ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТНЫМИ ВОЙСКАМИ И АРТИЛЛЕРИЕЙ В КОМПЛЕКСАХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 2/2009, стр. 2-8
УПРАВЛЕНИЕ ВООРУЖЕННЫМИ СИЛАМИ
ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТНЫМИ ВОЙСКАМИ И АРТИЛЛЕРИЕЙ В КОМПЛЕКСАХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
УДК 358. И 1.6
Генерал-майор М.В. ПУЗИКОВ,
начальник ракетных войск и артиллерии Вооруженных Сил -
начальник управления ракетных войск и артиллерии Генерального штаба Вооруженных Сил, кандидат военных наук
Полковник В.К. СИНЯВСКИЙ,
заместитель начальника управления Генерального штаба Вооруженных Сил,
доктор военных наук
Опыт войн и вооруженных конфликтов современности свидетельствует, что в настоящее время одним из наиболее эффективных инструментов повышения качества и оперативности управления войсками (силами) является внедрение в практику работы штабов современных информационных технологий и оснащение ими комплексов средств автоматизации (КСА), реализующих решение задач управления в автоматизированном режиме. В статье рассмотрены основные задачи управления, решаемые должностными лицами штабов ракетных войск и артиллерии (РВ и А), и предложены возможные пути их программной реализации в КСА.
Анализ развития теории и практики управления РВ и А показал, что в современных условиях одним из наиболее реальных и практически реализуемых направлений повышения боевой эффективности рода войск является комплексная автоматизация процессов управления, как войсками, так и оружием.
В настоящее время теоретические положения решения задач управления находятся в стадии развития и в них отсутствует устоявшаяся терминология. Поэтому под задачей управления в предметной области РВ и А будем понимать формализованное представление конкретной цели, подлежащей достижению посредством целенаправленной реализации должностными лицами штабов функций управления в интересах подготовки формирований рода войск в мирное время и угрожаемый период, а также достижения максимально возможной эффективности их боевого применения в условиях военного времени. С практической точки зрения, к задачам управления относятся все задачи, решаемые должностными лицами штабов для достижения целей управления войсками (силами).
Разработка теоретических основ и методики решения задач управления в предметной области РВ и А началась в начале 60-х годов прошлого века с работ нашего земляка, выдающегося ученого-артиллериста А. С. Круковского [1]. Значительный вклад в исследование методов решения задач управления также внес О.Г. Алексеев, идеи которого с учетом специфики предметной области РВ и А были развиты Е.Г. Анисимовым, В.Г. Анисимовым, В.А. Кежаевым, С.В. Чварковым и их учениками [2; 3; 4].
Вместе с тем, несмотря на всю важность и значимость полученных результатов, научно-методический аппарат решения задач управления по-прежнему развивался в рамках традиционных схем и не учитывал современных тенденций в развитии способов вооруженного противоборства и управления войсками (силами). Данное обстоятельство препятствовало внедрению новых информационных технологий в процессы решения задач управления и, как следствие, вызвало необходимость рассмотрения задач управления как объекта системной автоматизации.
Исследования в области управления РВ и А показали, что в настоящее время в практике работы штабов имеется неразрешенное противоречие между требованием оперативно решать весь комплекс задач управления и невозможностью существующей методологической базы обеспечить их реализацию в автоматизированном режиме [4]. Отдельные попытки разрешить данное противоречие уже предпринимались. Так, в ходе научных исследований, проведенных в ряде научно-исследовательских учреждений Вооруженных сил Российской Федерации, частично были решены вопросы комплексного объединения задач управления в единую информационно-расчетную систему. Это позволило в едином контуре и взаимосвязи использовать результаты решения одних задач управления для решения других. Однако в силу объективных причин полностью реализовать полученные результаты не удалось. Слабое развитие методологии решения задач управления не позволило завершить работы на высоком научном уровне и реализовать полученные результаты на практике. Вследствие этого в настоящее время мы по-прежнему тратим значительную часть времени на рутинные процессы решения задач управления (табл. 1) [4]. Все это не позволяет оперативно принимать решения и разрабатывать планы боевого применения РВ и А.
