Интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования

Полезная модель направлена на повышение эффективности решения задач управления войсками на основе прогнозирования показателей эффективности и осуществления расслоения оценок указанных показателей в зависимости от малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов. Технический результат достигается тем, что в интеллектуальную систему расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования, включены база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, блок анализа результатов расслоения, блок расслоения выборки, блок моделирования военных действий.

Формируемый блоком моделирования военных действий статистический материал представляет собой статистически неоднородную выборку, что резко снижает возможности командира по корректной оценке обстановки, так как он не получает информацию о наличии и степени влияния на общий результат военных действий малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов. Для устранения указанного недостатка статистический материал обрабатывается на предмет расслоения по нескольким критериям и правилам в блоке расслоения выборки. Анализ успеха или неудачи при расслоении исходного статистического материала осуществляется в блоке анализа результатов расслоения. Путем проведения многократных экспериментов и командно-штабных учений установлено, что применение заявляемой полезной модели позволяет повысить эффективность военных действий в 1,23-1,42 раза. 1 н.п.ф., 1 илл.

Интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования, относится к классу устройств цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенных для специфических функций.

Наиболее близкой по совокупности признаков заявляемой системы является экспертная система (Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2007, рис.1.6., с.70.), принятая за прототип.

Экспертная система содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и первый выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода соответственно, 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 первым 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 соответственно, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний соответственно, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы).

Экспертная система может быть использована для информационного обеспечения военных действий и поддержки принятия решений в ходе военных действий.

Недостатком экспертной системы является то, что решение задач информационного обеспечения военных действий осуществляется без учета прогноза развития оперативной и тактической обстановки. Связано это с тем, - что экспертная система не позволяет оценивать варианты решений командира по прогнозируемым показателям эффективности и не позволяет осуществлять расслоение оценок указанных показателей в зависимости от малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов.

Техническим результатом, достигаемым заявляемой полезной моделью является повышение эффективности решения задачи управления войсками на основе прогнозирования показателей эффективности и осуществления расслоение оценок указанных показателей в зависимости от малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов.

Технический результат достигается за счет того, что заявляемая интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования, содержащая базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и первый выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода соответственно, 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 первым 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 соответственно, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний соответственно, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы) дополнительно содержит блок анализа результатов расслоения, блок расслоения выборки, блок моделирования военных действий, причем четвертый вход рабочей памяти соединен с четвертым выходом. пользовательского интерфейса, четвертый выход рабочей памяти соединен с четвертым входом пользовательского интерфейса, первый вход блока анализа результатов расслоения соединен с четвертым выходом машины логического вывода, второй вход блока анализа результатов расслоения соединен с третьим выходом блока расслоения выборки, выход блока анализа результатов расслоения соединен со вторым входом рабочей памяти, первый вход блока расслоения выборки соединен с пятым выходом машины логического вывода, второй вход блока расслоения выборки соединен со вторым выходом блока моделирования военных действий, первый выход блока расслоения выборки соединен со вторым входом блока моделирования военных действий, второй выход блока расслоения выборки соединен с четвертым входом машины логического вывода, первый вход блока моделирования военных действий соединен со вторым выходом рабочей памяти, первый выход блока моделирования военных действий соединен с третьим входом рабочей памяти.

Заявляемая интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования (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 анализа результатов расслоения;

8 - блок расслоения выборки;

9 - блок моделирования военных действий.

База знаний 1 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий хранить в оперативной памяти правила и критерии расслоения оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. Вход базы знаний соединен с выходом 2.5 машины логического вывода 2. Выход базы знаний соединен с входом 2.1 машины логического вывода 2.

Машина логического вывода 2 представляет собой сервер приложений, например четырехядерных процессора Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный выполнять логические и арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, блоке расслоения выборки 8 и в блоке анализа результатов расслоения 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 3.5 рабочей памяти 3. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний 6. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом 8.4 блока расслоения выборки 8. Выход 2.5 машины логического вывода соединен с входом базы знаний 1. Выход 2.6 машины логического вывода соединен с входом 3.1 рабочей памяти 3. Выход 2.7 машины логического вывода соединен с входом 4.1 блока объяснения 4. Выход 2.8 машины логического вывода соединен с входом 7.1 блока анализа результатов расслоения 7. Выход 2.9 машины логического вывода соединен с входом 8.1 блока расслоения выборки 8.

