النمذجة الرياضية للعمليات القتالية. نمذجة العمليات القتالية كأداة رئيسية لاتخاذ قرارات مستنيرة. النظرية والممارسة العسكرية

في أذهان العلماء العسكريين ، في الدوائر القريبة منهم ، وحتى بين كبار الضباط ، هناك حلم لإنشاء نموذج ، أو حتى أفضل ، مجمع نمذجة من شأنه أن يمنح القائد أفضل الخياراتاستخدام القوات والوسائل في عملية محددة. دعنا نحاول معرفة مدى جدوى ذلك.

تأمل برافورا

يتم إنشاء هذه النماذج والمجمعات بأمر من الدائرة العسكرية لغرض التطبيق العملي من قبل القادة والأركان في عملية تطوير عمليات التشكيلات. مراحل مختلفةوالمواعيد. يبدو أن كل شيء بسيط: يمكنك إدخال البيانات الأولية ، والضغط على الزر والحصول على النتيجة - عدة خيارات لحل المشكلة ، واختيار الأفضل والبدء في التحضير للعملية. لا شك في الاختيار الصحيح ، ليال بلا نومعند التفكير في فكرة. هناك ثقة في فهم نوايا العدو ، والروح القتالية لقواتك ، وما إلى ذلك. ستفكر آلة غير حساسة ، لا تعرف الكلل ، سريعة ودقيقة في كل شيء نيابة عنك وتخبرك بماذا وكيف وفي أي لحظة يجب القيام بها. ومع ذلك ، لسنوات عديدة ، كانت موجات الفكر العلمي تضرب جدار الرغبة ، ولكن لا توجد إنجازات حقيقية في هذا المجال ولا يمكن أن تكون موضوعية ، حيث من المستحيل أتمتة عملية التفكير البشري ، وكل ما سبق هو وهم - فكرة غير قابلة للتحقيق.

تقول بعض المصادر أن العمليات العسكرية الأولى بدأت على غرار البنتاغون في الثمانينيات البعيدة. لقد سئم العقل البراغماتي للمحارب الأمريكي من العمل الجاد في سياق اتخاذ القرار ، والتحضير والتخطيط للأعمال من قبل مجموعات من القوات في العديد من مجالات اهتماماتهم الحيوية ، حيث يكون الدرك العالمي ، كممثلين عن الدوائر التقدمية للبشرية دعا بحق الولايات المتحدة ، نفذت عمليات عسكرية. ثم جاءت الحواسيب الإلكترونية التي لا تعرف الكلل لمساعدة الدرك. بأمر من الجيش ، بدأ تطوير نماذج رياضية مختلفة ، بما في ذلك أعمال التشكيلات العسكرية من مختلف المستويات والأغراض. تم تصميم جميع العمليات المخطط لها وفقط بعد ذلك تم اتخاذ القرارات بشأن إعدادها وتنفيذها. لقد كتب الكثير عن هذا في الأدبيات العلمية والشعبية.

تم إعطاء المتخصصين المحليين المشاركين في التطورات في هذا المجال لفهم مدى تقدم زملائهم الأمريكيين في مجال أتمتة النشاط الفكري لقادة القوات المسلحة الأمريكية. وقد أدركنا ذلك ، الذي لطالما كان سمة لبعض الباحثين المحليين عن الجديد والمتقدم ، الذين ينظرون إلى الغرب المزدهر. علماء الجيش والعلماء فقط لم يتصالحوا مع التخلف عن الفكر المتقدم. قالوا: "نحن نعرف أيضًا نهاية البندقية التي يجب حملها" ، وشرعوا في العمل. ابتكرت المؤسسات البحثية المهتمة المزيد والمزيد من نماذج العمليات المختلفة وأظهرت إبداعها للجيش. هذا الأخير ، الذي يظهر اهتمامًا بالعمل في هذا الاتجاه ، لا يبدو أنه قد فهم تمامًا الفوائد العملية لعمليات الكمبيوتر. ولكن من أجل عدم تمرير الأشخاص البعيدين عن فهم جوهر التقدم ومزايا تطبيقه ، فإنهم لم يقطعوا كتفهم ، بل استمعوا إلى ثمار النشاط الدؤوب لعمال المجال الافتراضي. يجب ألا تستبعد شعبية اتجاه الموضة بين قادة وعلماء العالم العسكري.

قدمت المؤسسات البحثية مساهمتها في حل مهمة معقدة ومستحيلة عمليًا. ومع ذلك ، لم تكن التطورات العديدة في هذا المجال مطلوبة في الحياة ، ولكن تم استخدامها بشكل أساسي للتظاهرات أمام القادة العسكريين من مختلف المستويات.

شكوك ثقيلة

فلماذا لا يتم استخدام النماذج المطورة في الأنشطة العمليةالقادة والسلطات العسكرية؟ الجواب بسيط: الخبراء الذين يفهمون جوهر المشكلة لديهم شكوك جدية حول قدرة عقل الكمبيوتر على تزويد القادة بنتائج موثوقة وجديرة بالثقة.

