Система оценки эффективности взаимодействия войск
Полезная модель относится к относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и направлена на повышение достоверности оценки эффективности взаимодействия войск. Указанный результат достигается тем, что в систему включены база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, модель боевых действий объединения, блок определения параметров регрессионных зависимостей, блок оценки эффективности взаимодействия войск.
На основе данных о результатах статистического моделирования боевых действий устанавливается характер регрессионной зависимости между показателями эффективности первого и второго объединения (соединения) или устанавливается факт отсутствия статистически значимой зависимости между указанными показателями. На основе полученных регрессионных зависимостей оцениваются показатели эффективности взаимодействия участников операции (сражения).
Проверка системы оценки эффективности взаимодействия войск проведена в ходе командно-штабных учений, которые показали, что применение заявляемой системы позволяет повысить достоверность оценки эффективности взаимодействия войск в 3-4 раза. 1 н. п.ф., 1 илл.
Система оценки эффективности взаимодействия войск к 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 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 оценки эффективности взаимодействия войск. На предварительном этапе работы системы в рабочую память закладываются данные об эффективности боевых действий объединений (соединений), ведущих операцию (сражение) автономно. В базу знаний закладываются правила оценки эффективности взаимодействия войск. На заключительном этапе работы, на вход 5.3 системы подаются сведения о эффективности боевых действий участников операции (сражения), действующих совместно. На основе располагаемой информации в машине логического вывода формируется оценки эффективности взаимодействия войск. Полученные результаты выдаются пользователю через выход пользовательского интерфейса.
Недостатком системы /1/ является то, что для решения задачи оценки эффективности взаимодействия войск требуется последовательное моделирование боевых действий участников операции (сражения) в автономном и согласованном режиме при одних и тех же условиях обстановки. Но искусственное разделение участников операции при оценке действий в автономном режиме ведет к деструктуризации операции (сражения) и снижает достоверность оценки эффективности взаимодействия войск.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение достоверности оценки эффективности взаимодействия войск.
Заявляемая система оценки эффективности взаимодействия войск, как и прототип, содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и первый 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 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 системы оценки эффективности взаимодействия войск.
В отличие от прототипа система оценки эффективности взаимодействия войск содержит модель боевых действий объединения, блок определения параметров регрессионных зависимостей, блок оценки эффективности взаимодействия войск, причем вход модели боевых действий объединения является вторым входом системы оценки эффективности взаимодействия войск, выход модели боевых действий объединения соединен с первым входом блока определения параметров регрессионных зависимостей, выход блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен с первым входом блока оценки эффективности взаимодействия войск, второй вход блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен со вторым выходом рабочей памяти, второй вход блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с четвертым выходом машины логического вывода, выход блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с четвертым входом машины логического вывода.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На фиг.1 приведена структурная схема системы оценки эффективности взаимодействия войск. На фиг.1 используются следующие обозначения:
1 - база знаний;
2 - машина логического вывода;
3 - рабочая память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - модель боевых действий объединения;
8 - блок определения параметров регрессионных зависимостей;
9 - блок оценки эффективности взаимодействия войск.
База знаний 1 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить в оперативной памяти правила расчета оценок эффективности взаимодействия войск. Вход базы знаний соединен с выходом 2.5 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 выходом базы знаний и выходом 3.1 рабочей памяти. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом блока оценки эффективности взаимодействия войск. Выход 2.5 машины логического вывода соединен с входом базы знаний, выход 2.6 соединен с входом рабочей памяти, выход 2.7 соединен с входом 4.1 блока объяснения, выход 2.8 соединен с входом 9.2 блока оценки эффективности взаимодействия войск.
Рабочая память 3 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, позволяющую хранить данные о параметрах алгоритмов интерполяции (линейной и нелинейной), используемых при обработке данных о моделировании. Вход рабочей памяти соединен с выходом 2.6 машины логического вывода. Выход 3.1 рабочей памяти соединен с входом
2.2 машины логического вывода. Выход 3.2 рабочей памяти соединен с входом 8.2 блока определения параметров регрессионных зависимостей.
Блок объяснения 4 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, способную запоминать цепочку правил, в соответствие с которыми была проведена оценка эффективности взаимодействия войск. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.7 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 является первым входом системы оценки адекватности математической модели боевых действий и соединен с пользователем системы. 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 является первым выходом системы оценки адекватности математической модели боевых действий.
Блок приобретения знаний 6 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является ввод (корректировка) правил, в соответствие с которыми вычисляются оценки эффективности взаимодействия войск. 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 боевых действий объединения 7 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую моделирование боевых действий объединений (соединений). Вход модели боевых действий объединения является вторым входом системы оценки эффективности взаимодействия войск и представляет собой стандартный вход рабочей станции, например USB порт, через который можно загрузить программу модели боевых действий объединения. Выход модели боевых действий объединения соединен с входом 8.1 блока определения параметров регрессионных зависимостей.
Блок определения параметров регрессионных зависимостей 8 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую определение стриктуры и параметров регрессионных зависимостей, характеризующих взаимозависимость между показателями эффективности взаимодействующих объединений (соединений), полученными в ходе различных машинных экспериментов, но при одних и тех же начальных условиях моделирования. Вход 8.1 блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен с выходом модели боевых действий объединения. Вход 8.2 блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен с выходом 3.2 рабочей памяти. Выход блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен с входом 9.1 блока оценки эффективности взаимодействия войск.
