Информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил)
Полезная модель направлена на повышение оперативности решения задачи управления войсками на основе полученных результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов. Указанный результат достигается тем, что в информационно-моделирующая среду для обеспечения управления группировками войск (сил) включены база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, блок информационно-расчетных задач, моделирующая система, база данных о параметрах условий моделируемой обстановки. В рабочую память загружаются данные об исходной обстановке. В базу знаний загружаются правила ввода войск (сил) в бой. В машине логического вывода определяется система правил ввода войск (сил) в бой, соответствующая сложившейся обстановке. На основе указанных правил и исходных данных об обстановке формируется массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий. На основе этих данных проводится моделирование военных действий. Параметры условий моделируемой обстановки запоминаются через определенные временные интервалы, существенно меньшие цикла управления. В момент времени, определяемый пользователем, возможен перезапуск работы среды с автоматическим перепланированием военных действий, причем при перезапуске не требуется заново проводить трудоемкую процедуру подготовки первичных данных об обстановке в полном объеме, так как можно использовать готовые данные, хранящиеся в базе данных о параметрах условий моделируемой обстановки, что позволяет сократить время получения результатов моделирования и оперативно тактических расчетов в 1,23-1,4 раза. 1 н.п.ф., 1 илл.
Информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) относится к классу устройств цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенных для специфических функций.
Известна система /1/ /прототип/, в состав которой входит база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входамибазы знаний и рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы).
Система /1/ может быть использована для информационного обеспечения моделей военных действий и информационно-расчетных задач, предназначенных для управления группировкой войск (сил).
В этом случае система /1/ функционирует следующим образом. На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются данные об исходной обстановке: геоинформационная база данных, данные о тактико-технических характеристиках систем вооружения, военной и специальной техники, данные об оперативном построении и боевом порядке войск (сил). В базу знаний загружаются правила ввода войск (сил) в бой, правила и критерии выбора рациональных маршрутов полета. На основе данных об обстановке и правил ввода войск (сил) в бой в блоке логического вывода формируется массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов с использованием информационно-расчетных задач, предназначенных для управления группировкой войск (сил). Для информирования пользователя системы о перечне правил, которые были использованы системой при подготовке массива исходных данных, предусмотрена трассировка решения при помощи блока объяснения. Корректировка правил ввода войск (сил) в бой осуществляется через блок приобретения знаний. Кроме того, массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов, может быть скорректирован пользователем через пользовательский интерфейс. Через этот же интерфейс пользователь получает результаты моделирования и оперативно-тактических расчетов.
Недостатком устройства /1/ является то, что решение задачи управления войсками на основе ее использования проводится недостаточно оперативно. Связано это с тем, что после завершения каждого цикла управления войсками (силами) требуется повторный ввод всех исходных данных об условиях обстановки, которые существенно отличаются от тех, что были введены на предыдущих этапах проведения моделирования и расчетов. Повторная подготовка всех исходных данных требует значительных временных затрат, что снижает оперативность получения результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение оперативности решения задачи управления войсками на основе полученных результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов.
Заявляемая информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил), как и прототип, содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходымашины логического вывода соединены с входом базы знаний и входом рабочей памяти соответственно, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса являются первым входом и первым выходом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил).
В отличие от прототипа информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) содержит блок информационно-расчетных задач, моделирующую систему, базу данных о параметрах условий моделируемой обстановки, причем четвертый, пятый и шестой выходы машины логического вывода соединены с первыми входами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, четвертый, пятый и шестой входы машины логического вывода соединены с первыми выходами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, второй выход блока информационно-расчетных задач соединен со вторым входом моделирующей системы, второй выход моделирующей системы соединен со вторым входом базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки, второй выход базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен со вторым входом блока информационно-расчетных задач.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На фиг.1 приведена структурная схема информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил).
Заявляемая информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) (фиг.1) содержит:
1 - базу знаний;
2 - машину логического вывода;
3 - рабочую память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - блок информационно-расчетных задач;
8 - моделирующую систему;
9 - базу данных о параметрах условий моделируемой обстановки.
