Устройство определения ракетоопасных секторов для частей пво
Техническими задачей и результатом разработки полезной модели является повышение эффективности управления частями ПВО с ВКП при отражении ударов баллистических целей за счет автоматизации процесса определения ракетоопасных секторов для частей ПВО, обеспечивающего возможность сокращения времени поиска баллистических целей собственными информационными средствами частей ПВО и включающего операции анализа состава и характеристик входной информации, выбора рациональных процедур определения ракетоопасных секторов, расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, формирования множества параметров ракетоопасных секторов.
Достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что устройство определения ракетоопасных секторов для частей ПВО разрабатывается впервые и, согласно полезной модели, должно сдержать базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, блок автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, блок автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов. 1 н.п.ф, 1 ил.
Устройство определения ракетоопасных секторов для частей ПВО относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано в автоматизированных системах управления частями ПВО с вышестоящего командного пункта (ВКП) при отражении ударов баллистических целей.
Известна система [1], 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 входами базы 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).
Недостатком известной системы является низкая эффективность управления частями ПВО с ВКП при отражении ударов баллистических целей, вызванная невозможностью автоматизированного решения задачи определения ракетоопасных секторов для частей ПВО.
В [2, 3] отмечены возможные пути повышения эффективности управления огнем зенитных ракетных подразделений и, в частности, за счет решения задач целераспределения и целеуказания в ходе отражения ударов баллистических и аэродинамических целей, отбора целей для частей ПВО. Однако известные системы [2, 3] не обеспечивают возможности автоматизированного решения задачи определения ракетоопасных секторов для частей ПВО в интересах сокращения времени поиска баллистических целей собственными информационными средствами этих частей.
Задачей полезной модели является устранение недостатков известной системы [1], а именно повышение эффективности управления частями ПВО с ВКП при отражении ударов баллистических целей.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является автоматизация при определении ракетоопасных секторов для частей ПВО операций анализа состава и характеристик входной информации, выбора рациональных процедур определения ракетоопасных секторов, расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, формирования результирующего множества параметров ракетоопасных секторов.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство определения ракетоопасных секторов для частей ПВО, содержащее базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, таким образом, что выход базы знаний и второй 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, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и второй 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 выходом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО, согласно полезной модели, дополнительно содержит блок автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, блок автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, причем первый выход рабочей памяти соединен со вторым входом блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, первым входом блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и первым входом блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, второй вход устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО соединен с первым входом блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации и вторым входом рабочей памяти, первый выход блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации соединен с четвертым входом машины логического вывода, второй выход блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации соединен с вторым входом блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и вторым входом блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, выход блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов соединен с первым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, выход блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов соединен со вторым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, выход которого соединен с пятым входом машины логического вывода.
Дополнительное соединение третьего выхода блока приобретения знаний с третьим входом рабочей памяти, введение соединенных между собой блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, первый выход которого соединен с четвертым входом машины логического вывода, первый вход соединен со вторым входом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО, второй вход соединен с первым выходом рабочей памяти, второй выход соединен со вторым входом блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и вторым входом блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов; блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, первый вход которого соединен с первым выходом рабочей памяти, выход соединен с первым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов; блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, первый вход которого соединен с первым выходом рабочей памяти, выход соединен со вторым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов; блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, выход которого соединен с пятым входом машины логического вывода, позволяет автоматизировать при определении ракетоопасных секторов для частей ПВО операции анализа состава и характеристик входной информации, выбора рациональных процедур определения ракетоопасных секторов, расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, расчета угломестных границ ракетоопасных секторов. Это в свою очередь позволяет решить поставленную задачу, а именно повысить эффективность управления частями ПВО с ВКП при отражении ударов баллистических целей.
Графические материалы, поясняющие суть полезной модели, представлены на фиг.1.
На фиг.1 приведена структурная устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
1 - база знаний;
2 - машина логического вывода;
3 - рабочая память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - блок автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации;
8 - блок автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов;
9 - блок автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов;
10 - блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов.
База знаний 1 предназначена для хранения системы решающих правил выбора рациональных процедур алгоритма определения ракетоопасных секторов в зависимости от состава и характеристик входной информации. Вход 1.1 базы знаний 1 соединен с выходом 2.6 машины логического вывода 2, а выход 1.2 базы знаний 1 соединен с входом 2.1 машины логического вывода 2.
Машина логического вывода 2 предназначена для выполнения логических и арифметических действий с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода 2 соединены с выходом 1.2 базы знаний 1 и выходом 3.5 рабочей памяти 3. Вход 2.3 машины логического вывода соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний 6. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом 7.3 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7. Вход 2.5 машины логического вывода 2 соединен с выходом 10.3 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов 10. Выход 2.6 машины логического вывода 2 соединен с входом 1.1 базы знаний 1, выход 2.7 соединен с входом 3.1 рабочей памяти 3, а выход 2.8 соединен с входом 4.1 блока объяснения 4.