Рабочая память 3 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий 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. Вход 3.1 рабочей памяти соединен с выходом 2.6 машины логического вывода 2. Вход 3.2 рабочей памяти соединен с выходом блока анализа результатов расслоения 7. Вход 3.3 рабочей памяти соединен с выходом 9.3 блока моделирования военных действий 9. Вход 3.4 рабочей памяти соединен с выходом 5.8 пользовательского интерфейса 5. Выход 3.5 рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода 2. Выход 3.6 рабочей памяти соединен с входом 9.1 блока моделирования военных действий 9. Выход 3.7 рабочей памяти соединен с входом 5.4 пользовательского интерфейса 5.

Блок объяснения 4 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер) способный запоминать перечень правил критериев, которые были использованы системой при расслоении оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.7 машины логического вывода 2. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.

Пользовательский интерфейс 5 представляет собой сервер терминалов, например, типа 2xXeon 5405/4GB ОЗУ/2xSATA (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), оснащенный стандартным набором технических и программных средств, предназначенных для 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 входом интеллектуальной системы расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. Вход 5.4 пользовательского интерфейса является выходом 3.7 рабочей памяти 3. Выход 5.5 пользовательского интерфейса является входом 4.2 блока объяснения 4. Выход 5.6 пользовательского интерфейса является входом ' блока приобретения знаний 6. Выход 5.7 пользовательского интерфейса является выходом интеллектуальной системы расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. Выход 5.8 пользовательского интерфейса является входом 3.4 рабочей памяти 3.

Блок приобретения знаний 6 представляет собой файл сервер, например типа PowerEdge 2950 III (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.6 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 анализа результатов расслоения 7 представляет собой сервер приложений, например четырехядерных процессора Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный осуществлять классификацию результатов расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных блоком расслоения 8. В частности он позволяет классифицировать результаты расслоения выборки на удачные, когда выбранный критерий расслоения выборки позволяет получить из исходной неоднородной выборки оценок показателей эффективности военных действий две или более однородные выборки. В противном случае, когда подобного расслоения провести нельзя, выбранный критерий расслоения относится к неудачным. Вход 7.1 блока анализа результатов расслоения является выходом 2.8 машины логического вывода 2. Вход 7.2 блока анализа результатов расслоения является выходом 8.5 блока расслоения выборки 8. Выход блока анализа результатов расслоения соединен с входом 3.2 рабочей памяти 3.

Блок расслоения выборки 8 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), позволяющий на основе правил и критериев, задаваемых машиной логического вывода 2 осуществлять различные варианты расслоения неоднородной выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования, на выборки, часть из которых может оказаться однородными. Вход 8.1 блока расслоения выборки соединен с выходом 2.9 машины логического вывода 2. Вход 8.2 блока расслоения выборки соединен с выходом 9.4 блока моделирования военных действий 9. Выход 8.3 блока расслоения выборки соединен с входом 9.2 блока моделирования военных действий 9. Выход 8.4 блока расслоения выборки соединен с входом 2.4 машины логического вывода 2. Выход 8.3 блока расслоения выборки соединен с входом 9.2 блока моделирования военных действий 9. Выход 8.5 блока расслоения выборки соединен с входом 7.2 блока анализа результатов расслоения 7.

Блок моделирования военных действий 9 представляет собой сервер приложений, например четырехядерный процессор Intel Xeon (ru.wikipedia.org/wiki/Компьютер), способный осуществлять имитационное статистическое моделирование военных действий и формировать статистический материал, характеризующийся набором выборок оценок показателей эффективности военных действий, полученных по различным реализациям имитационного моделирования. Вход 9.1 блока моделирования военных действий соединен с выходом 3.6 рабочей памяти 3. Вход 9.2 блока моделирования военных действий соединен с выходом 8.3 блока расслоения выборки 8. Выход 9.3 блока моделирования военных действий соединен с входом 3.3 рабочей памяти 3. Выход 9.4 блока моделирования военных действий соединен с входом 8.2 блока расслоения выборки 8.

Конструктивно интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования представляет собой комплект аппаратуры, размещаемой в стационарном помещении или в подвижной кабине. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации информационно-моделирующей среды для обеспечения управления группировками войск (сил) соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.

Работает интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования следующим образом.