Вместе с тем сегодня, в век, когда происходит бурное развитие информационных технологий и технических средств автоматизации, возникли реальные предпосылки для объединения усилий как военных ученых, так и практиков в направлении комплексной программной реализации задач управления и включения их в состав специального математического и программного обеспечения (СМПО) КСА РВ и А. Именно сейчас, когда единственным путем повышения оперативности и качества процессов управления войсками (силами) является их комплексная автоматизация, возникла острая необходимость системного анализа задач управления, рассмотрения их функциональных связей и определения методологии их решения в КСА.
Анализ функциональной деятельности должностных лиц штабов РВ и А [5] позволяет классифицировать ее как целенаправленное решение задач управления, основанное на последовательном получении разнообразной оперативной информации, ее анализе, принятии решений и последующей передаче команд (документов, сигналов) боевого управления подчиненным формированиям рода войск.
Следует отметить, что в современных условиях значительно увеличились объемы циркулирующей в системе управления информации, возросли сложность и количество задач управления, появилась необходимость учета большого числа взаимосвязанных, а иногда и противоречивых факторов в условиях быстроменяющейся оперативной обстановки. Все это в совокупности привело к необходимости рассмотрения особенностей задач управления, решаемых в предметной области РВ и А. Основными из них являются [6]:
большая размерность задач управления, обусловленная необходимостью учета значительного числа условий и факторов, непосредственно влияющих на подготовку и ведение боевых действий;
неопределенность и, как следствие, низкая точность исходных данных на этапе планирования боевых действий;
комбинаторный характер и многокритериальность задач управления, обусловленные необходимостью многовариантного планирования боевого применения рода войск в условиях жесткого ограничения на ресурсы;
сложность иерархичной взаимосвязи задач управления и др.
Детальный анализ данных особенностей задач управления позволил все их распределить и отнести к трем классам задач: формализуемым, слабо формализуемым и неформа-лизуемым.
Основной класс составляют формализуемые задачи. Они предназначены для разрешения полностью формализуемых процедур, выполнение которых связано со значительными временными затратами и информационными ресурсами. Одним из условий их успешной реализации является оперативный сбор и анализ информации, принятие решений и скорость доведения командной информации до объектов управления. В основе их решения лежит информационно-расчетный процесс. Данный класс задач широко применяется при оценке и выборе элементов решения (определение объема огневых задач, распределение ракет и боеприпасов, определение задач формированиям РВ и А и др.), то есть тогда, когда имеется возможность применения адекватных математических моделей и есть исходные данные, позволяющие априорно определить их параметры.
К слабо формализуемым задачам управления относятся задачи, содержащие как количественные, так и качественные переменные. Для них характерно отсутствие методов решения, основанных на прямых преобразованиях исходных данных, они не могут быть заданы в числовой форме и базируются на принятии решений в условиях неопределенности. К данному классу задач относятся смешанные задачи (создание группировок РВ и А, выбор способа их боевого применения и др.), использующие как эвристические предположения, так и аналитические модели, математический аппарат нечеткой логики.
Неструктурированные процессы, базирующиеся на информации, определяемой с высокой степенью неопределенности, относятся к третьему классу - неформализуемым задачам управления. К ним относится большинство задач прогнозирования и перспективного планирования (определение порядка огневого поражения РВ и А противоборствующих группировок противника и др.). Основу их решения составляют знание предметной области, степень компетенции, интеллект, квалификация и решимость начальника РВ и А. Характерной особенностью задач данного класса является уникальность каждого принимаемого решения, базирующаяся на опыте и субъективных предпочтениях начальника РВ и А.
