскольку позволяет активизировать объект и имитировать его работу только при наступлении некоторого события, а в промежутке между событиями предполагать, что состояние объектов остается неизменным.

Одной из основных задач при разработке модели является выполнение требования синхронизации всех моделируемых объектов по времени, то есть правильное отображение порядка и временных отношений между изменениями в процессе боевых действий на порядок выполнения событий в модели. При непрерывном представлении времени считается, что существуют единые для всех объектов часы, которые показывают единое время. Передача информации между объектами происходит мгновенно, и таким образом, сверяясь с едиными часами, можно установить временную последовательность всех происходивших событий. Если в модели существуют объекты с дискретным представлением времени, для формирования единых часов модели необходимо объединить множество временных отсчетов моделей объектов, упорядочить и доопределить значения сеточных функций на недостающих временных отсчетах. Синхронизировать модели объектов с событийным временем можно только явно, путем передачи сигнала о наступлении события. При этом необходима управляющая программа-планировщик организации выполнения событий различных объектов, которая и определяет требуемый хронологический порядок выполнения событий.

В модели боевых действий необходимо совместно использовать событийное и дискретное время, такое представление времени называют гибридным. При его использовании моделируемые объекты приобретают свойство изменять значения некоторых показателей состояния скачкообразно и практически мгновенно, то есть становятся объектами с гибридным поведением.

Подводя итог приведенной классификации, можно сделать вывод о том, что модель боевых действий должна представлять собой составную, структурно-сложную, многокомпонентную, динамическую, имитационную модель с гибридным поведением.

Для формализованного описания такой модели целесообразно использовать математическую схему на основе гибридных автоматов . В этом случае образцы ВВТ представляются многокомпонентными активными динамическими объектами. Компоненты описываются набором переменных состояния (внешние и внутренние), структурой (одноуровневой или иерархической) и поведением (карта поведения). Взаимодействие между компонентами осуществляется посредством посылки сообщений. Для объединения компонент в модель активного динамического объекта используются правила композиции гибридных автоматов.

Введем следующие обозначения:

sÎRn - вектор переменных состояния объекта, который определяется совокупностью входных воздействий на объект , воздействий внешней среды , внутренних (собственных) параметров объекта hkÎHk,;

Множество вектор-функций, определяющих закон функционирования объекта во времени (отражают его динамические свойства) и обеспечивающих существование и единственность решения s(t);

S0 - множество начальных условий, включающее все начальные условия компонент объекта, порождаемые функцией инициализации в процессе функционирования;

Предикат, определяющий смену поведения объекта (выделяет из всех специально отобранных состояний нужное, проверяет условия, которые должны сопутствовать наступившему событию, и принимает при их выполнении значение истина), задается множеством булевских функций;

Инвариант, определяющий некое свойство объекта, которое должно сохраняться на заданных промежутках времени, задается множеством булевских функций;

- множество вещественных функций инициализации, ставящих в соответствие значению решения в правой конечной точке текущего промежутка времени значение начальных условий в левой начальной точке на новом временном промежутке :s()=init(s());

Гибридное время, задается последовательностью временных отрезков вида , - замкнутые интервалы.

Элементы гибридного времени Pre_gapi, Post_gapi являются «временной щелью» очередного такта гибридного времени tH={t1, t2,…}. На каждом такте на отрезках локального непрерывного времени гибридная система ведет себя как классическая динамическая система до точки t*, в которой становится истинным предикат, определяющий смену поведения. Точка t* является конечной точкой текущего и началом следующего интервала. В интервале расположены две временные щели, в которых могут изменяться переменные состояния. Течение гибридного времени в очередном такте ti=(Pre_gapi,, Post_gapi) начинается с вычисления новых начальных условий во временной щели Pre_gapi. После вычисления начальных условий проводится проверка предиката на левом конце нового промежутка времени. Если предикат принимает значение истина, оcуществля-ется переход сразу во вторую временную щель, в противном случае выполняется дискретная после-довательность действий, соответствующих текущему такту времени. Временная щель Post_gapi предназначена для выполнения мгновенных дейст-вий после завершения длительного поведения на данном такте гибридного времени.

Под гибридной системой H понимается математический объект вида

.

Задача моделирования заключается в нахождении последовательности решений Ht={(s0(t),t, t0), (s1(t),t,t1),…}, определяющих траекторию гибридной системы в фазовом пространстве состояний. Для нахождения последовательности решений Ht необходимо проводить эксперимент или имитацию на модели при заданных исходных данных. Другими словами, в отличие от аналитических моделей, с помощью которых получают решение известными математическими методами, в данном случае необходим прогон имитационной модели, а не решение. Это означает, что имитационные модели не формируют свое решение в том виде, в каком это имеет место при использовании аналитических моделей, а являются средством и источником информации для анализа поведения реальных систем в конкретных условиях и принятия решений относительно их эффективности.

В 2 ЦНИИ МО РФ (г. Тверь) на основе представления моделируемых объектов в виде гибридных автоматов разработан имитационный моделирующий комплекс (ИМК) «Селигер», предназначенный для оценки эффективности группировок сил и средств воздушно-космической обороны при отражении ударов средств воздушно-космическо-го нападения (СВКН). Основу комплекса составляет система имитационных моделей объектов, имитирующая алгоритмы боевого функционирования реальных образцов ВВТ (зенитно-ракетный комплекс, радиолокационная станция, комплекс средств автоматизации командного пункта (для радиотехнических войск - радиолокационной роты, батальона, бригады, для зенитно-ракетных войск - полка, бригады и др.), боевой авиационный комплекс (истребительной авиации и средств воздушно-космического нападения), средства радиоэлектронного подавления, огневые комплексы нестратегической противоракетной обороны и др.). Модели объектов представлены в виде активных динамических объектов (АДО), в состав которых входят компоненты, позволяющие исследовать в динамике различные процессы при их функционировании.

Например, радиолокационная станция (РЛС) представлена следующими компонентами (рис. 1): антенная система (АС), радиопередающее устройство (РПрдУ), радиоприемное устройство (РПрУ), подсистема защиты от пассивных и активных помех (ПЗПАП), блок первичной обработки информации (ПОИ), блок вторичной обработки информации (ВОИ), аппаратура передачи данных (АПД) и др.

Композиция данных компонент в составе модели РЛС позволяет адекватно моделировать процессы приема-передачи сигналов, обнаружения эхосигналов и пеленга, алгоритмы помехозащиты, измерения параметров сигнала и др. В результате моделирования рассчитываются основные показатели, характеризующие качество РЛС как источника радиолокационной информации (параметры зоны обнаружения, точностные характеристики, разрешающая способность, производительность, помехозащищенность и т.п.), что позволяет оценить эффективность ее работы при различных условиях помехоцелевой обстановки.

Синхронизация всех моделируемых объектов по времени, то есть правильное отображение порядка и временных отношений между изменениями в процессе боевых действий на порядок выполнения событий в модели, осуществляется программой управления объектами (рис. 2). В функции данной программы также входят создание и удаление объектов, организация взаимодействия между объектами, протоколирование всех событий, происходящих в модели.

Использование протокола событий позволяет проводить ретроспективный анализ динамики боевых действий любым моделируемым объектом. Это дает возможность оценить степень адекватности моделей объектов как с использованием методов предельных точек, так и посредством контроля корректности моделирования процессов в компонентах объекта (то есть проверка адекватности методом прогона от входа к выходу ), что повышает достоверность и обоснованность получаемых результатов.

Необходимо отметить, что многокомпонентный подход позволяет варьировать их составом (например, исследовать боевую работу ЗРК с различным типом АСЦУ) в интересах синтеза структуры, удовлетворяющей определенным требованиям. Причем за счет типизации программного представления компонент, без перепрограммирования исходного кода программы.

Общим преимуществом данного подхода при построении модели является возможность оперативного решения ряда исследовательских задач: оценка влияния изменения состава и структуры системы управления (количество уровней, цикл управления и др.) на эффективность боевых действий группировки в целом; оценка влияния различных вариантов информационного обеспечения на потенциальные боевые возможности образцов и группировки в целом, исследование форм и способов боевого применения образцов и др.

Построенная на основе гибридных автоматов модель боевых действий представляет собой суперпозицию совместного поведения параллельно и/или последовательно функционирующих и взаимодействующих многокомпонентных АДО, являющихся композицией гибридных автоматов, функционирующих в гибридном времени и взаимодействующих через связи на основе сообщений.

Литература

1. Сирота А.А. Компьютерное моделирование и оценка эффективности сложных систем. М.: Техносфера, 2006.

2. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Моделирование систем. Динамические и гибридные системы. СПб: БХВ-Петербург, 2006.

«Военная мысль» №5.2004г.

ВОЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Полковник А.А. ЕГОРОВ, кандидат военных наук

В МОДЕЛИРОВАНИИ, как и во всякой творческой деятельности, возможны различные концепции построения математических моделей, в том числе и те, которые характеризуются новаторскими идеями, предполагающими отступление от общепринятых принципов и правил моделирования. Это, например, попытка формализации мыслительной и психологической деятельности военачальников и военнослужащих воюющих сторон, применение ситуационного моделирования и др. Сегодня разработано большое количество математических моделей, различных по структуре и содержанию, но все они предназначены для решения практически одних и тех же задач.