Рабочая память 3 предназначена для хранения данных о летно-технических характеристиках баллистических ракет, числовых констант, требуемых для расчета параметров их траекторий, кодов алгоритма анализа состава и характеристик входной информации, алгоритма выбора рациональных процедур определения ракетоопасных секторов, вариантов алгоритма расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, вариантов алгоритма расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, а также географические координаты объектов обороны, возможных точек старта баллистических ракет, точек стояния средств управляемых частей ПВО. Вход 3.1 рабочей памяти 3 соединен с выходом 2.7 машины логического вывода 2. Вход 3.2 рабочей памяти 3 соединен со вторым входом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО и входом 7.1 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7. Вход 3.3 рабочей памяти 3 соединен с выходом 6.4 блока приобретения знаний 6. Выход 3.4 рабочей памяти 3 соединен с входом 7.2 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7, входом 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8, входом 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9. Выход 3.5 рабочей памяти 3 соединен с входом 2.2 машины логического вывода 2.
Блок объяснения 4 предназначен для запоминания и передачи транзитом информации о значениях параметров ракетоопасных секторов для частей ПВО. Вход 4.1 блока объяснения 4 соединен с выходом 2.8 машины логического вывода 2. Вход 4.2 блока объяснения 4 соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса 5. Выход 4.3 блока объяснения 4 соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 предназначен для общения с пользователем посредством использования стандартного набора технических и программных средств (дисплея, клавиатуры и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса 5 соединен с выходом 4.3 блока объяснения 4. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.3 блока приобретения знаний 6. Вход 5.3 пользовательского интерфейса 5 является первым входом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО и соединен с пользователем системы. Выход 5.4 пользовательского интерфейса 5 соединен с входом 4.2 блока объяснения 4. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом 6.1 блока приобретения знаний 6. Выход 5.6 пользовательского интерфейса 5 является выходом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО и соединен с пользователем системы.
Блок приобретения знаний 6 предназначен для организации диалоговой процедуры, целью которой является утверждение или корректировка управляющей информации о параметрах ракетоопасных секторов для частей ПВО. Вход 6.1 блока приобретения знаний 6 соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.2 блока приобретения знаний 6 соединен с входом 2.3 машины логического вывода 2. Выход 6.3 блока приобретения знаний 6 соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.4 блока приобретения знаний 6 соединен с входом 3.3 рабочей памяти.
Блок автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7 предназначен для определения структуры объединенной от различных источников информации о цели, точностных характеристик этой информации и распознавания сложившейся информационной ситуации. Вход 7.1 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7 является вторым входом устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО, через который в это устройство поступает входная информация о целях. Вход 7.2 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7 соединен с выходом 3.4 рабочей памяти 3, входом 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8, входом 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9. Выход 7.3 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7 соединен с входом 2.4 машины логического вывода 2. Выход 7.4 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7 соединен с входом 8.2 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8, входом 9.2 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9.
Блок автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8 обеспечивает определение значений азимутов левой и правой границ ракетоопасных секторов путем выполнения следующих операций: формирования множества граничных точек старта баллистических ракет, определения рубежей досягаемости баллистических ракет, формирования общего множества возможных азимутов стрельбы баллистических ракет, определения на основе этого множества значений азимутов левой и правой границ ракетоопасных секторов для частей ПВО. Вход 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8 соединен с выходом 3.4 рабочей памяти 3, входом 7.2 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7, входом 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9. Вход 8.2 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8 соединен с выходом 7.4 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7, входом 9.2 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9. Выход 8.3 соединен с входом 10.1 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов 10.
Блок автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9 обеспечивает определение значений углов места нижней и верхней границ ракетоопасных секторов путем выполнения следующих операций: определения угловых расстояний между возможными точками старта баллистических ракет и объектами обороны, определения возможных углов бросания баллистических ракет, определения параметров эллипсов, аппроксимирующих траектории баллистических ракет, определения апогея этих траекторий, определения значений углов места нижней и верхней границ ракетоопасных секторов. Вход 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9 соединен с выходом 3.4 рабочей памяти, входом 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8. Вход 9.2 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9 соединен с выходом 7.4 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации 7, входом 8.2 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8. Выход 9.3 соединен с входом 10.2 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов 10.
Блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов 10 осуществляет обобщение результатов работы блоков автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8 и автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9 формирует итоговые данные о значениях параметров ракетоопасных секторов для частей ПВО. Вход 10.1 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов соединен с выходом 8.3 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8. Вход 10.2 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов соединен с выходом 9.3 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9. Выход 10.3 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов соединен с входом 2.5 машины логического вывода 2.
Блоки 1-10 выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа х86, установленной на соответствующих КП.
Работа устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО состоит в следующем.
На предварительном этапе работы устройства в рабочую память 3 загружаются данные о летно-технических характеристиках баллистических ракет, числовые константы, требуемые для расчета параметров их траекторий, коды алгоритма анализа состава и характеристик входной информации, алгоритма выбора рациональных процедур определения ракетоопасных секторов, варианты алгоритма расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, варианты алгоритма расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, а также географические координаты объектов обороны, возможных точек старта баллистических ракет, точек стояния средств управляемых частей ПВО.