В настоящее время слабо формализуемые и неформализуемые задачи управления программно не реализованы. Причиной данного обстоятельства является сложность их формализации и математического описания, обусловленные высоким динамизмом боевых действий, противоречивостью и неопределенностью боевой обстановки, неполнотой и недостоверностью информации, а также многообразием и сложностью условий внешней среды, непосредственно влияющих на ведение боевых действий РВ и А.
Рис. 1. задачи управления, решаемые в штабах ракетных войск и артиллерии различных
звеньев управления
Таблица 2
Распределение рабочего времени должностных лиц штаба РВ и А оперативного звена управления на этапе принятия решения
Кроме этого, следует учитывать и тот факт, что по мере возрастания звена управления и масштабов боевых действий сложность слабо формализуемых и неформализуемых задач управления растет. Так, например, на оперативном уровне приходится иметь дело в основном со слабо формализуемыми и неформализуемыми задачами управления, а в тактическом звене в основном преобладают формализуемые задачи, решение которых осуществляется по заранее разработанным правилам и алгоритмам (рисунок 1).
Сопоставительный анализ задач управления, решаемых в штабах РВ и А на этапе принятия решения, позволил выделить три группы должностных лиц, решающих свойственные их уровню компетенции задачи. Кроме того, результаты анализа показали, что время на решение задач управления распределяется неравномерно и зависит от специфики функциональной деятельности конкретного должностного лица (табл. 2).
К первой группе относится начальник РВ и А, который является лицом, принимающим решение. Он решает, как правило, задачи третьего, и в меньшей степени, второго класса. Творческий аспект в его функциональной деятельности максимален, а количество реализуемых рутинных задач управления незначительно. Вместе с тем он несет персональную ответственность за принятые решения и является основным потребителем интегрированных информационных ресурсов. Основной формой его деятельности является деловое общение. Значительная часть его времени уходит на деловые контакты, анализ данных обстановки и принятие решений, поэтому время на планирование боевых действий у него ограничено.
Ко второй группе относятся начальник штаба РВ и А, его заместители и начальники временно создаваемых функциональных групп штаба, которые принимают непосредственное участие в подготовке данных для принятия решения. На них возложен основной объем решения слабоструктурированных задач управления. Они значительную часть времени тратят на работу с документами, оценку обстановки, обобщение результатов решения структурированных задач и планирование боевых действий. В основе их функциональной деятельности лежит информационное обеспечение принятия решений и обеспечение качества их реализации.
Третью группу составляют офицеры штаба, которые не принимают непосредственного участия в процессе принятия решения. Однако именно им принадлежит основная роль в реализации формализуемых задач управления (решение информационно-расчетных задач, моделирование, оформление и тиражирование документов боевого управления и т.д.). В то же время при определенных условиях обстановки с учетом компетенции и прав они могут решать и слабо формализуемые задачи, сводя их реализацию к формализуемым задачам управления. Их работа должна быть строго регламентирована и требует понимания обрабатываемой информации и умения работать с ней. При этом основным критерием эффективности их функциональной деятельности является оперативность и своевременность приема, ввода, обработки и передачи информации, решения формализованных задач управления, отображения обработанной информации с минимальным количеством сбоев и ошибок.
Изучение сущности и содержания боевого применения РВ и А в современных операциях показало, что основной объем информационных и расчетных задач, решаемых в штабах, принадлежит задачам, связанным с планированием огневого поражения и управлением ракетными ударами и огнем артиллерии. При этом в ходе планирования и управления огневым поражением в основном решаются формализуемые задачи управления, пример которых представлен на рисунке 2.