Несмотря на множественность взглядов на способы моделирования, математические модели все же имеют некоторые сходные черты, которые позволяют объединять их в отдельные классы. Существующая классификация математических моделей боевых действий (операций) объединения ВВС учитывает следующие признаки: целевую направленность; способ описания функциональных связей; характер зависимостей в целевой функции и ограничениях; фактор времени; способ учета случайных факторов. Хотя эта классификация условна и относительна, она все же позволяет привести наши знания о моделировании в определенную систему, сравнить модели, а также выработать перспективные направления их развития.

Однако данная классификация моделей боевых действий (операций) не дает полного представления о методах построения моделей, предназначенных для поиска наилучших вариантов ведения боевых действий (операций) объединения ВВС, о иерархической структуре таких моделей, о полноте учета в них различного «рода» и «вида» неопределенностей, оказывающих доминирующее влияние на ход и исход моделируемых боевых действий (операций). Чтобы убедиться в этом, достаточно провести анализ существующей классификации моделей боевых действий (операций) объединения ВВС. Согласно ей в зависимости от целевой направленности математические модели боевых действий (операций) принято подразделять на «оценочные» и «оптимизационные».

В оценочных (описательных) моделях элементы замысла (решения, плана, варианта) предполагаемых действий сторон являются заданными, то есть входят в состав исходной информации. Итогом моделирования являются расчетные результаты действий сторон в боевых действиях (операциях). Такие модели чаще всего называют моделями оценки эффективности боевых действий (операций). Для них выработка рациональных способов применения сил и средств не является основной задачей.

В оптимизационных (оптимизирующих, нормативных) моделях конечная цель состоит в определении оптимальных способов ведения боевых действий (операций). Основу этих моделей составляют математические методы оптимизации. По сравнению с оценочными моделями оптимизационные представляют наибольший интерес для планирования боевых действий (операций), поскольку они позволяют не только провести количественную оценку эффективности вариантов ведения боевых действий (операций), но и осуществлять поиск наиболее эффективных вариантов для конкретной обстановки.

Так как сегодня отсутствует единый метод оптимизации, позволяющий учесть весь спектр причинно-следственных связей боевых действий (операций) объединения ВВС, существующие модели поиска наилучших вариантов применения войск (сил) структурно представляют собой комбинацию различных математических методов оптимизации. Особенность построения таких комбинированных моделей состоит в том, что задача моделирования боевых действий расчленяется на ряд подзадач, каждая из которых решается давно апробированным классическим методом оптимизации. Например, подзадачи распределения авиационных ударных средств по объектам поражения и подзадачи распределения средств ПВО по воздушным целям решаются с использованием методов нелинейного программирования, а подзадачи построения маршрутов полета к объектам поражения методом динамического программирования.

Однако сочетание в модели методов оптимизации не позволяет достичь основной цели моделирования боевых действий (операций) определить наилучший способ применения войск (сил), поскольку такой подход не дает возможности в полной мере учитывать глубокую взаимосвязь процессов, характеризующих ход вооруженного противоборства. Это обусловлено тем, что данные подзадачи имеют различные условия решения. Например, подзадача распределения ударных авиационных средств по наземным целям решается отдельно от подзадачи определения оптимального (рационального) способа прорыва ПВО. Вместе с тем это взаимосвязанные вопросы, поскольку от степени прорыва ПВО противника зависит величина потерь в ходе боевого вылета нашей ударной авиации, которая как раз и подлежит распределению по объектам авиационного удара.

Чтобы обеспечить комплексную оптимизацию действий войск (сил) в каждом эпизоде моделируемых боевых действий (операций), предложен новый метод построения моделей метод субоптимизации. Он предусматривает поиск рациональных способов ведения боевых действий (операций) «сверху вниз» последовательно на каждом из уровней управления, но в рамках общего замысла боевых действий (операций). Неоспоримым достоинством субоптимизации является то, что на каждом уровне управления более детально выявляются факторы и условия боевых действий соединений и частей и выбираются наиболее разумные способы их действий.

Таким образом, учитывая потребность командующих и штабов объединений ВВС в эффективном обеспечении поиска рациональных вариантов ведения боевых действий (операций), необходимо ввести новую классификацию оптимизационных моделей боевых действий (операций) объединения ВВС, которая предусматривает разделение моделей на комбинированные и субоптимизационные. Это может помочь пользователям значительно расширить представление об особенностях построения и функционирования моделей, предназначенных для поиска рациональных способов ведения боевых действий (операций).

Иерархичность принятия решения на боевые действия (операцию) не может не найти отражения при построении математических моделей боевых действий (операций) объединения ВВС, поскольку парадигмой построения моделей является максимальное отражение моделируемой действительности.

Однако парадигму моделирования разработчики существующих моделей оперативного уровня понимают односторонне, а именно: модели строят только методом детального воспроизведения воздушных, противовоздушных боев, составляющих основное содержание боевых действий (операций). При этом не уделяется должного внимания детальному воспроизведению иерархической сущности принятия решений на всех уровнях управления, что предоставляет командирам соединений и частей возможность проявлять разумную инициативу, но в рамках общего замысла боевых действий (операций) объединения.

Модели прямого воспроизведения только лишь воздушных и противовоздушных боев можно отнести к разряду одноуровневых моделей. Но поскольку в рамках тактического уровня («на поле» тактического уровня) решаются задачи и оперативного уровня, математическая модель становится громоздкой и неудобной для практического использования. Применение таких моделей сопряжено, во-первых, с необходимостью подготовки большого объема исходных данных, во-вторых, со снижением оперативности непосредственного моделирования боевых действий (операций) и, в-третьих, со сложностью восприятия полученных результатов моделирования.

Структура многоуровневых математических моделей боевых действий (операций) представляет собой целостную систему функционально взаимосвязанных подмоделей (агрегатов) различного уровня, которые взаимосвязаны не только горизонтальными отношениями между собой, но и отношениями подчиненности. Композиционный подход в многоуровневых моделях можно рассматривать как один из перспективных путей их совершенствования с сохранением требуемой степени детализации моделирования боевых действий (операций). Система подмоделей различного уровня управления создает благоприятные условия для моделирования боевых действий (операций) при параллельном или комбинированном методах планирования боевых действий. Оперативность планирования повышается в основном за счет подмоделей тактического уровня. Подготовка исходных данных, моделирование и трактовка его результатов на подмоделях тактического звена осуществляются параллельно соответствующими командирами и их штабами.

Предлагаемый подход к построению математических моделей боевых действий (операций) объединения ВВС, предусматривающий применение метода детального воспроизведения иерархической сущности принятия решений на боевые действия (операцию), позволил ввести еще один признак классификации математических моделей по иерархической структуре. Согласно этому признаку математические модели могут классифицироваться на одноуровневые и многоуровневые.

В существующей классификации математических моделей боевых действий (операций) важное место занимает классификация по способу описания функциональных связей между параметрами (процессов функционирования элементов системы). В соответствии с этим признаком математические модели подразделяются на аналитические и имитационные.

В аналитических моделях процессы функционирования элементов системы описываются в виде некоторых функциональных соотношений или логических условий. Наиболее полно исследование процесса можно провести, если известны явные зависимости, связывающие выходные характеристики с начальными условиями и входными переменными системы. Однако такие зависимости удается получить только для сравнительно простых моделей или при весьма жестких ограничениях, накладываемых на условия моделирования, что является неприемлемым для моделирования боевых действий (операций) объединения ВВС.

Аналитические модели в зависимости от вида применяемых в них аналитических зависимостей (целевая функция и ограничения) принято классифицировать на линейные и нелинейные. Если целевая функция и ограничения линейные, то модель называют линейной. В противном случае модель нелинейная. Например, модели, в основе которых лежит метод линейного программирования, являются линейными, а в моделях, построенных на основе методов максимального элемента или динамического программирования, целевая функция и (или) ограничения нелинейны.

В имитационных моделях имитируются (копируются) элементарные явления (бои, авиационные удары, специальные боевые полеты), составляющие основное содержание боевых действий (операций) с сохранением их логической структуры и последовательности протекания (во времени), что позволяет в определенные моменты времени оценить их характеристики. Имитационные модели позволяют достаточно просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и др. В настоящее время имитационное моделирование наиболее эффективный и часто единственно доступный метод исследования таких сложных систем, как боевые действия (операции) объединения ВВС.

В зависимости от учета фактора времени модели боевых действий (операций) подразделяются на статические, динамические, непрерывные и дискретные.

Статические модели служат для описания боевых действий (операций) в какой-либо момент времени. Они отражают определенный «временной срез» боевых действий (операций). Поэтому статические модели применяются для исследования наиболее важных этапов боевых действий (операций). Как правило, это начальный этап, от исхода которого в значительной степени зависят дальнейший ход событий и конечный результат операции.

