Software & Systems

Необходимость научного обоснования управленческих решений в настоящее время особенно актуальна. Наиболее универсальным средством обоснования решений является моделирование. В данном случае моделирование осуществляется для выявления свойств объектов (систем объектов) или процессов путем построения и исследования их моделей.

Основными функциями моделей при их практическом использовании [1] являются познавательная и прагматическая.

Познавательная функция заключается в универсальном способе организации и существования знаний в процессе обучения. Именно модель предметной области деятельности обучающегося определяет цель и содержание его подготовки, а также квалификационные требования и выступает в качестве инструмента обучения.

Прагматическая функция определяется тем, что модель выступает в качестве инструмента проведения эксперимента, испытания для выбора, обоснования и последующего выполнения управляющего решения по тому или иному действию. Основой для моделирования боевых действий на море является формализованное представление своих систем вооружения и систем вооружения противника, боевого применения своих систем вооружения и действий противника по нашим силам.

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.

Основной формой тактических действий на море является морской бой, представляющий собой согласованные по цели, месту и времени удары и атаки.

Боевые действия на море ведутся боевыми системами, состоящими из ударной, обеспечивающей, обслуживающей и управляющей подсистем. Ударная подсистема предназначается для нанесения поражения противнику и включает в себя оружие и средства управления им. Обеспечивающая подсистема включает в себя силы и средства освещения обстановки и радиоэлектронной борьбы. Обслуживающая подсистема решает задачи технического, специального и тылового обеспечения. Управляющая подсистема – это совокупность командных пунктов, пунктов управления, АСУ и систем связи для координации действий разнородных сил и средств.

Таким образом, боевые действия на море можно представить как взаимодействие двух боевых систем с антагонистическими целями. Следовательно, модель боевых действий на море есть модель конфликтной ситуации, включающей в себя модели действий своих сил, взаимодействующих сил, сил противника и среды, оказывающей влияние на действия моделируемых сил. При этом модели своих сил, взаимодействующих сил и противника имеют единую природу и могут иметь одинаковую структуру.

Модели действий сил включают в себя модели управления, освещения обстановки, РЭБ, применения оружия и маневрирования. Условия функционирования моделей боевых действий, объектов и средств определяются моделями сред – географической, гидрологической, метеорологической и электромагнитной.

Важнейшим элементом моделей являются базы данных и знаний, где описываются основные взаимосвязи моделей средств и объектов и поведение объектов. В общем случае модели могут быть аналитическими детерминированными [1], оптимизационными и имитационными.

Аналитические детерминированные модели могут использоваться для подтверждения и/или проверки теоретических положений, проведения вычислительных экспериментов и т.п.

Оптимизационная модель боевых действий позволяет выбирать в ходе исследования рациональный состав сил и средств моделируемой системы или распределение сил и средств между функциональными, иерархическими подсистемами или же отдельными элементами моделируемой системы.

В оптимизационных моделях боевых действий могут быть использованы методы оптимизации: линейное и нелинейное программирование, анализ марковских дискретных цепей, теория игр, оптимизация по Парето и некоторые другие.

Имитационные модели применимы для моделирования процессов и систем любого уровня и любой структуры. В зависимости от этого определяется степень детализации моделируемых функций и параметров. В общем случае имитационные модели могут быть регулярными (аналитическими), квазирегулярными и стохастическими.

Регулярные модели могут применяться в тех случаях, когда все функции, параметры и связи между ними описываются аналитическими зависимостями. Следовательно, такие модели применимы только для исследования отдельных систем и средств. Квазирегулярные и стохастические модели позволяют моделировать любые системы и процессы.

Обычно классифицируются модели по их внутреннему содержанию: аналоговые, имитационные, аналитические, стохастические и т.п. Предназначение моделей целесообразно разделить на три группы: исследовательские, управляющие, обучающие.

Очевидно, исследовательские модели предназначаются для изучения каких-то объектов, процессов, явлений.

Управляющие модели предназначаются для управления некими объектами и процессами, протекающими в них. Причем управляющие модели можно подразделить на две группы: планировочные, обеспечивающие поддержку принятия предварительного решения и планирования действий; командные, выдающие рекомендации или непосредственно воздействующие на управляемый объект.

Эти модели являются составной частью АСУ.

Обучающие модели предназначены для подготовки персонала, управляющего объектами и процессами. При этом следует различать предназначение моделей в зависимости от целей обучения: для теоретического обучения и для практической подготовки – тренажные. Для теоретического обучения модели могут быть информационными, описывающими и/или показывающими устройство представляемых объектов и протекающих в них процессов, имитационными, демонстрирующими развитие процессов в динамике. Тренажные модели во всех случаях должны быть имитационными, представляющими развитие моделируемых процессов в динамике, в том числе под воздействием обучающихся.

Тренажерные системы по своей сути являются имитационными моделями. Однако возможности по использованию их в исследовательских целях определяются организацией баз данных и знаний. Закрытые базы существенно снижают исследовательские возможности этих систем. Открытые базы позволяют модифицировать модели и варьировать условия моделирования. Важным условием использования моделей в образовательных целях является свойство адаптивности их к обучающимся. Тренажные модели являются наиболее сложными. Они должны включать в себя, помимо объектов и процессов, управляемых обучающимися, еще и модели внешней среды. Во всех случаях обучающие модели должны базироваться на моделях, описывающих предметную область деятельности обучающегося, процессы, протекающие в предметной области, процессы, управляемые обучающимся в этой предметной области.

Список литературы

1.  Автоматизация управления и связь в ВМФ./ Под общ. ред. Ю.М. Кононова. - СПб.: Элмор, 2001.

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.  Шеннон Р.Е. Имитационное моделирование систем – искусство и наука. - М.: Изд-во Мир, 1978.