Система распределения войск по направлениям и рубежам
Полезная модель направлена на повышение надежности оценки планов распределения войск по направлениям и рубежам. Указанный результат достигается тем, что в систему включены база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, распределенная база данных модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск, модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях. На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются нормативные данные о важности обороняемых объектов, а также данные о боевых возможностях управляемых частей и соединений своих войск и войск противника. В базу знаний закладываются правила распределения войск по направлениям в соответствии с действующей нормативной базой. В распределенную базу данных через систему агентов загружаются и постоянно корректируются сведения о боевых возможностях своих войск и войск противника, а также данные о состоянии обороняемых объектов. Модель обеспечивает учет реального состояния обороняемых объектов, оценку боевых возможностей на основе данных, поступающих от различных агентов, достоверность источников информации о важности боевых задач и вычисляет доверительные вероятности и энтропию указанных оценок. На заключительном этапе работы системы на основе принятых критериев и принципов на выходе системы формируется оценка, характеризующая степень обоснованности плана распределения войск по направлениям и рубежам, исходя из анализа и оценки реальной важности обороняемых объектов, достоверности (надежности) этой оценки и с учетом реального состояния своих войск и войск противника. 1 н.п.ф., 1 илл.
Система распределения войск по направлениям и рубежам относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использована в автоматизированных системах управления войсками. 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 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 выход и третий вход пользовательского
интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются выходами выходом и входом системы).
Система /1/ может быть использована при решении задач распределения войск по направлениям и рубежам. В этом случае система /1/ функционирует следующим образом. На предварительном этапе работы системы в рабочую память закладываются нормативные данные о важности обороняемых объектов, а также данные о боевых возможностях управляемых частей и соединений своих войск и войск противника. В базу знаний закладываются правила распределения войск по направлениям в соответствии с действующей нормативной базой. Пользователь вводит через пользовательский интерфейс план распределения сил по направлениям, включающий в себя все данные для проведения экспертизы. После этого на заключительном этапе работы, на выходе системы формируется оценка плана распределения сил в соответствии с данными и правилами, заложенными в рабочую память и базу знаний. Полученные результаты сравниваются с данными, заложенными в план распределения сил, результаты сравнения выдаются пользователю через выход пользовательского интерфейса.
Недостатком устройства /1/ при решении задач распределения войск по направлениям и рубежам является то, что в нем не учитывается динамика изменения важности боевых задач, решаемых на направлениях, а также степень неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях. Отсутствие учета указанных может привести к грубым просчетам, потере инициативы в ведении боевых действий и, в конечном итоге, к недопустимому снижению эффективности боевых действий. Указанный недостаток существенно снижает качество распределения войск по направлениям и рубежам, что проявляется в низкой надежности оценок планов распределения войск сил, что, в свою очередь создает предпосылки к принятию решений, приводящих к снижению общей эффективности боевых действий на 50-60% от реально достижимой при качественном планировании.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности оценок планов распределения войск по направлениям и рубежам.
Заявляемая система распределения войск по направлениям и рубежам, как и прототип, содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую 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 являются входами и выходом системы распределения войск по направлениям и рубежам.
В отличии от прототипа система распределения войск по направлениям и рубежам содержит модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, распределенную базу данных, модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск, модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, причем выход модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с первым входом модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, выход модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск соединен с третьим входом рабочей памяти, первый, второй и третий выходы распределенной базы данных соединены с входами модели оценки в реальном масштабе времени
важности боевых задач, решаемых на направлениях, модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск и со вторым входом модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, выход модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен со вторым входом рабочей памяти.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На черт.1 приведена структурная схема системы распределения войск по направлениям и рубежам.
Заявляемая система распределения войск по направлениям и рубежам (черт.1) содержит
1 - базу знаний;
2 - машину логического вывода;
3 - рабочую память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях;
8 - распределенную базу данных;
9 - модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск;
10 - модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях.
База знаний 1 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить в оперативной памяти правила распределения войск по направлениям в соответствии с действующей нормативной базой. Вход базы знаний соединен с выходом 2.4 машины
логического вывода. Выход базы знаний соединен с входами 2.1.машины логического вывода.
Машина логического вывода 2 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, способную выполнять логические и арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода соединены с выходами базы знаний и рабочей памяти. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний. Выход 2.4 машины логического вывода соединен с входом базы знаний, выход 2.5 соединен с входом 3.1 рабочей памяти, выход 2.6 соединен с входом 4.1 блока объяснения.
Рабочая память 3 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить в оперативной памяти нормативные данные о важности обороняемых объектов, а также данные о боевых возможностях управляемых частей и соединений своих войск и войск противника. Вход 3.1 рабочей памяти соединен с выходом 2.5 машины логического вывода. Вход 3.2 рабочей памяти соединен с выходом модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях. Вход 3.3 рабочей памяти соединен с выходом модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск. Выход рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода.
Блок объяснения 4 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, способную запоминать цепочку правил, в соответствии с которыми был получен очередной результат экспертизы машиной логического вывода. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.6 машины логического вывода. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса.
Пользовательский интерфейс 5 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, оснащенную стандартным набором технических и программных средств для общения с пользователем (дисплеем, клавиатурой и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса соединен с выходом блока объяснения. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.1 блока приобретения знаний. Вход 5.3 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы аудита цен. Выход 5.4 пользовательского интерфейса соединен с входом 4.2 блока объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы распределения войск по направлениям и рубежам.