В базу знаний 1 закладывается система решающих правил выбора рациональных процедур алгоритма определения ракетоопасных секторов в зависимости от состава и характеристик входной информации.
После завершения предварительного этапа пользователь по входу 5.3 пользовательского интерфейса 5 вводит в устройство информационные признаки, указывающие на конкретные исходные данные из числа хранящихся в рабочей памяти, для которых необходимо рассчитать параметры ракетоопасных секторов. Эти информационные признаки через выход 5.5 поступают далее на вход блока приобретения знаний 6, а через него транзитом на вход 3.3 рабочей памяти 3. В соответствии с информационными признаками необходимые исходные данные с выхода 3.4 рабочей памяти поступают на вход 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и на вход 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов.
Через второй вход устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО на вход 7.1 блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации поступает информация, состав и характеристики которой определяют складывающуюся информационную ситуацию (координаты целей, координаты точек старта, азимут стрельбы, ошибки определения координат др.). Транзитом, с выхода 7.4, эта информация поступает на вход 8.2 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и на вход 9.2 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов. Одновременно признак начала поступления информации передается на вход 3.2 рабочей памяти. По этому признаку код алгоритма анализа состава и характеристик входной информации через вход 7.2 загружается в блок 7. С использованием этого алгоритма в блоке 7 осуществляется распознавание сложившейся информационной ситуации.
С выхода блока 7.3 данные о принадлежности входной информации к той или иной информационной ситуации поступают на вход 2.4 машины логического вывода 2, которая в соответствии с этими данными на основе системы решающих правил, хранящейся в базе знаний 1, обеспечивает загрузку в рабочую память 3 по входу 3.1 указаний по выбору рациональных процедур определения ракетоопасных секторов из числа хранящихся вариантов. Числовые коды алгоритма расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и алгоритма расчета угломестных границ ракетоопасных секторов поступает с выхода 3.4 рабочей памяти поступают соответственно на вход 8.1 блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов и на вход 9.1 блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов.
Используя загруженный алгоритм и поступившую исходную информацию в блоке автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов 8 осуществляются операции формирования множества граничных точек старта баллистических ракет, определения рубежей досягаемости баллистических ракет, формирования общего множества возможных азимутов стрельбы баллистических ракет, определения на основе этого множества значений азимутов левой и правой границ ракетоопасных секторов для частей ПВО. С выхода 8.3 значения азимутальных границ ракетоопасных секторов передаются на вход 10.1 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов.
Параллельно в соответствии с загруженным алгоритмом и поступившей исходной информацией в блоке автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов 9 осуществляются операции определения угловых расстояний между возможными точками старта баллистических ракет и объектами обороны, определения возможных углов бросания баллистических ракет, определения параметров эллипсов, аппроксимирующих траектории баллистических ракет, определения апогея этих траекторий, определения значений углов места нижней и верхней границ ракетоопасных секторов. С выхода 9.3 значения угломестных границ ракетоопасных секторов передаются на вход 10.2 блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов.
Блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов 10 осуществляет обобщение результатов работы блоков 8 и 9 формирует итоговые данные о значениях параметров ракетоопасных секторов для частей ПВО.
Указанные данные поступают на вход 2.5 машины логического вывода 2, через которую следуют транзитом на вход 4.1 блока объяснения. С выхода блока объяснения данные о значениях параметров ракетоопасных секторов для частей ПВО поступают на вход 5.1 пользовательского интерфейса 5. Утверждение или корректировка этих данных осуществляется с помощью диалоговой процедуры, реализуемой блоком приобретения знаний 6 на основе обмена информацией по линиям 5.5-6.1 и 6.3-5.2. С выхода 5.6 блока 5 информация о значениях параметров ракетоопасных секторов для частей ПВО поступает на выход устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО.
Полезная модель разработана на уровне математической модели и программы для ЭВМ. Результаты испытаний модели показали повышение эффективности управления частями ПВО с ВКП на 8-10%.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:
1. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис.1.6., с.70.
2. RU 80030, МПК: G05B 17/00, 2009.
3. RU 106401, МПК: G05B 17/00, 2011.
Устройство определения ракетоопасных секторов для частей ПВО содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и второй выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен с первым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входом базы знаний и входом 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 являются первым входом и выходом устройства отбора целей для частей ПВО, отличающееся тем, что в нем третий выход блока приобретения знаний соединен с третьим входом рабочей памяти, и дополнительно содержатся блок автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, блок автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, блок автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, причем первый выход рабочей памяти соединен со вторым входом блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации, первыми входами блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, второй вход устройства определения ракетоопасных секторов для частей ПВО соединен с первым входом блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации и вторым входом рабочей памяти, первый выход блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации соединен с четвертым входом машины логического вывода, второй выход блока автоматизированного анализа состава и характеристик входной информации соединен со вторыми входами блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов, блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов, первый выход блока автоматизированного расчета азимутальных границ ракетоопасных секторов соединен с первым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, первый выход блока автоматизированного расчета угломестных границ ракетоопасных секторов соединен со вторым входом блока автоматизированного формирования множества параметров ракетоопасных секторов, выход которого соединен с пятым входом машины логического вывода.