База знаний 1 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 111, позволяющую хранить в оперативной памяти правила ввода войск (сил) в бой, правила и критерии выбора рациональных маршрутов полета авиации. Вход базы знаний соединен с выходом 2.7 машины логического вывода. Выход базы знаний соединен с входом 2.1 машины логического вывода.
Машина логического вывода 2 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, способную выполнять логические и арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, в базе данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 и блоке информационно-расчетных задач 7, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода соединены с выходом базы знаний 1 и выходом рабочей памяти 3. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний 6. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом 7.3 блока информационно-расчетных задач 7. Вход 2.5 машины логического вывода соединен с выходом 8.3 моделирующей системы 8. Вход 2.6 машины логического вывода соединен с выходом 9.3 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9. Выход 2.7 машины логического вывода соединен с входомбазы знаний 1. Выход 2.8 машины логического вывода соединен с входомрабочей памяти 3. Выход 2.9 машины логического вывода соединен с входом 4.1 блока объяснения 4. Выход 2.10 машины логического вывода соединен с входом 7.1 блока информационно-расчетных задач 7. Выход 2.11 машины логического вывода соединен с входом 8.1 моделирующей системы 8. Выход 2.12 машины логического вывода соединен с входом 9.1 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9.
Рабочая память 3 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, позволяющую хранить в оперативной памяти данные об исходной обстановке: геоинформационную базу данных, данные о тактико-технических характеристиках систем вооружения, военной и специальной техники, исходные данные об оперативном построении и боевом порядке войск (сил). Вход рабочей памяти соединен с выходом 2.8 машины логического вывода 2. Выход рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода 2.
Блок объяснения 4 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, способную запоминать перечень правил, которые были использованы системой при подготовке массива исходных данных. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.9 машины логического вывода 2. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса 5. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 111, оснащенную стандартным набором технических и программных средств, предназначенныхдля общения с пользователем и техническими системами (дисплеем, клавиатурой, модемами и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса соединен с выходом блока объяснения 4. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.1 блока приобретения знаний 6. Вход 5.3 пользовательского интерфейса является первым входом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил). Выход 5.4 пользовательского интерфейса соединен с входом 4.2 блока объяснения 4. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока приобретения знаний 6. Выход 5.6 пользовательского интерфейса является выходом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил).
Блок приобретения знаний 6 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 111, обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил ввода войск (сил) в бой. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.1 блока приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.2 блока приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины логического вывода 2.
Блок информационно-расчетных задач 7 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 111, обеспечивающую оценку обстановки, разработку вариантов (способов) действий противника и своих войск (сил), автоматизированную разработки вопросов управления, всех видов обеспечения и взаимодействия, проведение оперативно-тактических расчетов и формирует массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий. Вход 7.1 блока информационно-расчетных задач соединен с выходом 2.10 машины логического вывода 2. Вход 7.2 блока информационно-расчетных задач соединен с выходом 9.4 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9. Выход 7.3 блока информационно-расчетных задач соединен с входом 2.4 машины логического вывода 2.. Выход 7.4 блока информационно-расчетных задач соединен с входом 8.2 моделирующей системы 8.
Моделирующая система 8 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, обеспечивающую моделирование объектов и субъектов вооруженной борьбы в условиях заданной модельной обстановки, оценку показателей эффективности военных действий, отображение хода и результатов моделирования. Вход 8.1 моделирующей системы соединен с выходом 2.11 машины логического вывода 2. Вход 8.2 моделирующей системы соединен с выходом 7.4 блока информационно-расчетных задач 7. Выход 8.3 моделирующей системы соединен с входом 2.5 машины логического вывода 2. Выход 8.4 моделирующей системы соединен с входом 9.2 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9.
База данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, обеспечивающую сохранение через определенные временные интервалы данных об условиях обстановки. Вход 9.1 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен с выходом 2.12 машины логического вывода 2. Вход 9.2 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен с выходом 8.4 моделирующей системы 8. Выход 9.3 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен с входом 2.6 машины логического вывода 2. Выход 9.4 базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен с входом 7.2 блока информационно-расчетных задач 7.