Динамические модели описывают боевые действия (операцию) в развитии. Это позволяет выявлять тенденции развития боевых действий (операций), факторы и взаимосвязи, которые, на первый взгляд, не оказывают существенного влияния на моделируемый процесс, но могут стать важным предметом рассмотрения. Тенденция развития динамических моделей боевых действий (операций) явно направлена на усиление их роли в исследовании способов применения войск (сил) сторон. Благодаря способности отражать преемственность между отдельными эпизодами боевых действий (операций) динамические модели нашли достойное применение для решения задач долгосрочного планирования и прогнозирования применения войск (сил).

Математические модели боевых действий (операций) с непрерывным временем моделирования характеризуются тем, что их переменные и выходные параметры изменяются непрерывно, без скачков и последовательно принимают все возможные вещественные значения на всем временном интервале. В непрерывных моделях для нахождения промежуточных значений используют интерполяцию. Так как она предусматривает нахождение промежуточных значений функции, то в основе модели должен лежать аналитический метод, обеспечивающий функциональную зависимость исходных и конечных величин. Аналитические методы наименее подходят для описания всей совокупности факторов боевых действий (операций) объединения ВВС, поэтому непрерывные модели не нашли широкого применения для поиска способов применения войск (сил).

Довольно большое распространение в моделировании боевых действий (операций) объединений ВВС получили дискретные модели. Главное достоинство последних состоит в том, что для их построения необязательно иметь аналитическую зависимость между входными и выходными величинами и можно использовать имитационный метод моделирования.

В дискретных моделях все процессы (входные и внутренние) отличаются скачкообразной, резко выраженной сменой конечного числа состояний: входных, выходных и внутренних. Продвигаясь в дискретной модели боевых действий (операций) последовательно от эпизода к эпизоду с заданным временным шагом моделирования, командующий и его штаб получают комплексное, системное представление о процессах, происходящих в ходе боевых действий (операций). Величина шага моделирования варьируется и может выбираться исходя из требуемой глубины моделирования отдельных эпизодов. Если необходимо глубже изучить тот или иной момент операции, величина шага уменьшается.

На развитие и исход боевых действий (операций) объединения ВВС влияет большое число факторов, имеющих в основном вероятностную природу. В зависимости от способа учета случайных факторов математические модели боевых действий (операций) принято классифицировать на детерминированные, стохастические (вероятностные) и комбинированные.

Однако данная классификация требует важного уточнения, касающегося стохастических (вероятностных) математических моделей боевых действий (операций). Название класса «стохастические (вероятностные) модели» не дает полного представления о способах учета в моделях других «видов» и «родов» неопределенностей. Чтобы уточнить классификацию математических моделей боевых действий (операций) по способу учета случайных факторов, рассмотрим подробно компоненты этого класса.

Характерной особенностью детерминированных моделей боевых действий (операций) является то, что для данной совокупности входных значений модели всегда получается единственный результат. Каждый выбранный командующим объединения ВВС способ применения войск (сил) приводит к строго определенным последствиям, поскольку в ходе моделирования пренебрегают случайными, заранее непредвиденными воздействиями.

Детерминированные модели можно рассматривать как сознательное упрощение реальной действительности, носящей на самом деле неопределенный характер. До того времени, когда в штабах стали применять мощные вычислительные средства, детерминированные модели были основным инструментом оценки эффективности боевых действий (операций). Вся стохастическая неопределенность «пряталась» в исходные данные, в частности в величины вероятностей поражения воздушных целей, наземных объектов, вследствие чего вероятностная задача становилась детерминированной и решалась обычными математическими методами.

Чтобы не усложнять учет неопределенностей, обусловленных слабо предсказуемыми действиями противника, в детерминированных моделях исследовались наиболее вероятные (как правило, типовые), по мнению военных экспертов, варианты применения противником своих войск (сил). Поэтому детерминированные модели можно считать лишь одним из этапов научного изучения вооруженного противоборства.

Наиболее перспективным классом моделей являются недетерминированные модели, поскольку по сравнению с детерминированными позволяют исследовать большее количество возможных вариантов действий противника в ходе ведения боевых действий (операций) объединения ВВС. Необходимо подчеркнуть, что именно недетерминированные, а не стохастические (вероятностные) модели, как это принято в практике моделирования боевых действий (операций). Данное уточнение является очень важным. Прежняя классификация моделей боевых действий (операций), по сути дела, игнорирует наличие другого типа неопределенностей нестохастических (реальных). К этому типу неопределенности относят неопределенность природы, то есть внешней среды, неопределенность целей (степень соответствия желаемого результата реальным возможностям), неопределенность действий противника.

Нестохастические неопределенности вооруженного противоборства, особенно неопределенности действий противника, играют чуть ли не решающую роль в моделировании боевых действий (операций). Столкновение воюющих сторон, преследующих противоположные цели, оказывает существенное влияние на сценарий развития боевых действий (операций). Для каждого такого сценария командующий и его штаб и выбирают рациональный способ применения своих войск (сил). В какой-то степени нестохастическая неопределенность является первичной по отношению к другому роду неопределенности стохастической, поскольку сторонами могут быть выбраны такие варианты действий, которые снижают количество случайных элементарных событий.

В недетерминированных моделях реалистичнее по сравнению с детерминированными моделями отражается комплексное влияние на ход и исход боевых действий (операций) нестохастических и стохастических неопределенностей. Влияние этих неопределенностей в недетерминированных моделях оценивается с учетом наиболее существенных факторов, обусловливающих проявление этих неопределенностей. Так, для учета нестохастической неопределенности предусматривается, что противник практически не ограничен в выборе вариантов способов применения своих войск (сил). Для исследования стохастических неопределенностей случайные процессы, связанные с поражением (обнаружением, радиоэлектронным подавлением) воздушных целей, наземных объектов, воспроизводятся с учетом конструктивных ошибок средств поражения (обнаружения), дальности до цели и ее ракурса, возможности выполнения воздушной целью противоракетного маневра, маскировки наземных объектов поражения, электромагнитной обстановки и т.д.

По способу учета случайных факторов кроме детерминированных и недетерминированных моделей следует выделить класс комбинированных моделей. В них используются приемы учета неопределенностей, характерные как для детерминированных, так и недетерминированных моделей. Среди комбинированных моделей можно выделить те, в которых наиболее глубоко исследуется влияние на результат моделирования боевых действий (операций) стохастической неопределенности, либо наоборот оцениваются слабо предсказуемые действия противника, а вероятностная природа элементарных событий поражения (обнаружения) воздушных целей, наземных объектов учитывается в исходных данных в соответствующих величинах исходных вероятностей.

С точки зрения учета нестохастических неопределенностей математические модели можно классифицировать на модели, построенные на методах теории игр, и ситуационные (военные игры). Их принципиальное отличие состоит в одном важном ограничении, а именно предположении в моделях теории игр полной («идеальной») разумности противника. Расчет на разумного противника лишь одна из возможных позиций в конфликте, но в теории игр именно она кладется в основу. В реальном конфликте зачастую выбор рационального способа применения войск (сил) состоит в том, чтобы угадать слабые стороны противника и своевременно воспользоваться ими.

Именно поэтому наибольшую популярность приобретают ситуационные модели (военные игры). Как и в реальных боевых действиях (операций), в ситуационных моделях предусматривается, что в их ход в любой момент может вмешаться человеческий фактор. Причем игроки обеих сторон практически не ограничены в выборе стратегии своего поведения. Каждый из них, выбирая свой очередной ход, может в зависимости от сложившейся обстановки и в ответ на предпринятые оппонентом шаги принимать то или другое решение. Затем он приводит в действие математическую модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время. Последствиями могут быть возможное количество потерь сторон, количество подавленных постановщиками помех средств ПВО, ударных средств, пунктов управления и связи и т.д. Следующее «текущее решение» принимается уже с учетом реальной новой обстановки. В результате рациональное решение выбирается после многократного повторения такой процедуры.

Важной особенностью игровых и ситуационных моделей является стремление глубоко рассмотреть все возможные виды действий и противодействий, выявить и изучить возможные варианты применения войск (сил) под воздействием противника.

В зависимости от количества сторон, участвующих в моделировании боевых действий (операций), нестохастические модели можно подразделить на двусторонние («парные») и многосторонние («множественные»), сочетаний и типов которых существует множество, включая модели, связанные с участием большого количества игроков и многих посредников. Участниками «множественных» моделей могут быть не только непосредственные противники, но и представители войск (сил), взаимодействующих с объединением ВВС, посредники и т.д. В качестве посредников могут выступать независимые военные эксперты, имеющие возможность вмешиваться в необходимых случаях в ход моделирования боевых действий (операций).

С точки зрения учета стохастической (вероятностной) неопределенности математические модели боевых действий (операций) можно подразделить на вероятностные и статистические. Мотивацией такой классификации является различие задач математической статистики и теории вероятностей.

Задачи математической статистики в известной мере являются обратными по отношению к задачам теории вероятностей (несмотря на то что она основана на понятиях и методах теории вероятностей). В теории вероятностей считаются заданными вероятностные характеристики случайных событий поражения (обнаружения, радиоэлектронного подавления) воздушных целей, наземных объектов. По заданным характеристикам рассчитываются эффективности боевых действий (операций), например: математическое ожидание числа сохраненных объектов, математическое ожидание числа пораженных воздушных целей и т.д.