Блок оценки эффективности взаимодействия войск 9 представляет собой рабочую станцию, например типа Р5-100 Best Buy, обеспечивающую организацию вычислений оценок показателей эффективности взаимодействия войск. Вход 9.1 блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с выходом блока определения параметров регрессионных зависимостей. Вход 9.2 блока вычисления оценок инвариантов соединен с четвертым выходом машины логического вывода. Выход блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с входом 2.4 машины логического вывода.
Конструктивно система оценки эффективности взаимодействия войск представляет собой комплект аппаратуры, размещенной в стационарном помещении. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации системы оценки эффективности взаимодействия войск соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-76.
Работает система оценки эффективности взаимодействия войск следующим образом.
На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются данные о параметрах процедур построения линейных и нелинейных регрессионных зависимостей на основе располагаемого статистического материала. В базу знаний закладываются правила расчета оценок показателей эффективности взаимодействия войск при различном характере регрессионных зависимостей между показателями эффективности, боевых действий субъектов взаимодействия, полученными в ходе различных машинных экспериментов. Через третий вход системы оценки эффективности взаимодействия войск (вход модели боевых действий объединения) загружается математическая модель операции (код программы и исходные данные).
После завершения предварительного этапа работы системы пользователь вводит через пользовательский интерфейс признак готовности 00системы оценки эффективности взаимодействия войск к функционированию в режиме вычисления показателя эффективности взаимодействия войск. С выхода модели боевых действий объединения на вход блока определения параметров регрессионных зависимостей начинают поступать данные характеризующие для каждого машинного эксперимента (реализации) эффективность боевых действий первого субъекта взаимодействия (показатель Э1), и второго субъекта взаимодействия - (показатель Э 2). На основе статистических данных об итогах моделирования, поступающих на вход 8.1 и данных, определяющих параметры алгоритма восстановления регрессионной зависимости устанавливается характер зависимости между показателями
эффективности первого и второго объединения (соединения) или устанавливается факт отсутствия статистически значимой зависимости между указанными показателями. Опыт эксплуатации системы оценки эффективности взаимодействия войск показал, что характер зависимости целесообразно выражать через систему уравнений:
где Э1 - эффективность боевых действий первого объединения (соединения);
Э 2 - эффективность боевых действий второго объединения (соединения);
РЕГР(Э2) - регрессионная зависимость эффективности боевых действий первого объединения (соединения) от эффективности эффективность боевых действий второго объединения (соединения);
РЕГР(Э1) - регрессионная зависимость эффективности боевых действий второго объединения (соединения) от эффективности эффективность боевых действий первого объединения (соединения).
На основе указанных зависимостей, параметры которых поступают с выхода блока определения параметров регрессионных зависимостей на вход 9.1 блока оценки эффективности взаимодействия войск в последнем определяются оценки эффективности боевых действий объединений (соединений) по формулам
где Эавт1 - оценка эффективности автономных боевых действий первого объединения (соединения);
Эавт2 - оценка эффективности автономных боевых действий второго объединения (соединения).
На основе полученных оценок в блоке оценки эффективности взаимодействия войск определяется окончательная оценка эффективности взаимодействия войск по формуле:
где 
- среднее значение показателя эффективности боевых действий первого объединения (соединения), полученное по совокупности всех машинных экспериментов;
- среднее значение показателя эффективности боевых действий второго объединения (соединения), полученное по совокупности всех машинных экспериментов;
ЭВ31-2 - оценка значения показателя эффективности взаимодействия первого и второго объединения (соединения).
Оценка значения показателя эффективности взаимодействия первого и второго объединения (соединения) передается транзитом с выхода блока оценки эффективности взаимодействия войск. Эта оценка с выхода блока оценки эффективности взаимодействия войск 9 поступает на вход 2.4 машины логического вывода. Далее оценка эффективности взаимодействия передается на вход 4.1 блока объяснения вместе с перечнем правил, на основе которых она была сформирована. Затем оценка эффективности взаимодействия и соответствующая цепочка правил поступают на вход 5.1 пользовательского интерфейса и через его выход 5.6 доводятся до пользователя.
Проверка эффективности системы оценки эффективности взаимодействия войск проведена в ходе командно-штабных учений, которые показали, что применение заявляемой системы позволяет повысить достоверность оценки эффективности взаимодействия войск в 3-4 раза. В частности, при доверительной вероятности 0,95 размеры доверительного интервала не превышают 0,05.
Представленный вариант построения системы оценки эффективности взаимодействия войск 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).
Система оценки эффективности взаимодействия войск содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и первый 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 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 системы оценки эффективности взаимодействия войск, отличающаяся тем, что в нее с целью повышения достоверности оценки эффективности взаимодействия войск включены модель боевых действий объединения, блок определения параметров регрессионных зависимостей, блок оценки эффективности взаимодействия войск, причем вход модели боевых действий объединения является вторым входом системы оценки эффективности взаимодействия войск, выход модели боевых действий объединения соединен с первым входом блока определения параметров регрессионных зависимостей, выход блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен с первым входом блока оценки эффективности взаимодействия войск, второй вход блока определения параметров регрессионных зависимостей соединен со вторым выходом рабочей памяти, второй вход блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с четвертым выходом машины логического вывода, выход блока оценки эффективности взаимодействия войск соединен с четвертым входом машины логического вывода.