Рис. 2. вариант распределения основных задач управления, решаемых в ходе планирования огневого поражения противника
Рассмотрим одну из наиболее часто встречающихся задач в практике управления огнем артиллерии «Расчеты по подготовке непланового сосредоточенного огня». Данную задачу командир артиллерийской группы может получить от общевойскового командира, старшего артиллерийского начальника или принять самостоятельное решение на ее выполнение, исходя из сложившейся боевой обстановки. Исходными данными решения задачи являются: информация о положении и состоянии подчиненных артиллерийских дивизионов, координаты и наименование целей, по которым готовится огонь. В ходе решения задачи производится выбор артиллерийских дивизионов, привлекаемых к ведению огня, закрепление дивизионов за объектами поражения, выбор способа обстрела цели и расчет расхода боеприпасов. Результатами решения задачи являются таблица огня артиллерийской группы, список координат целей и формализованные сообщения с командами в артиллерийские дивизионы на подготовку сосредоточенного огня.
Следует отметить, что в предметной области боевого применения РВ и А большинство задач данного типа легко поддаются формализации, имеют известный математический аппарат и уже сегодня могут быть программно реализованы, что существенно может повысить качество и оперативность нанесения ракетных ударов и ведения огня артиллерией.
Если с автоматизацией решения формализуемых задач управления сегодня нет никаких проблем, то с вопросами программной реализации неформализуемых и слабо формализуемых задач управления имеются определенные трудности. Это в первую очередь обусловлено низким уровнем развития методологии их математического описания, отсутствием алгоритмов их решения и, как следствие, низким качеством постановок задач на разработку СМПО. Поэтому сейчас одной из наиболее приоритетных задач, стоящих перед специалистами предметной области РВ и А и военными учеными должна стать задача поиска путей формализации и математического описания неформализуемых и слабо формализуемых задач управления.
Анализ процесса решения офицерами штабов задач управления показал, что повышения его эффективности в современных условиях можно добиться посредством внедрения новых технологий обработки информации, выбора рациональной организации информационных массивов и распределения их в рамках локальных и локально-распределенных вычислительных сетей [5]. Неоднородность информации, поступающей из различных источников в штабы РВ и А, отсутствие единых форм документов, несоответствие степени детализации информации рангу органа управления приводит к перегрузке каналов связи и скоплению в штабах значительных объемов несвойственной им информации. Все это вызывает существенное увеличение эмоционально-волевых, физических и умственных нагрузок офицеров штабов, приводит к отвлечению их от выполнения основных функций и значительно сокращает время, отводимое на логико-аналитическую деятельность. Как следствие, возникает необходимость определения состава, объема, порядка и периодичности поступления информации, требуемой для поддержки и принятия решения, допустимой степени избыточности исходных данных, а также состава, объема и периодичности потоков информации, поступающей от объектов управления.
Одним из направлений разрешения указанных проблем является внедрение в практику работы штабов РВ и А новых информационных технологий, реально обеспечивающих информационное, математическое, алгоритмическое и программное обеспечение решения задач управления. Здесь следует отметить, что прежде чем определить основные направления их внедрения в практику управления РВ и А, необходимо [7]:
определить облик автоматизированной системы управления РВ и А, научно обосновать состав и структуру КСА пунктов управления, их структурно-функциональные связи, перечень решаемых задач и основные оперативно-тактические и системотехнические требования, предъявляемые к ним;
разработать и внедрить в практику работы штабов РВ и А новую методологию решения задач управления, позволяющую добиться повышения эффективности управления за счет рациональной организации информационного обеспечения решения задач управления и продуманной процедуры преобразования информации, ведущей к снижению доли рутинной работы должностных лиц штабов;
обосновать рациональное распределение должностных лиц штабов по пунктам управления, временно создаваемым функциональным группам и дежурным сменам, обеспечив тем самым их тесную интеграцию (в соответствии с уровнем компетенции) в ходе решения задач управления;
научно обосновать и в целях реализации в штабах новых методов решения задач управления создать интегрированную систему моделирования задач управления.
