Программные продукты и системы

В общем случае под моделированием понимается процесс создания моделей и их применение. В данной статье нет необходимости давать определение понятия «модель», раскрывать типы моделей и теорию моделирования.

Все учебно-тренировочные средства в силу своего предназначения и внутренней морфологии являются моделирующими системами. И в то же время модели предметной области выступают в качестве инструмента обучения. При этом требования к результатам обучения, к цели и содержанию подготовки обучающихся обусловливают структуру и содержание моделей предметной области, а способы организации и существования знаний в процессе обучения определяют познавательную функцию модели.

Целью подготовки обучающихся на оперативно-тактических и тактических тренажерах ВМФ является обучение управлению силами и средствами флота при подготовке и ведении оперативно-тактических и тактических боевых действий.

Боевые действия на море представляют собой совокупность согласованных и взаимосвязанных по целям, задачам, месту и времени боев, ударов и атак, проводимых тактическими соединениями и группами кораблей и летательных аппаратов, одиночными надводными кораблями и подводными лодками для решения тактических задач в определенных районах. Целями боевых действий могут быть

-      уничтожение подводных лодок и надводных кораблей (судов) противника;

-      поражение наземных объектов и войск противника;

-      оборона своих районов базирования и коммуникаций;

-      ­магнитной.

Боевые действия – это основной процесс, протекающий в боевой системе и представляющий собой набор состояний системы в ходе выполнения боевой задачи. Состояния боевой системы являются детерминированными, но их параметры случайны, стохастичны. Уровень стохастичности (непредсказуемости) этих параметров снижается в силу того, что боевые действия – управляемый процесс.

В тренажерных системах действиями своих сил и средств управляют обучающиеся с соответствующих автоматизированных рабочих мест обучающихся (АРМО), а действия противника и взаимодействующих сил и средств моделируются вычислительно-моделирующим комплексом по исходной обстановке, заданной руководителем обучения со своего АРМ (АРМ РО). Состав и структура АРМО и АРМ РО определяются целями и задачами обучения на тренажере.

Важнейшим элементом моделей являются БД, их структура для моделирования систем вооружения и боевых действий в основном известна. Но для моделирования боевых действий необходимо описывать связи между частными моделями отдельных средств, параметрами состояния среды и комплексными моделями. Эти связи зачастую находятся не в строго формализованном виде. В отдельных случаях связи можно описать логическими условиями, однако таких условий может быть достаточно много (до пяти и более). По сути базы моделей действий сил являются базами знаний о действиях сил. В этих условиях для моделирования действий сторон могут применяться методы искусственного интеллекта.

Наиболее простой базой знаний является система, основанная на продукционных правилах вида: если существуют А и B или C и D, то F, иначе

$ {AÙB}Ú $ {CÙD}®F,

где A, B, C, D – факты условий взаимосвязей, состояния, событий, действий; F – действие или факт события.

Для системы боевых действий на море существует следующая структура предикатов высказываний:

–      факты состояний своих сил и средств, а также взаимодействующих сил и средств;

–      факты состояний противника и среды;

–      факты условий, событий, последействий (новое состояние);

–      действия;

–      правила.

Факты состояния определяют нахождение в определенной степени готовности, положение в пространстве, выполнение каких-либо действий и т.п., сил и средств противника и среды на некоторый момент времени. Так, факты состояния своих и взаимодействующих сил и средств описывают наличие конкретных сил и средств, их положение в пространстве, нахождение в той или иной степени боевой готовности, работу или применение тех или иных средств. Факты состояния противника описывают наличие конкретных сил противника, их вооружение, положение в пространстве, назначение для решения боевых задач. Факты состояния среды определяют гидрометеорологические факторы, влияющие на применение своих сил и средств и на противника, а также условия распространения электромагнитной энергии, визуальную видимость.

Факты условий при определенном сочетании фактов состояния определяют ситуации, при которых может произойти или не произойти то или иное событие. Ситуациями являются взаимное положение сил и средств своих, взаимодействующих и противника, их состояния, время года и суток, при которых могут произойти определенные события с учетом состояния среды.

Совокупность определенной композиции фактов состояния и фактов условий создает факт события – какого-либо явления, вытекающего из совокупности фактов состояния. Событиями являются обнаружение, оповещение, применение оружия, средств РЭБ, изменение степени готовности, изменение параметров движения и т.д.

Из факта события следуют действия, то есть мероприятия, которые выполняются для достижения определенной цели: изменение степени готовности, параметров движения, применение сил и средств и др.

После выполнения действия наступают новые состояния сил и средств – появляются факты последействия, которые в сочетании с фактами условий порождают новые события. Тем самым замыкается цикл управления, которое продолжается до достижения целей моделирования.

Правила определяют порядок взаимосвязей фактов и действий и выполнения действий. Структура правила вывода имеет вид: ЕСЛИ ЕСТЬ <факт состояния, факт состояния, ..., факт состояния> И <не факт состояния, ..., не факт состояния> И ЕСТЬ <факт условия> ТО ЕСТЬ <факт события>, ЕСЛИ ЕСТЬ <факт события> ТО ЕСТЬ <действие>, ЕСЛИ ЕСТЬ <действие> ТО ЕСТЬ <факт последействия>, или

P=$ {Ai}Ù $ {ØAj}Ù $ {B}®${C}®${D}®${F}, где Ai, Aj – факты состояния; B – факт условия; C – факт события; D – действие; F – факт последействия.

Таким образом, при проектировании тренажерных систем для тактической и оперативно-такти­ческой подготовки корабельных боевых расчетов и расчетов командных пунктов и пунктов управления различного уровня иерархии необходимо прежде всего сформировать структуру моделей боевых действий, включающую модели действий сил, модели объектов, средств и среды, определить взаимосвязи между ними, что является основой для формирования БД, структуры АРМО и АРМ РО, учебных информационных моделей АРМО.

Структурно-функциональный подход к проектированию тактических и оперативно-тактических тренажерных систем на основе моделирования объектов, процессов и взаимосвязей между объектами и процессами обеспечивает создание тренажерных систем с заданными характеристиками для подготовки расчетов командных пунктов и пунктов управления.

Литература

1.     Блинов А.П., Зуб В.И. Морской бой. СПб: Логос, 1995.

2.     Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.

3.     Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999.

4.     Ильин В.А., Кравчук В.Г. Моделирование противовоздушных боевых действий соединений кораблей при проектировании морских тактических тренажеров // Программные продукты и системы. 2003. № 1.

References

1.  Blinov A.P., Zub V.I.,  Morskoy boy  [Sea fight], St. Peters-burg, Logos, 1995.

2.  Buslenko N.P.,  Modelirovanie slozhnykh sistem  [Difficult systems modeling], Moscow, Nauka, 1978.

3.  Volkova V.N., Denisov A.A.,  Osnovy teorii sistem i sistemnogo analiza  [Fundamentals of system theory and system analysis theory], St. Petersburg, St. Petersburg State Technical Univ., 1999.

4.  Ilin V.A., Kravchuk V.G., Programmnye produkty i sistemy [Software and Systems], 2003, no. 1.