Блок приобретения знаний 6 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил распределения войск по направлениям. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса. Выход 6.1 блока приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса. Выход 6.2 блока приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины логического вывода.
Модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, 7 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию вычислений в реальном масштабе времени значений показателей важности боевых задач с учетом реального состояния обороняемых объектов. Вход модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с выходом 8.1 распределенной базы данных. Выход модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с входом 10.1 модели оценки в
реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях.
Распределенная база данных 8 представляет собой совокупность баз данных, физически распределенных по взаимосвязанным информационным ресурсам Вооруженных сил и доступных для совместного использования /2/. Например, распределенная база данных может функционировать на принципах Oracle8/8i/3/. Выходы 8.1, 8.2 и 8.3 распределенной база данных соединены с входами модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск и входом 10.2 модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях.
Модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск 9 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию вычислений в реальном масштабе времени значений показателей боевых возможностей подчиненных войск и войск противника с учетом текущих данных об обстановке. Вход модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск соединен с выходом 8.2 распределенной базы данных. Выход модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск, соединен с входом 3.3 рабочей памяти.
Модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, 10 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию вычислений в реальном масштабе времени доверительных вероятностей и энтропии оценок важности боевых задач, решаемых на направлениях. Вход 10.1 модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с выходом модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на
направлениях. Вход 10.2 модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с выходом распределенной базы данных. Выход модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с входом 3.2 рабочей памяти.
Конструктивно система распределения войск по направлениям и рубежам представляет собой комплект аппаратуры, размещенной в стационарном помещении. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации системы распределения войск по направлениям и рубежам соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.
Работает система распределения войск по направлениям и рубежам следующим образом.
На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются нормативные данные о важности обороняемых объектов, а также данные о боевых возможностях управляемых частей и соединений своих войск и войск противника. В базу знаний закладываются правила распределения войск по направлениям в соответствии с действующей нормативной базой. В распределенную базу данных через систему агентов загружаются и постоянно корректируются сведения о боевых возможностях своих войск и войск противника, а также данные о состоянии обороняемых объектов. Модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, обеспечивает оценку важности боевых задач на направлениях с учетом реального состояния обороняемых объектов. Модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск обеспечивает оценку боевых возможностей на основе данных, поступающих от различных агентов в реальном масштабе времени. Модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, обеспечивает учет достоверности
источников информации о важности боевых задач и вычисляет доверительные вероятности и энтропию указанных оценок.
После завершения предварительного этапа работы системы пользователь вводит через пользовательский интерфейс план распределения сил по направлениям, включающий в себя все данные для проведения экспертизы. После этого на заключительном этапе работы системы на основе принятых критериев и принципов на выходе системы формируется оценка, характеризующая степень обоснованности плана распределения войск по направлениям и рубежам, исходя из анализа и оценки реальной важности обороняемых объектов, достоверности (надежности) этой оценки и с учетом реального состояния своих войск и войск противника.
В ходе вычисления в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, определяется доверительная вероятность этой оценки - 
дов и связанная с этой вероятностью энтропия
НОЦ=-дов·log2 (-дов)-(1-дов)·log2 (1-дов), бит.
Если в ходе вычислений НОЦ установлено, что НОЦ больше 1,5 бит, то распределение боевых войск (сил) по направлениям (рубежам) проводится точно так же, как и в прототипе, то есть распределение осуществляется в строгом соответствии с важностью решаемых задач.
Если установлено, что Н ОЦ меньше или равно 1,5 бит, то распределение боевых войск (сил) по боевым задачам проводится по следующему правилу:
1) если важность задач, решаемых на первом направлении, выше, чем на втором, то на первое направление наряжается 61,803% войск от их общего количества;
2) если важность задач, решаемых на первом направлении, ниже, чем на втором, то на первое направление наряжается 38,193% войск от их общего количества.
Путем проведения многократных машинных экспериментов установлено, что при распределении войск в условиях, когда точное определение важности задач, решаемых на направлениях, невозможно, использование предложенной модели позволяет повысить максимум минимального значения показателя эффективности боевых действий по сравнению с прототипом в 1,3-2 раза.
Представленный вариант построения система распределения боевых возможностей войск по направлениям 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 "Вильямс", 2007, рис.1.6., с.70 (прототип).
2. Роланд Ф. Основные концепции баз данных. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2007.
3. К.Луни Oracle 8. Настольная книга администратора - М.: Изд-во ЛОРИ, 1998.
Система распределения войск по направлениям и рубежам содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую 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 являются входами и выходом системы распределения войск по направлениям и рубежам, отличающаяся тем, что в нее, с целью повышения надежности оценки планов распределения войск по направлениям и рубежам, включены модель оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, распределенная база данных, модель оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск, модель оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, причем выход модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен с первым входом модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, выход модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск соединен с третьим входом рабочей памяти, первый, второй и третий выходы распределенной базы данных соединены с входами модели оценки в реальном масштабе времени важности боевых задач, решаемых на направлениях, модели оценки в реальном масштабе времени боевых возможностей войск и со вторым входом модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, выход модели оценки в реальном масштабе времени степени неопределенности в оценке важности боевых задач, решаемых на направлениях, соединен со вторым входом рабочей памяти.