Конструктивно информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) представляет собой комплект аппаратуры, размещаемой в стационарном помещении или в подвижной кабине. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.
Работает информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) следующим образом.
На предварительном этапе работы в рабочую память 3 загружаются данные об исходной обстановке: геоинформационная база данных, данные о тактико-технических характеристиках систем вооружения, военной и специальной техники, данные об оперативном построении и боевом порядке войск (сил). В базу знаний 1 загружаются правила ввода войск (сил) в бой, правила и критерии выбора рациональных маршрутов полета. На основе данных об обстановке и системы правил ввода войск (сил) в бой, соответствующих исходной обстановке, формируемой машиной логического вывода 2, в блоке информационно-расчетных задач 7 формируется массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов с использованием информационно-расчетных задач, предназначенных для управления группировкой войск (сил). Оперативно тактические расчеты проводятся в блоке информационно-расчетных задач 7. Сформированный в этом же блоке массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий, передается в моделирующую систему 8, которая обеспечивает моделирование военных действий в соответствии с исходными данными. Параметры условий моделируемой обстановки запоминаются в базе данных о параметрах условий моделируемой обстановки 9 через определенныевременные интервалы, существенно меньшие цикла управления. Пользователь через пользовательский интерфейс 5 может в любой момент времени (как правило, в момент времени завершения цикла управления) остановить процесс моделирования и перезапустить работу среды, с указанием момента модельного времени, с которого производится перезапуск. Перезапуск информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил) проводится на основе данных о параметрах условий моделирования обстановки на указанный момент времени. Кроме того эти данные могут быть скорректированы пользователем через пользовательский интерфейс 5, что позволяет, в частности, нарастить моделируемую обстановку, например за счет ввода резервов. С учетом изменений, происшедших в группировке, меняются условия ввода войск (сил) в бой, меняются условия безопасного полета воздушных целей к объектам удара. Неизменными остаются правила ввода войск (сил) в бой, хранящиеся в базе знаний 1. После перезапуска информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил) моделирование военных действий проводится по ранее рассмотренной схеме. Повторная подготовка исходных данных ограничивается введением дополнительной информации о наращивании обстановки, например, за счет ввода резервов. Для введения дополнительных исходных данных, связанных с наращиванием обстановки требуется времясущественно меньшее, чем для проведения полного цикла ввода исходных данных. Для информирования пользователя системы о перечне правил, которые были использованы системой при подготовке массива исходных данных, предусмотрена трассировка решения при помощи блока объяснения 4. Корректировка правил ввода войск (сил) в бой осуществляется через блок приобретения знаний 6. Кроме того, массив исходных данных, необходимый и достаточный для проведения математического моделирования военных действий и оперативно-тактических расчетов, может быть скорректирован пользователем через пользовательский интерфейс 5. Через этот же интерфейс пользователь получает результаты моделирования и оперативно-тактических расчетов.
Путем проведения многократных экспериментов установлено, что применение заявляемой модели позволяет сократить время на получение результатов моделирования и оперативно тактических расчетов в 1,23-1,4 раза.
Представленный вариант построения информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил)не исчерпывает возможные способы ее практического исполнения.
Источники, принятые во внимание:
1. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис.1.6., с.70 (прототип).
2. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2008.
1. Информационно-моделирующая среда для обеспечения управления группировками войск (сил) содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входом базы знаний и входом рабочей памяти соответственно, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса являются первым входом и первым выходом информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил), отличающаяся тем, что в нее с целью повышения оперативности решения задачи управления войсками на основе полученных результатов моделирования и оперативно-тактических расчетов включены блок информационно-расчетных задач, моделирующая система, база данных о параметрах условий моделируемой обстановки, причем четвертый, пятый и шестой выходы машины логического вывода соединены с первыми входами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, четвертый, пятый и шестой входы машины логического вывода соединены с первыми выходами блока информационно-расчетных задач, моделирующей системы и базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соответственно, второй выход блока информационно-расчетных задач соединен со вторым входом моделирующей системы, второй выход моделирующей системы соединен со вторым входом базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки, второй выход базы данных о параметрах условий моделируемой обстановки соединен со вторым входом блока информационно-расчетных задач.