Рис. 3. вариант интегрированной системы моделирования задач управления
Рис. 4. вариант схемы реализации задач управления в комплексах средств автоматизации ракетных войск и артиллерии
Выполнение данных мероприятий позволит:
автоматизировать, преобладающие в деятельности штабов рутинные операции по сбору, анализу, обработке и передаче информации и обеспечить единство форм ее представления;
систематизировать и провести адаптацию информационной базы к предметной области РВ и А и ее интеграцию в общевойсковую систему;
использовать наряду с типовыми моделями и методами решения задач управления новые методы решения формализуемых и слабо формализуемых задач на базе модулей представления знаний;
реализовать единую идеологию решения задач управления при помощи алгоритмов, содержащих формальную основу для автоматизированного синтеза взаимоувязанных задач управления;
решить проблему автоматизированного синтеза СМПО и совместить математические модели предметной области РВ и А с формальными моделями задач управления.
Одним из наиболее реальных путей внедрения в практику работы штабов РВ и А новых информационных технологий является создание интегрированной системы моделирования задач управления (рис. 3) [8].
Создание такой системы позволит на более высоком и принципиально новом качественном уровне решать весь комплекс задач управления РВ и А не только в ходе подготовки, но и в ходе ведения боевых действий. При этом реализация новой технологии решения задач управления обеспечит существенное повышение эффективности функционирования системы управления РВ и А, надежность, защищенность и живучесть элементов ее подсистем. В свою очередь, это потребует создания информационной модели процесса управления войсками, системы поддержки принятия решений и развертывания на пунктах управления локальных распределенных вычислительных сетей. Вариант схемы реализации задач управления в интегрированной системе моделирования представлен на рисунке 4.
В процессе решения задач управления одно из наиболее значимых мест принадлежит системе поддержки принятия решений. Структурно она может включать в себя: экспертную подсистему, базу данных и базу знаний с соответствующей системой управления, подсистему синтеза альтернатив решений, многопользовательский интерфейс, подсистему согласования решений, подсистему моделирования задач управления, графическую и другие подсистемы, определяемые решаемыми задачами верхнего уровня. Вариант структурно-функциональной схемы системы поддержки принятия решений показан на рисунке 5.
Рис. 5. вариант структурно-функциональной схемы системы поддержки принятия
Решений
Рис. 6. вариант схемы функционирования системы поддержки принятия решений
Рис. 7. блок-схема алгоритма принятия решений в контуре управления
Представленный вариант состава и структуры системы поддержки принятия решений определяет схему ее функционирования, приведенную на рисунке 6 [9]. На нем не показан выход из цикла принятия решения, следовательно, если процесс принятия решения не окончен, то он повторяется в соответствии с алгоритмом принятия решений, представленном на рисунке 7. В противном случае, после выбора альтернативы процесс поддержки принятия решения заканчивается и наступает время непосредственных действий лица, принимающего решение.
Здесь следует отметить, что основу системы поддержки принятия решений должен составлять комплекс задач управления, разработанных в рамках единой идеологии, с учетом требований унификации и стандартизации не только технических средств, но и, прежде всего, информационного, лингвистического, математического и программного обеспечения. Так, одну из основных частей комплекса составят формализуемые задачи управления, решаемые в условиях определенности на этапе заблаговременного планирования боевых действий и прогнозирования развития обстановки. Это позволит с поступлением новой информации проводить лишь уточнение принятых решений, а заблаговременная реализация задач управления будет способствовать повышению оперативности и обоснованности принимаемых решений и приведет к улучшению показателей их реализации. Кроме того, автоматизация процессов сбора, обработки и анализа информации, доведения боевых задач и контроля их выполнения создаст реальные предпосылки для повышения оперативности решения задач управления и, как следствие, обеспечит своевременность нанесения ракетных ударов и огня артиллерии.