В математической статистике исходят из того, что вероятностная модель не задана (или задана не полностью), а в результате машинного эксперимента стали известны реализации случайных событий. На основе этих данных математическая статистика подбирает подходящую вероятностную модель для получения вывода о рассматриваемых явлениях, связанных с поражением (обнаружением, подавлением) воздушных целей, наземных объектов.

На ранних этапах математического моделирования, в том числе моделирования боевых действий (операций), вероятностный подход являлся наиболее популярным методом учета стохастической неопределенности. Это обусловлено тем, что объем вычислений статистических методов по сравнению с вероятностными методами чрезмерно велик. Для получения обоснованных результатов моделирования с помощью статистических методов требуются быстродействующие ЭВМ.

По мере развития вычислительной техники статистические методы получают все большее применение для учета стохастической неопределенностей боевых действий (операций). Статистика вычислительного эксперимента по поражению (обнаружению) воздушных целей, наземных объектов, полученная в ходе моделирования боевых действий (операций), содержит в себе информацию об условиях проведения эксперимента: конструктивные ошибки средств поражения (обнаружения); дальность до цели и ее ракурс; возможность выполнения воздушной целью противоракетного маневра; маскировка наземных объектов поражения; электромагнитная обстановка. В вероятностных моделях вероятностные характеристики случайных явлений поражения (обнаружения, подавления) воздушных целей, наземных объектов должны быть заданы заранее, что является затруднительным, поскольку невозможно достаточно точно спрогнозировать те условия обстановки, в которых будет осуществляться поражение (обнаружение) воздушных целей, наземных объектов.

Таким образом, можно привести уточненную классификацию математических моделей боевых действий (операций) объединения ВВС**, которая может быть осуществлена по следующим признакам (табл.):

целевой направленности; способу построения оптимизационных моделей; иерархической структуре; способу описания функциональных связей; характеру зависимостей в целевой функции и ограничениях; учету фактора времени; способу учета случайных факторов; учету нестохастических неопределенностей; количеству участвующих в моделировании сторон; учету стохастических неопределенностей. В таблице новые и уточненные классы математических моделей выделены жирным шрифтом.

Основной направленностью уточненной классификации является установление четких границ между моделями боевых действий (операций), а главное выявление тенденций развития математического моделирования таких сложных систем, какими являются модели боевых действий (операций) объединения ВВС. В результате классификации установлено, что основными тенденциями математического моделирования боевых действий (операций) являются: во-первых, разработка субоптимизированных математических моделей, предназначенных для поиска оптимальных вариантов ведения боевых действий (операций) объединения ВВС; во-вторых, разукрупнение крупномасштабной задачи моделирования боевых действий (операций) за счет применения метода детального воспроизведения иерархической сущности принятия решений на боевые действия (операцию); в-третьих, создание класса моделей, в которых корректно учитывается воздействие как стохастических неопределенностей, связанных с поражением (обнаружением) воздушных целей, наземных объектов, так и нестохастических, обусловленных трудно предсказуемыми действиями противника.

Математическое моделирование и оценка эффективности боевых действий Войск ПВО. Тверь: ВА ПВО, 1995. С. 105; Военная мысль. 1989. № 2. С. 38; Военная мысль. 1987. № 7. С. 34.

К числу методов оптимизации относятся аналитические методы (метод Лагранжа, уравнения Ланчестера), итерационные (методы линейного, нелинейного, динамического программирования), неитерационные (методы случайного поиска, многофакторного анализа), а также методы последовательной оптимизации (ситуационный метод, методы покоординатного поиска и наискорейшего спуска).

Военная мысль. 2003. № 10. С. 24.

Военная мысль. 2003. № 10. С. 23-24.

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

Подполковник Д. Малышев,
кандидат военных наук;
К. Сычев

Оперативная и боевая подготовка (ОБП) является важнейшим инструментом развития вооруженных сил, обеспечивающим рост возможностей подразделений, поддержание их высокой боеготовности и способности быстро реагировать на любые угрозы безопасности, в том числе в условиях сокращения численности ВС, модернизации и повышения эффективности систем вооружения и трансформации характера самих угроз.

Практически все учения в ВС ведущих зарубежных стран (ВЗС) проводятся сегодня с использованием компьютерных средств моделирования боевой обстановки, что способствует достижению стратегической внезапности, высокой скрытности мероприятий, направленности подготовки войск (сил) и повышению эффективности ОБП в целом, а также значительной экономии финансовых средств и других ресурсов.

Одной из тенденций развития систем моделирования и имитации является их интеграция в единое информационное пространство (ЕИП). Это позволяет увеличить число одновременно принимающих участие в учении подразделений, выполняющих учебно-боевые задачи с использованием тренажеров. Имитационные комплексы и компьютерные средства моделирования боевой обстановки объединяются со штатным вооружением, военной и специальной техникой на основе глобально распределенных информационно-коммуникационных сетей связи и высокопроизводительных вычислительных комплексов, что обеспечивает отработку учебно-боевых задач подразделениями, дислоцирующимися не только в различных районах одного континента, но и в разных частях земного шара.

Одним из первых мероприятий по организации процесса объединения различных систем моделирования в ЕИП можно считать создание в середине 1980-х годов протокола для сети имитации SIMNET (Simulation Network). Благодаря этому стало возможным объединение географически удаленных систем имитации, что на то время было прорывом.

В дальнейшем на основе SIMNET был разработан более известный стандарт распределенного интерактивного моделирования DIS (Distributed Interactive Simulation). Параллельно ему разрабатывался протокол ALSP (Aggregate Level Simulation Protocol) для интеграции систем имитации боевых действий различного уровня (от тактического до оперативно-стратегического).

В результате объединения стандарта DIS и протокола ALSP в середине 1990-х годов появился новый стандарт так называемой архитектуры высокого уровня (High Level Architecture - HLА), который активно используется и развивается в настоящее время.

Важным этапом в области моделирования и имитации стало создание по указанию конгресса США в 1990 году управления моделирования МО США (Defense Modeling and Simulation Office -DMSO). Одной из его задач еще в 1991 году являлась разработка архитектуры интеграции натурных, виртуальных и конструктивных средств моделирования (Live Virtual Constructive - Integration Architecture - LVC-IA), что положило начало созданию концепции интегрированной среды распределенных средств моделирования боевой обстановки (для краткости в этой статье будет использоваться термин "интегрированная среда JLVC").

Интегрированная среда JLVC (Joint Live Virtual Constructive) - это объединение натурных (L - Live, реальные войска, применяющие специальные датчики, или сенсоры, для обмена оперативными данными), виртуальных (V - Virtual, тренажеры или симуляторы) и конструктивных (С -Constructive, виртуальные войска, действия которых имитируются на компьютере) средств моделирования в едином информационном пространстве для отработки задач ОБП.

Тенденции развития средств моделирования и имитации в интересах обеспечения оперативной подготовки штабов и боевой подготовки войск (сил) определяются общими направлениями развития самой системы ОБП, которые, в свою очередь, диктуются изменениями в доктринальных установках строительства вооруженных сил. В связи с этим в ВС США был разработан ряд инициатив, включенных в план министерства обороны по выполнению программ развития подготовки национальных вооруженных сил на пятилетний период (2006-2011) 1 . Две из них непосредственно касаются интегрированной среды JLVC: "Возможность совместной подготовки национальных вооруженных сил" и "Натурные, виртуальные и конструктивные средства обеспечения подготовки".

В рамках обеих программ было запланировано повышение эффективности мероприятий ОБП, проводимых посредством моделирования совместных и самостоятельных операций и боевых действий. Предполагалось, что такие учения можно реализовать путем интеграции в единую сеть функционально совместимых учебных объектов (полигонов, городков, полей и т. п.), в том числе специальных устройств, генерирующих виртуальные группировки войск (сил). Моделирование тактических и оперативно-стратегических действий группировок войск (сил) должны соответствовать руководящим требованиям объединенных командований и видов вооруженных сил.

В интересах совершенствования системы оперативной и боевой подготовки в рамках МО США на уровне заместителей министра и руководителей управлений центрального аппарата были созданы рабочие группы по анализу проблем и недостатков применения средств моделирования и имитации в этой сфере. Так, в области концепции интегрированной среды JLVC были выделены проблемные места, требующие:
- создания многоуровневой и многофункциональной системы натурных, виртуальных и конструктивных средств моделирования (LVC environment), которая улучшит качество учений с применением авиационного вооружения и в целом будет способствовать проведению оперативной и боевой подготовки в области совместного применения авиационного и ракетного вооружения;
- обеспечения соответствия интегрированной среды JLVC принципам модульности и адаптивности;
- повышения эффективности моделей, так как крупномасштабные учения требуют применения более простых средств моделирования и имитации, которые должны обеспечивать разработку и сопровождение сценариев учения с гораздо меньшими временными издержками.