На предварительном этапе работы через пользовательский интерфейс 5 в рабочую память 3 загружаются исходные данные о военной обстановке: боевой или оперативный порядок своих войск и войск противника, данные об объектах инфраструктуры и тактико-технические характеристики вооружения (своего и противника). Через рабочую память эти данные загружаются в качестве исходных в блок моделирования военных действий 9, способный осуществлять имитационное статистическое моделирование военных действий и формировать статистический материал, характеризующийся набором выборок оценок показателей эффективности военных действий, полученных по различным реализациям имитационного моделирования. Кроме того, на предварительном этапе через пользовательский интерфейс 5 и блок приобретения знаний 6 закладываются (корректируются) правила расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования. В этом же блоке указанные правила проверяются на предмет синтаксической корректности. Из блока приобретения знаний правила расслоения выборки поступают в машину логического вывода 2, где они сравниваются с правилами, хранящимися в базе знаний 1 на предмет непротиворечивости. После проверки на непротиворечивость, правила расслоения выборки из машины логического вывода загружаются в базу знаний 1. После этого интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования готова функционировать в соответствии со своим целевым назначением, то есть решать задачи управления войсками на основе прогнозирования показателей эффективности и осуществлять расслоение оценок указанных показателей в зависимости от малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов. Для этого инициируется процесс моделирования военных действий блоком моделирования военных действий 9, осуществляющим имитационное статистическое моделирование военных действий и формирующим статистический материал, характеризующийся набором выборок оценок показателей эффективности военных действий, полученных по различным реализациям имитационного моделирования. Формируемый блоком моделирования военных действий 9 статистический материал представляет собой, как правило, статистически неоднородную выборку, что затрудняет его анализ с точки зрения принятия разумного военного решения и резко снижает точность результатов оценки решений командира, так как он не получает информации о наличии и степени влияния на общий результат военных действий малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов. Для устранения указанного недостатка статистический материал обрабатывается на предмет расслоения по нескольким критериям и правилам в блоке расслоения выборки 8. Критерии и правила расслоения в зависимости от контекста боевой обстановки автоматически выбираются машиной логического вывода 2 из базы знаний 1, после чего передаются в блок расслоения выборки 8. Выбор того или иного правила и критерия расслоения исходного статистического материала может быть удачным: материал расслаивается на статистически различимые однородные выборки, или, наоборот, неудачным, когда такого расслоения не происходит. Анализ успеха или неудачи при расслоении исходного статистического материала осуществляется в блоке анализа результатов расслоения 7. Этот блок позволяет на основе критериев Кокрена (Кокрен У. Методы выборочного исследования. - М.: Статистика, 1976) классифицировать результаты расслоения выборки на удачные, когда выбранный критерий расслоения выборки позволяет получить из исходной неоднородной выборки оценок показателей эффективности военных действий две или более однородные выборки. В противном случае, когда подобного расслоения провести нельзя, выбранный критерий расслоения относится к неудачным.

Результаты удачных вариантов расслоения выборки из блока анализа результатов расслоения 7 передаются в рабочую память 3, а через нее и пользовательский интерфейс 5 выдаются пользователю (командиру, офицерам боевого управления), что позволяет им более эффективно решать задачи управления войсками на основе объективных оценок показателей эффективности и результатов расслоение оценок указанных показателей в зависимости от малозаметных, но существенных с точки зрения общего итога военных действий факторов.

Путем проведения многократных экспериментов и командно-штабных учений установлено, что применение заявляемой полезной модели позволяет повысить эффективность военных действий в 1,23-1,42 раза.

Представленный вариант построения интеллектуальной системы расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования не исчерпывает возможные способы ее практического исполнения.

Интеллектуальная система расслоения выборки оценок показателей эффективности военных действий, полученных по результатам имитационного моделирования, содержащая базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и первый выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода соответственно, 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 первым 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 соответственно, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний соответственно, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы), дополнительно содержит блок анализа результатов расслоения, блок расслоения выборки, блок моделирования военных действий, причем четвертый вход рабочей памяти соединен с четвертым выходом пользовательского интерфейса, четвертый выход рабочей памяти соединен с четвертым входом пользовательского интерфейса, первый вход блока анализа результатов расслоения соединен с четвертым выходом машины логического вывода, второй вход блока анализа результатов расслоения соединен с третьим выходом блока расслоения выборки, выход блока анализа результатов расслоения соединен со вторым входом рабочей памяти, первый вход блока расслоения выборки соединен с пятым выходом машины логического вывода, второй вход блока расслоения выборки соединен со вторым выходом блока моделирования военных действий, первый выход блока расслоения выборки соединен со вторым входом блока моделирования военных действий, второй выход блока расслоения выборки соединен с четвертым входом машины логического вывода, первый вход блока моделирования военных действий соединен со вторым выходом рабочей памяти, первый выход блока моделирования военных действий соединен с третьим входом рабочей памяти.