В связи с возрастанием требований к своевременности и обоснованности принимаемых решений резко возросла значимость системы обеспечения групповой обработки данных, к которым, собственно, и принадлежит система поддержки принятия решений. Основное назначение данной системы заключается в преодолении трудностей, связанных с нерациональной технологией выработки коллективных решений и переход к параллельной технологии, позволяющей всем должностным лицам различных функциональных групп штаба в рамках пункта управления объединения, участвующих в принятии решения, работать в равных условиях, постоянно располагая всей имеющейся информацией. Именно технология групповой обработки отвечает современным требованиям, предъявляемым ко многим видам коллективной и индивидуальной интеллектуальной работы, в том числе и при принятии групповых решений.
Помимо создания системы поддержки принятия решений, одним из наиболее актуальных путей, способствующих успешному решению должностными лицами штабов задач управления, является внедрение в практику управления войсками систем искусственного интеллекта. Именно это позволит на практике реализовать единую методологию решения задач управления. Возможность их внедрения во многом определятся уровнем развития процедурных языков, которые в основном и обеспечивают автоматизацию решения задач управления, интеллектуализацию человеко-машинного общения и, как следствие, своевременный учет данных оперативной обстановки.
Резюмируя вышеизложенное, можно заключить, что для организации реального процесса программной реализации задач управления, решаемых должностными лицами штабов РВ и А, необходимо комплексное взаимодействий военных ученых и специалистов предметной области РВ и А в поиске наиболее эффективных путей автоматизации процессов и задач управления. К основным из них, по взглядам авторов, можно отнести:
определение перечня моделей боевых действий РВ и А, информационных и расчетных задач, решаемых в штабах всех уровней, уточнение их функциональных связей, входных и выходных величин и их программной реализации в СМПО;
разработка и внедрение в практику работы штабов РВ и А новой методологии решения формализуемых задач управления, позволяющей добиться повышения эффективности функционирования штабов за счет рациональной организации информационного обеспечения, продуманной процедуры преобразования информации, ведущих к снижению доли рутинной работы должностных лиц;
внедрение в практику работы должностных лиц штабов РВ и А новых информационных технологий обработки информации, базирующихся на выборе рациональной организации информационных массивов и распределения их в рамках локальных вычислительных сетей;
обеспечение тесной интеграции и рационального распределения (в соответствии с уровнем компетенции) всех должностных лиц штаба РВ и А в процессе принятия решений;
создание в перспективной автоматизированной системе управления РВ и А интегрированной системы моделирования задач управления с целью реализации в штабах рода войск новых методов решения задач управления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Круковский А.С. Теоретические основы и методика решения задач управления РВ и А на ЭВМ в комплексной автоматизированной системе управления. - Л.: ВАА: монография. - 1966. - 346 с.
2. Кежаев В.А. Теоретические основы разработки интегральной системы моделирования задач управления в перспективной автоматизированной системе управления РВ и А//Монография. - С-Пб, 1996.
3. Алексеев О.Г., Анисимов В.Г., Анисимов Е.Г. Модели распределения средств поражения в динамике боя. - М.: ВАГШ: научное издание. - 1989.
4. Чварков С.В. Основы автоматизации управления РВиА. - М.: ВАГШ: монография. - 2001.
5. Синявский В.К. Методологические аспекты поддержки принятия решений должностными лицами штаба ракетных войск и артиллерии // Наука и военная безопасность. - 2005. -№3.
6. Синявский В.К. Анализ оперативного применения ракетных войск и артиллерии в вооруженных конфликтах современности. Выводы и перспективы развития рода войск//Наука и военная безопасность. - 2005. - № 1.
7. Пузиков М.В., Синявский В.К. Облик автоматизированной системы управления ракетных войск и артиллерии // Наука и военная безопасность. - 2008. - № 4.
8. Булойчик В.М., Синявский В.К. Системный подход к формализации процессов боевых действий при создании моделирующих комплексов // Наука и военная безопасность. - 2008. - №4.
9. Синявский В.К. Методологические аспекты поддержки принятия решений должностными лицами штаба ракетных войск и артиллерии//Наука и военная безопасность. - 2005. - №3.