Согласно инициативе "Объединенная оценка и имеющиеся возможности", описанной в "Плане развития моделирования и имитации в сфере ОБП" 2 , в 2008-2009 годах под руководством аппарата министра обороны США был проведен очередной анализ возможностей в сфере оперативной и боевой подготовки и разработан соответствующий документ, в котором представлены результаты анализа возможностей по обеспечению проведения ОБП конструктивными (компьютерными) системами имитации, тренажерами, симуляторами и интерфейсами доступа к штатным системам боевого управления, связи и разведки.
Таких специализированных функциональных "кластеров" прикладных средств моделирования и имитации (так называемых федераций 3 ) в рамках министерства обороны США сформировалось несколько. Одним из них является федерация JLVC (JLVC Federation), реализующая концепцию создания интегрированной среды JLVC, которую курирует объединенный штаб КНШ.

Технические и организационные возможности федерации по обучению представителей объединенного штаба, других силовых и не силовых ведомств и министерств, а также союзных государств позволяют подразделениям регулярных войск и резервного компонента американских вооруженных сил, органам внутренних дел, ВС других государств, международным организациям (например, Международный комитет Красного Креста) отрабатывать учебно-боевые задачи в тесном взаимодействии со штабами объединенных и видовых командований.

В настоящее время интегрированная среда JLVC дает возможность проводить мероприятия совместной подготовки группировок войск (сил) численностью до 20 тыс. человек и объединять в виртуальной среде более чем 1 200 географически удаленных друг от друга объектов. Ежегодная продолжительность обучения до 10 тыс. ч 4 . Федерация JLVC позволяет моделировать боевые действия с участием формирований бригадного состава.

В качестве примера можно привести учения "Талисман сейбр", которые проводились в 2009 году. В них принимали участие ВС Австралии и формирования национальной гвардии американских штатов Род-Айленд, Флорида и Гавайи. Объединение средств имитации осуществлялось через архитектуру HLA и стандарт DIS, подключенные к компьютерной сети министерства обороны Австралии DTEN (Defense Training and Experimentation Network). К учениям привлекались формирования 3-й дивизии морской пехоты США и многонациональные оперативные силы, в состав которых входили подразделения ВВС, СВ и ВМС Австралии. В ходе них отрабатывались следующие задачи: оперативное и тактическое взаимодействие в операциях постконфликтного урегулирования и по поддержанию мира, а также повышение боеготовности ВС стран-участниц.

Основными конструктивными системами, входящими в состав интегрированной среды JLVC, являются:
- система JTLS (Joint Theater Level Simulation) - интерактивная многопользовательская система, предназначенная в основном для моделирования и имитации операций на театре военных действий объединенными и коалиционными группировками войск (сил). В ней предусмотрена имитация решения боевых задач, которые могут быть поставлены объединенным оперативным формированиям и их компонентам, а также формированиям сил специальных операций, органам разведки, силам и средствам тыла;
- система JCATS (Joint Conflict and Tactical Simulation) , которая позволяет осуществлять моделирование боевых действий во всем спектре операций. В последнее время она применяется для выполнения этой задачи в населенных
пунктах, когда количество учитываемых объектов составляет от 25 тыс. до 40 тыс.;
- система моделирования боевых действий авиации AWS1M (Air Warfare Simulation) ;
- объединенная система моделирования боевых действий JSAF (Joint Semi-Automated Forces) ;
- система моделирования тактического уровня TACSIM (Tactical Simulation) , моделирование сбора и передачи разведывательной информации;
- национальная система имитации боевых действий NWARS NG (National Wargaming Simulation Next Generation) ;
- модуль объединенной системы имитации материально-технического обеспечения войск (сил) JDLM (Joint Deployment Logistics Module) .

Перспективным направлением развития интегрированной среды JLVC является так называемое раздельное построение ее функциональных компонентов. Основная часть состоит из уровня интерфейсов, моделирования боевых действий и окружающей обстановки, а также из сервера данных и его программного обеспечения. Предполагается, что каждый из этих уровней будет независимым для модернизации от остальных, что позволит сократить временные затраты, масштаб изменений среды и тем самым суммарную стоимость.

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 7/2009, стр. 12-20

Моделирование вооруженного противоборства: перспективы развития

Полковник В.И. ВЫПАСНЯК ,

кандидат военных наук

Полковник Д.Б. КАЛИНОВСКИЙ

Полковник О. В. ТИХАНЫЧЕВ ,

кандидат технических наук

В НАСТОЯЩЕЕ время существенно возрастают роль и значение военно-научного обоснования решений органов государственного и военного управления в области строительства, подготовки, планирования применения и управления Вооруженными Силами в ходе решения стоящих перед ними задач по обеспечению военной безопасности государства. При этом, как показывает опыт локальных войн и вооруженных конфликтов, важнейшими условиями успешного достижения целей современных операций являются своевременное отслеживание и отображение в режиме времени, близком к реальному, обстановки в зонах конфликтов, прогнозирование ее развития, проработка различных вариантов действий войск сторон, в том числе с использованием методов математического моделирования.

Актуальность проблемы применения методов математического моделирования в военном деле подтверждается большим количеством публикаций на эту тему в различных периодических изданиях. Их анализ показывает, что мнения авторов различаются в диапазоне от полного неприятия математических моделей в военном деле до вполне объективного понимания этого вопроса, хотя и с определенными оговорками.

Причины такого разброса мнений различны. Кто-то считает, что для информационной поддержки планирования операции вполне достаточно расчетных задач и математического аппарата сравнения боевых потенциалов, другие настаивают на применении упрощенных моделей, уповая на способности командира «выстраивать мысленную модель предстоящего боя и операции», или просто не делают различий между моделями и расчетными задачами, достаточно вольно трактуя их определения.

Хотя почти все авторы говорят о необходимости прогнозирования в работе командиров (командующих) и штабов, очень часто звучит мнение, подтверждаемое, на первый взгляд, обоснованными примерами и рассуждениями, что использование методов математического моделирования нецелесообразно, а иногда и опасно, поскольку ведет к искажению оценки результатов планирования. Причин данного заблуждения, на наш взгляд, несколько. Это, во-первых, непонимание сущности математического моделирования, назначения используемых моделей, их возможностей, принимаемых при разработке допущений и границ применения. Во-вторых, выдвижение одинаковых оперативных и технических требований к моделям и задачам различного назначения, применяемым для разных уровней управления. И, наконец, в-третьих, необоснованная «абсолютизация» результатов моделирования.

Все это является следствием различного понимания военными теоретиками и должностными лицами органов военного управления проблемы моделирования вооруженного противоборства. Чтобы обоснованно обсуждать данную проблему, необходимо прежде всего определиться с основными ее составляющими: терминологией математического моделирования; классификацией математических моделей и методов прогнозирования; методикой и границами применения математических моделей; технологиями реализации математических моделей различного назначения.

В первую очередь следует уяснить, что считать математической моделью (ММ), а что информационно-расчетной задачей (ИРЗ), а также, чем отличается математическое моделирование от проведения оперативно-тактических расчетов (ОТР). В справочной литературе существует достаточно большое количество определений рассматриваемых понятий.

Так, в «Военной Энциклопедии» математическая модель трактуется как описание какого-либо явления (объекта) с помощью математической символики. В «Военном энциклопедическом словаре» математическое моделирование в военном деле сформулировано как метод военно-теоретического или военно-технического исследования объекта (явления, системы, процесса) путем создания и изучения его аналога (модели) с целью получения информации о реальной системе.

Оперативно-тактические расчеты в этом же словаре изложены как вычисления, проводимые личным составом управлений, объединений, соединений, частей и подразделений, цель которых определить количественные, качественные, временные и другие показатели для принятия решений на операцию (бой) или обоснования планирования применения войск и обеспечения управления.

Одна из самых популярных электронных интернет-энциклопедий «Википедия» дает свои формулировки понятий, относящихся к математическому моделированию. Так, задача в самой общей «канонической» форме - логическое высказывание типа: «даны заданные условия, требуется обеспечить достижение некоторой цели», а модель - логическое или математическое описание компонентов и функций, отображающих существенные свойства моделируемого объекта или процесса.

На основании приведенных в этом же источнике определений можно четко увидеть существенное различие между отдельной математической моделью, комплексом и системой моделей. Комплекс моделей - совокупность моделей, предназначенных для решения одной сложной задачи, каждая из которых описывает ту или иную сторону моделируемого объекта или процесса. Если же модели связаны так, что результаты одних оказываются исходными данными для других до получения общего результата, то комплекс обращается в систему моделей. Система моделей - совокупность взаимно связанных математических моделей для описания сложных систем, которые невозможно воспроизвести в одной модели. Для планирования и прогнозирования поведения крупных объектов разрабатываются системы моделей, построенные обычно по иерархическому принципу, в несколько уровней. Они называются многоуровневыми системами.

И, наконец, в действующем ГОСТе серии «РВ» приведены следующие определения математической модели и расчетной задачи. Математическая модель операции (боевых действий) - система математических зависимостей и логических правил, позволяющая с достаточной полнотой и точностью воспроизводить во времени наиболее существенные составляющие моделируемых боевых действий и рассчитывать на основе этого численные значения показателей прогнозируемого хода и исхода боевых действий.

Расчетная задача - совокупность математических зависимостей, алгоритмов и данных для выполнения оперативно-стратегических (оперативно-тактических) или специальных расчетов, позволяющая оценить обстановку, которая сложится в результате предполагаемых действий или рассчитать параметры управления, обеспечивающие достижение требуемого результата с вероятностью не ниже заданной.

Анализ данных определений показывает различие между ММ и ИРЗ, заключающееся в том, что первые предназначены для прогноза развития ситуации при разных вариантах исходных данных, а вторые - преимущественно для проведения прямых расчетов в интересах получения конкретного результата. Раньше ИРЗ решались в основном вручную, а ММ - на «больших» ЭВМ. С развитием средств автоматизации многие задачи были переложены в виде программ на ЭВМ, что позволило усложнить применяемый математический аппарат, количество учитываемых факторов, и привело к некоторому «стиранию» грани между ММ и ИРЗ. Это, на наш взгляд, одна из причин недоразумений по отношению к применению математического моделирования в ходе проведения оперативно-тактических расчетов.

В соответствии с руководящими документами основными функциями штабов является сбор информации и ее оценка, планирование операции (боя) и прогнозирование изменений обстановки. С планированием все достаточно ясно: оно подразумевает преимущественно решение прямых и обратных ИРЗ. А вот для оценки обстановки, прогнозирования ее изменений, а также для сравнительной оценки спланированных вариантов применения войск (сил) требуется применение разнообразных математических методов прогнозирования (рис.).

Классификация методов прогнозирования

Каждый из данных методов апробирован в различных областях управленческой деятельности и доказал свое право на существование. Но не все из них могут быть использованы в практической деятельности командиров (командующих) и штабов при организации военных действий. Это обусловлено особенностями ведения вооруженной борьбы, заключающимися в существенной неопределенности исходных данных, необходимости учитывать огромное количество факторов и высокой «стоимости» ошибочных решений. Исходя из этого методы экстраполяции тенденций и некоторые виды моделей практически никогда не используются при организации военных действий. Иное дело - экспертные методы и математическое моделирование, но и на их применение оказывают существенное влияние вышеперечисленные особенности.

Формально любой из отображенных на рисунке подходов к прогнозированию можно отнести к моделированию процессов и определению тенденций: логическому, мысленному, математическому. Но исходя из специфики моделирования вооруженного противоборства, определения ММ, применяемого в ГОСтах серии «РВ», целесообразно, говоря о моделировании, рассматривать именно математические модели, описывающие процессы вооруженного противоборства, его составных частей и отдельных форм. Далее речь пойдет преимущественно о таких моделях.

Классификация математических моделей влияет на требования к ним, на формирование перечней ММ и ИРЗ, обеспечивающих поддержку принятия решений должностных лиц органов военного управления. По своему назначению ММ принято разделять на исследовательские и штабные (табл. 1).

Таблица 1

Классификация математических моделей

Исследовательские модели предназначены как для обеспечения проведения исследований, связанных с развитием вооружения, разработкой новых способов ведения операций и боевых действий, так и для анализа результатов расчетов при заблаговременном планировании. Основное требование к ним - обеспечение необходимой точности математического описания исследуемых процессов. Менее жесткие требования предъявляются к оперативности моделирования.

Штабные модели - это математические модели операций (боевых действий), предназначенные для обеспечения практической деятельности штабов. К ним предъявляются два основных требования: первое - возможность применения в реальном режиме времени, вписывающемся в алгоритм работы штаба; второе - обеспечение существенного повышения объективности и обоснованности решений, принимаемых по управлению войсками.

По форме описания процесса вооруженного противоборства ММ подразделяются на аналитические и стохастические. И те, и другие могут быть как штабными, так и исследовательскими.

По получаемому результату моделирования модели наиболее значимо разделяются на прямые (описывающие) и прескриптивные (оптимизирующие или предписывающие). Первые позволяют ответить на вопрос: «что будет если...», вторые: «как сделать, чтобы получилось так». Наиболее часто в военном деле применяются описывающие модели. Применению прескриптивных моделей, более перспективных с точки зрения поддержки принятия решений, препятствует ряд объективных и субъективных факторов.

Объективным является то, что при большом количестве учитываемых факторов очень сложно сформулировать формальную задачу поиска оптимального решения. Не менее сложно интерпретировать полученные результаты. Субъективные факторы: нежелание должностных лиц доверять поиск решения программе, принципы работы которой им неизвестны. Встречается также мнение, что алгоритм работы прескриптивной модели можно вычислить, и, зная его, просчитать результат решения. Это мнение, несомненно, ошибочно, так как даже при известном алгоритме работы модели невозможно вычислить результат моделирования, не имея точных сведений о вводимых в модель исходных данных.

Трудно судить, насколько существенны эти факторы для разработки ММ, но факт налицо: в настоящее время для прогнозирования в военной области применяются описывающие модели. Вероятно, эта тенденция сохранится и в ближайшей перспективе.

В некоторых источниках, рассмотренных в начале статьи, высказывается мнение, что моделирование (а иногда и прогнозирование) можно заменить проведением прямых расчетов, достаточно с той или иной степенью приближения описать процесс системой уравнений. Однако в таком подходе кроется незаметный, но опасный подвох. Во-первых, некоторые процессы описать в явном виде просто невозможно. Во-вторых, описание поведения системы уравнениями в явном виде требует введения значительного количества поправочных и обобщающих коэффициентов, большинство из которых получается эмпирическим путем при обобщении статистики известных событий. Делается это в строго заданных условиях, о которых потенциальный пользователь расчетной системы в момент принятия решения знать не будет. Любое изменение в формах, методах, средствах вооруженной борьбы снижает точность системы уравнений, искажает решение задачи. Поэтому расчетные методики никогда не заменят модель, оперирующую вероятностными подходами.

Границы применения математического моделирования, перечень применяемых ММ в рамках выше приведенной классификации определяется задачами прогнозирования и оценки, решаемыми в использующих их органах военного управления, а также возможностями по предоставлению входной и потребностями в выходной информации моделей. Из анализа требований основных руководящих документов, опыта мероприятий оперативной подготовки можно определить потребности органов военного управления в применении математических моделей и представить их иерархическую структуру (табл. 2).

Предложенная классификация не является догмой, а лишь отражает потребности органов военного управления в средствах расчетно-информационной (в перспективе и интеллектуальной) поддержки и обоснования принимаемых решений. Реализация предложенных моделей по уровням управления, их многозвенная взаимоувязка по существу и является перспективой развития математического моделирования.

Несмотря на объективную необходимость использования математических моделей при организации военных действий, на их применение существенное влияние оказывают субъективные факторы, связанные с отношением должностных лиц к результатам моделирования. Следует четко понимать, что модель не средство непосредственной выработки решений на применение войск (сил) или обоснования путей развития системы вооружений, а лишь инструмент, обеспечивающий осуществление одного из этапов этого процесса - проведение сравнительной оценки качества принимаемых решений. Этот инструмент разрабатывается под определенные задачи и условия с некоторыми допущениями и имеет соответствующую область применения. Причем не всегда возможно и необходимо разрабатывать некую универсальную модель, часто целесообразнее иметь набор инструментов, применяемых для решения конкретных задач на определенных рабочих местах (уровнях управления), приспособленных к конкретным условиям работы. Только такое понимание позволит сформировать правильный подход к применению модельных технологий в органах военного управления и вывести организацию военных действий (операций, боевых действий) ВС РФ на качественно новый, соответствующий требованиям ведения современной войны уровень.

В этой связи, а также с точки зрения технологической реализации модельных технологий, наиболее целесообразной представляется классификация математических моделей относительно их включения в состав специального математического и программного обеспечения (СМПО) автоматизированных систем управления войсками (АСУВ). При таком подходе модели могут быть реализованы, во-первых, непосредственно в составе СМПО комплексов средств автоматизации (КСА) АСУВ; во-вторых - в виде отдельных программно-технических комплексов (ПТК), обеспечивающих решение конкретных задач; в-третьих - в составе стационарных или мобильных многофункциональных моделирующих центров (компьютерных центров моделирования военных действий - КЦ МВД).

Опыт разработки и эксплуатации АСУВ показывает, что в ряде случаев существует объективная необходимость включения математических моделей в состав СМПО АСУВ, например, для обеспечения сравнительного анализа вариантов применения войск при выработке замысла операции, оценки эффективности вариантов построения массированного огневого удара и др. Математические модели, функционирующие в составе специального программного обеспечения (СПО) АСУВ должны обеспечивать автоматизированный обмен информацией с базой данных системы, другими моделями и задачами, получая большую часть информации от них в автоматизированном режиме. Эти модели должны иметь предельно простой пользовательский интерфейс, обеспечивающий достаточный набор формализованных управляющих воздействий по порядку применения войск (сил) и боевых систем, а также функций по наглядному представлению результатов моделирования.

Таблица 2

Иерархическая структура математических моделей вооруженного

противоборства

Речь идет в первую очередь о штабных моделях, иногда еще называемых в специальной литературе «экспресс-моделями», хотя определение «экспресс» звучит несколько уничижительно, отражая лишь внешние потребительские качества модели - простоту управления и быстроту получения результата. В то же время штабные модели являются достаточно сложным продуктом: они адекватно описывают процесс, для моделирования которого они разрабатывались. Внешняя простота достигается длительной работой над оптимизацией вычислительных алгоритмов и пользовательских интерфейсов. Зато именно такие модели могут широко использоваться офицерами, не имеющими специальной компьютерной подготовки.

Справедливости ради следует отметить, что творческая и «штучная» работа по созданию интерфейсов программ и выработке подходов по их унификации, выполнить которую может только специалист с широким оперативным и техническим кругозором, не относится к научной деятельности. При этом отсутствие унифицированных подходов к интерфейсной реализации математических моделей и информационно-расчетных задач в работе должностных лиц существенно снижает их пользовательские свойства, затрудняет освоение должностными лицами и внедрение в деятельность органов военного управления.

Более разнообразные по функционалу, хотя и более сложные в эксплуатации модели иногда целесообразно не включать в состав СМПО АСУ В, а использовать в составе многофункциональных компьютерных моделирующих центров или отдельных специализированных ПТК. Это обусловлено следующими факторами:

сложные модели, комплексы и системы моделей могут формировать требования к вычислительной технике, не всегда обеспечиваемые средствами серийных АСУВ;

дороговизна разработки и необходимость обслуживания сложных математических моделей иногда делает нецелесообразным поставки их в органы военного управления для использования всего несколько раз в году, а иногда и реже, целесообразнее использовать одну модель в режиме перемещения в составе мобильных ПТК с собственным персоналом;

более сложные и разнообразные в управлении модели требуют для обслуживания более подготовленных специалистов, которые не всегда есть в автоматизируемых органах военного управления;

требования к составу и детализации исходных данных сложных моделей (комплексов и систем моделей) не всегда позволяют организовать их автоматизированное взаимодействие с базой данных АСУВ;

разнообразие выходной информации требует ее комплексной оценки, часто на грани науки и искусства, что может быть обеспечено только опытным специалистом в области моделирования. Более того, только специалист в области моделирования может детально знать допущения и ограничения, принятые при разработке модели, область ее применения и оценить степень влияния этих факторов на результаты моделирования. В деле оперативного (боевого) планирования, учитывая высокую цену ошибки, это немаловажное обстоятельство.

Эти факторы в совокупности с необходимостью обеспечения решения задач оперативного планирования и формирования программы вооружений обусловливают необходимость создания специализированных компьютерных центров (отдельных ПТК) моделирование военных действий (КЦ МВД) вне рамок АСУВ. Такие компьютерные центры моделирования могут быть стационарными или подвижными, оснащаться компьютерами в различной комплектации, но при этом должны обязательно соблюдаться условия возможности обмена информацией между КЦ МВД и АСУВ и обеспечения требований сохранности исходной информации АСУВ.

Стационарные моделирующие центры могут использоваться в интересах органов управления высшего звена при осуществлении стратегического планирования, организации и анализе результатов мероприятий оперативной подготовки, формировании программ вооружения, разработке мобилизационных планов и проведении других подобных мероприятий.

Мобильные КЦ МВД могут применяться для усиления штабов оперативно-стратегического и оперативного звеньев при оперативном планировании и заблаговременной подготовке операций, а также в ходе проведения мероприятий оперативной (боевой) подготовки.

Таким образом, математическое моделирование в области вооруженного противоборства целесообразно, на наш взгляд, развивать по следующим основным направлениям:

Первое - создание штабных моделей, учитывающих основные влияющие на процесс противоборства факторы, с предельно простым интерфейсом для использования в составе СПО АСУВ при проведении сравнительной оценки решений на применение войск (сил). Наряду с этим можно рассмотреть возможность внедрения моделей в состав расчетно-моделирующих комплексов в целях проведения сравнительной оценки рассчитываемых вариантов в автоматическом режиме, незаметно для пользователя.

Второе - создание специализированных ПТК, в том числе мобильных, сопрягаемых с КСА АСУВ по входным и выходным данным, для моделирования в интересах решения сложных задач и задач с ограниченным доступом к информации.

Третье - создание вне рамок АСУВ многофункциональных КЦ МВД, включающих комплексы и системы математических моделей и расчетных задач в целях обеспечения решения широкого спектра задач оценки и прогнозирования обстановки в интересах принятия военно-политических решений, планирования военных действий и строительства Вооруженных Сил.

Предложенная классификация моделей, предлагаемый понятийный аппарат и подходы к реализации ММ для органов военного управления различного уровня позволит, на наш взгляд, четко определить место и принципы использования технологий математического моделирования в ВС РФ, выработать единый взгляд на методы применения ММ в системе строительства, планирования применения, подготовки и управления войсками (силами), упорядочить процесс их разработки и внедрения в практику деятельности органов военного управления.

Анализ состояния, перспектив развития моделирования и динамики роста затрат на разработку математических моделей военных действий в ВС ведущих государств мира, показывает серьезность отношения к этому вопросу за рубежом и служит дополнительным подтверждением актуальности рассматриваемых в данной статье вопросов.

Военная Мысль. 2004. № 10. С. 21-27; 2003. № 10. С. 71-73.

Военная Мысль. 2007. № 9. С. 13-16; 2007. № 10. С. 61-67; 2008. № 1. С. 57-62.

Военная Мысль. 2005. № 7. С. 9-11; 2006. № 12 С. 16-20.

Военная Мысль. 2007. № 10. С. 61-67; 2007. № 9. С. 13-16; 2008. № 3. С. 70-75.

Военная Энциклопедия. М.: Воениздат, 2001. Т. 5. С. 32.

Военный энциклопедический словарь. М.: МО РФ, Институт военной истории, 2002. С. 1664.

http://www.wikipedia.org._

Зарубежное военное обозрение. 2006. № 6. С. 17-23; 2008. № 11. С. 27-32.

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

Для обучения войск ВКО необходима новая материально-техническая база, создаваемая на основе современных максимально унифицированных технических средств обучения, разработанных с использованием современных технологий

Обеспечение высокого уровня подготовленности личного состава – от уровня отдельных подразделений до высших звеньев управления – с одновременным снижением материальных и финансовых затрат является весьма актуальным проблемным вопросом для подготовки войск (сил) и органов управления Войск ВКО.

Необходимость решения в настоящее время данного вопроса обусловлена следующими факторами:

• постоянным изменением характеристик средств вооруженной борьбы вероятного противника;
• возрастающей динамикой боевых действий;
• участием разнородовых и разновидовых сил и средств ПВО и ПРО при решении задач ВКО;
• ограниченными возможностями используемого типажа воздушных мишеней по созданию воздушной и помеховой обстановки при проведении тактических учений с боевой стрельбой на полигонах МО РФ;
• возрастающей стоимостью проведения полномасштабных учений и совместных тренировок боевых расчетов различных уровней управления видов и родов войск;
• ограниченными возможностями существующих тренажерных средств по комплексированию их в тренажерные комплексы и тренажные системы в интересах комплексной подготовки войск и органов управления ВКО.

Возможным подходом к решению проблемных вопросов, связанных с организацией и проведением мероприятий боевой и оперативной подготовки, может быть использование современных технологий моделирования вооруженного противоборства, применяемых в технических средствах обучения (ТСО) для подготовки войск (сил) и органов управления ВКО.

В настоящее время рядом организаций промышленности: Центром совместных технологических разработок, НИИ «Центрпрограммсистем», ЗАО «ЦНТУ «Динамика», ЗАО «НИИ ТС «Синвент», Конструкторским бюро приборостроения, ОАО «Тулаточмаш» и т. д. ведутся работы по созданию современных ТСО для Войск ВКО и разработке перспективных технологий моделирования военных действий и тренажа специалистов войск (сил) и органов управления соединений, объединений ВКО.

Однако их усилия в основном сосредоточены на создании технических средств обучения тактического уровня в виде автономных однородных тренажеров. Эти работы не предполагают интеграцию тренажеров и тренажерных комплексов в тренажные системы внутривидового и межвидового применения, что резко сужает область их применения при подготовке воинских формирований (ВФ) и органов управления, решающих задачи ВКО.

В общем случае типаж ТСО для Войск ВКО может включать:

• учебно-тренировочные средства;
• тренажерные комплексы;
• тренажные системы внутривидового применения;
• тренажные системы межвидового применения.

При этом следует различать, что учебно-тренировочное средство (УТС) – это аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий полный цикл подготовки номеров боевого расчета одного уровня управления (подразделения) за счет проведения автоматизированного теоретического обучения по требуемым видам подготовки, формирования начальных навыков и умений ведения боевой работы (боя) путем проведения индивидуальных и автономных тренировок.

Тренажерный комплекс (ТК) – это структурно-организационное объединение информационно-сопряженных территориально разнесенных УТС, обеспечивающих требуемый уровень практической подготовленности расчетов различных уровней управления с учетом реализованного в образцах ВВТ уровня автоматизации процесса ведения боя путем проведения комплексных (двухстепенных) тренировок в требуемых условиях боевого применения ВВТ.

Тренажная система внутривидового применения (ТС ВП) – это структурно-организационное объединение информационно-сопряженных территориально разнесенных ТК и УТС в тактическом соединении войск, обеспечивающее требуемый уровень практической подготовленности и слаженности расчетов различных уровней управления путем проведения совместных (трехстепенных) тренировок соединений воинских формирований одного вида ВС.

Тренажная система межвидового применения (ТС МП) – это структурно-организационное объединение информационно сопряженных территориально разнесенных ТК и ТС внутривидового применения в оперативно-тактическом соединении войск, обеспечивающее требуемый уровень слаженности расчетов различных уровней управления путем проведения совместных тренировок соединений воинских формирований нескольких видов ВС.

В этой связи создаваемые технические средства обучения боевых расчетов КП и ПУ различного уровня управления Войск ВКО с учетом возможного привлечения разновидовых сил и средств для подготовки к решению задач ВКО должны рассматриваться на всех уровнях предложенной классификации по предназначению в зависимости от особенностей проведения мероприятий боевой и оперативной подготовки.

Основными проблемными вопросами, которые остаются при разработке тренажных средств, являются:

• обеспечение высокой степени адекватности имитации работы оборудования, систем и средств образцов ВВТ и органов управления;
• обеспечение требуемой степени адекватности имитируемой воздушной и наземной (при необходимости и морской) обстановки реальной;
• обеспечение единой имитируемой воздушной и наземной обстановки для всех средств ВВТ и воинских формирований, задействованных в тренировках;
• сопряжение территориально-разнесенных УТС и тренажерных комплексов в системы более высокого уровня для проведения многостепенных тренировок органов управления;
• синхронизация во времени работы территориально разнесенных тренажеров и тренажерных комплексов для проведения различных видов тренировок в составе тренажных систем;
• обеспечение объективности оценивания уровня профессиональной подготовленности специалистов, боевых расчетов и органов управления по результатам документирования их деятельности в процессе подготовки.

Для обучения Войск ВКО необходима новая материально-техническая база, создаваемая на основе современных максимально унифицированных ТСО, разработанных с использованием современных технологий. Подготовка высококвалифицированных специалистов и органов управления, готовых и способных в любой момент времени качественно решать возложенные на них задачи в любых условиях обстановки, практически невозможна без систематических тренировок с моделированием ситуаций, которые могут возникнуть в реальной боевой обстановке, включая нестандартные (нештатные, аварийные) ситуации.

Учитывая отечественную и зарубежную практику разработки ТСО, предлагается следующая концепция их создания:

• во-первых, это создание многоуровневой системы имитационных и математических моделей средств образцов вооружения и военной техники (ВВТ) при подготовке ВФ (рис. 1);

• во-вторых, это интеграция созданных имитационных моделей образцов ВВТ, элементов ВФ и тренажных средств в единую моделирующую среду с целью создания и использования единого виртуального боевого пространства при проведении мероприятий боевой и оперативной подготовки (рис. 2);

• в-третьих, имитационные модели образцов ВВТ и тренажные средства должны взаимодействовать между собой и с моделирующей средой посредством реализации стандарта распределенного моделирования IEEE-1516, то есть по технологии HLA – High Level Architecture (рис. 3).

Создание современных ТСО практически обеспечит реализацию LVC-концепции подготовки войск, которая базируется на комплексном использовании трех видов моделирования: боевой реальности, виртуального и конструктивного моделирования. При этом каждый сегмент моделирования фактически определяет особенности построения ТСО и область его применения (рис. 4).

Так, моделирование боевой реальности (Live Simulator, L-сегмент) предполагает использование реальных военнослужащих и реальных систем при проведении тактических учений (ТУ) различных уровней. В процессе выполнения мероприятий боевой подготовки войска используют реальное вооружение в реальных условиях. Эффекты взаимодействия могут быть обозначены подыгрышем противоположной стороны с использованием мишеней при проведении боевых стрельб и полетов реальной авиации при проведении учебных стрельб. Данный вид моделирования характерен для полигонов ВКО.

Виртуальное моделирование (Virtual Simulator, V-сегмент) предполагает работу реальных людей с имитируемыми системами в информационно-моделирующей среде, то есть использование различных видов и типов тренажеров при проведении мероприятий боевой подготовки, направленных на одиночную подготовку обучаемых, обучение и слаживание боевых расчетов, расчетов КП (ПУ) различных уровней управления (см. рис. 3). Данный вид моделирования применим в местах постоянной дислокации при проведении различных видов тренировок.

Конструктивное моделирование (Constructive Simulator, C-сегмент) включает имитированный личный состав, технику, вооружение и воинские формирования. Реальные люди контролируют имитацию, в которой взаимодействуют смоделированные войска, техника и вооружение (рис. 5). Подобная система моделирования должна использоваться для проведения учебных мероприятий при подготовке органов управления (ОУ). Данный вид моделирования применим при проведении компьютерных командно-штабных тренировок (КШТ) и командно-штабных учений (КШУ) ОУ начиная с тактического звена.

Комплексное применение отмеченных видов моделирования предполагает возможность их объединения в тренажные системы внутривидового и межвидового применения. Предлагаемый вариант ТС межвидового применения ЗРВ (ВКО, ВВС, ПВО ВМФ, войск ПВО СВ) в условиях полигона представлен на рисунке 6, где воздушная (фоноцелевая) обстановка создается путем комплексирования полетов реальных и имитируемых целей. Сигналы от имитируемых целей поступают на вход радиоприемных средств ЗРВ и РТВ так же, как и сигналы от реальных целей, и создают общую обстановку. При этом реальная авиация отрабатывает способы преодоления ПВО и поражения объектов обороны посредством применения авиационных средств поражения. Необходимо отметить, что имитируемые цели могут быть также созданы на базе авиационных тренажеров с трехмерной визуализацией обстановки для пилотов. Особенности архитектуры полигона ВКО, реализующего LVC-концепцию подготовки войск, представлены на рисунке 7.

Необходимо учитывать, что интеграция тренажных средств (тренажеров, тренажерных комплексов и систем) в ЕИМС потребует решения ключевых проблем системного характера, а именно:

• методических – разработка новых программ и методик обучения во взаимосвязи с созданием новых поколений ТСО и оснащение ими учебной материально-технической базы войск;
• системотехнических – осуществление перехода к модульному принципу построения аппаратно-программных средств ТСО на качественно новой информационно-технологической базе;
• технологических – создание отечественной технологической базы разработки средств обучения нового поколения внутривидового и межвидового применения.

Возможными направлениями решения отмеченных проблем следует считать:

• использование перспективной элементной базы и современных аппаратно-программных средств при создании перспективных ТСО;
• применение аппаратно-программных средств, построенных на основе сертифицированных программно-технических комплексов (ПТК), адаптированных к применению в составе тренажных систем для Войск ВКО;
• максимально возможную унификацию аппаратно-программных средств, входящих в состав тренажных систем для Войск ВКО;
• сопряжение аппаратно-программных средств, входящих в состав тренажных систем Войск ВКО, на основе высокоуровневых технологий комплексирования;
• интеграцию ранее разработанных и разрабатываемых тренажеров (тренажерных комплексов) в единую информационно-моделирующую среду (ЕИМС) на основе технологии распределенного моделирования;
• использование ЕИМС для всех средств, задействованных в проведении различных видов тренировок;
• комплексирование различных сегментов моделирования (V-сегмент, C-сегмент) для проведения комплексных и многостепенных тренировок подразделений, частей и соединений и ОУ по единому замыслу и сценарию;
• использование средств комплексной системы защиты информации в интересах обеспечения безопасности обработки, хранения и передачи информации.

По нашему мнению, реализация отмеченных направлений позволит образовать перспективную технологическую базу для создания тренажных систем внутривидового и межвидового применения и обеспечить:

• увеличение доли обученных специалистов для Войск ВКО, несмотря на сокращение сроков общей продолжительности службы в Вооруженных силах;
• интенсивную подготовку личного состава подразделений и соединений Войск ВКО на основе отработки вариантов обстановки любой сложности по замыслу руководителя обучения;
• комплексную подготовку подразделений и органов управления воинских формирований Войск ВКО к выполнению боевых задач на более высоком методическом и техническом уровне;
• достижение максимальной объективности контроля уровня подготовки военнослужащих, подразделений, соединений и органов управления;
• совершенствование навыков командиров и должностных лиц органов управления в принятии решений и организации взаимодействия, решении других задач;
• повышение морально-психологической устойчивости личного состава в условиях обстановки, близкой к реальной.

По нашим оценкам, реализация предлагаемой к применению в Войсках ВКО LVC-концепции подготовки войск и органов управления позволит обеспечить существенное снижение затрат (в 7–12 раз) на проведение слаживания межвидовых группировок сил и средств ПВО по отношению к обозначению воздушного противника с использованием реальных летных средств. Научный потенциал по дальнейшей разработке LVC-концепции имеет ВА ВКО им. Г. К. Жукова, а практический опыт по ее реализации при подготовке войск в перспективных центрах боевой подготовки – ОАО «НПО «Русские базовые информационные технологии», что позволяет сделать вывод о целесообразности совместного использования потенциалов данных заведений (предприятий) при проведении работ по созданию перспективных центров боевой подготовки (ЦБП) Войск ВКО.