السؤال الذي يطرح نفسه: هل هذه النتيجة للتطوير حقيقة موضوعية مستقلة عن مبتكريها أم عجز المبرمجين لدينا عن إنشاء نماذج تعكس عمليات المحاكاة بشكل كامل؟ دعنا نحاول معرفة ذلك.

أي عملية عسكرية هي تجسيد عملي للفن العسكري للقائد ، الذي يطور بمفرده خطة ويتخذ القرار. يشمل إعدادها وتنفيذها العديد من العمليات المعقدة ومتعددة الأوجه ، والتي يتم وصفها إلى حد كبير بالدقة المطلوبة باستخدام الخوارزميات المناسبة وأدوات البرمجيات. هذا يأخذ في الاعتبار عدد كبير منالبيانات الأولية التي تؤثر على نتيجة المحاكاة. يمكن تحديد بعضها كميًا بالدقة اللازمة ، على سبيل المثال ، القوة القتالية ، ومستوى التدريب ، والأسلحة ، والمعدات التقنية للأطراف المتحاربة ، والظروف المادية والجغرافية والأرصاد الجوية ، وأكثر من ذلك بكثير. ومع ذلك ، لا يمكن قياس بعض المدخلات لأسباب موضوعية. تميز هذه البيانات النشاط الشخصي والإبداعي للشخص. وتشمل هذه الفنون العسكرية للقادة ، ومستوى التدريب التكتيكي للقادة ، والحالة المعنوية والنفسية للأفراد ، وما إلى ذلك. وفقًا لذلك ، عند نمذجة العمليات ، يمكن فقط أخذ البيانات الرسمية في الاعتبار.

حقائق حزينة

نظام محاكاة العمليات القتالية الأمريكي JWARS (نظام الحرب المشتركة) ، المصمم لإجراء العمليات من قبل مجموعات مشتركة من القوات ، يحاكي أنشطة التشكيلات العسكرية لأغراض مختلفة. لقد عمل بعمق على قضايا إنشاء مساحة افتراضية ثلاثية الأبعاد ، مع مراعاة الظروف الجوية وخصائص التضاريس ، والخدمات اللوجستية ، وإنشاء نظام تدفق المعلومات ، فضلاً عن دعم القرار.

يجب أن يؤدي ذلك إلى تحسين جودة التخطيط العملياتي واستخدام القوات المسلحة ، وتقييم القدرات القتالية للتشكيلات العسكرية ، وتطوير الوثائق المفاهيمية لبناء القوات المسلحة. تستند عملية صنع القرار على قاعدة المعرفة على المعايير التكتيكية ، فضلا عن تفضيلات صانعي القرار. يأخذ الأمريكيون في الاعتبار البيانات الرسمية المذكورة أعلاه ، ولكن وفقًا للمعلومات المتاحة ، يمكنهم أيضًا مراعاة الحالة المعنوية والنفسية للقوات ، والتي تعتبر مصداقيتها مشكوك فيها للغاية ، لأنها يمكن أن تتغير بشكل كبير أثناء العملية.

بالطبع ، على الورق يتضح بسلاسة ، خاصة عندما تريد ذلك حقًا. لكن من الناحية العملية ، كانت نتائج أعمال القوات المسلحة الأمريكية وقوات حلف شمال الأطلسي في العراق وأفغانستان ويوغوسلافيا (خاصة) بعيدة جدًا عما أعطته المحاكاة. وهكذا ، فإن عملية حلف شمال الأطلسي في البلقان كان من المقرر أن تكتمل في غضون ثلاثة أيام ، ولكن الفن العسكري لقيادة الجيش اليوغوسلافي ، مهارة قتاليةوقد أحبطت صمود أفراده خطط المعتدين ، واستغرق الأمر ما يقرب من ثلاثة أشهر لتحقيق أهداف الناتو. لأن النمذجة لم تحل مشاكل البيانات غير الرسمية التي تؤثر بشكل كبير على موثوقية تقييم نتيجة العملية. استندت خوارزميات النمذجة إلى حلول القوالب ، حتى الأكثر تنوعًا ، ولكنها قياسية ، ومحددة مسبقًا ولا تدرك العمل الفكري والإبداعي للشخص ، مع مراعاة أخلاقه وعلم النفس.

تظهر الأحداث المعاصرة في أوكرانيا أيضًا غباء النماذج الأمريكية لسير الأعمال العدائية. في الواقع ، وفقًا لنتائج نموذج المستشارين الأمريكيين ، كان من المفترض أن تهزم المجموعة العقابية المتفوقة عدديًا للقوات المسلحة الأوكرانية ، والتي تمتلك جميع أنواع الأسلحة ، من هم أقل شأناً في الأفراد والأسلحة ، ولكن بروح قوية وشعب أقوى أخلاقياً. ميليشيا جمهورية الكونغو الديمقراطية و LPR في غضون شهر. لكن هذا لم يحدث للسبب المذكور أعلاه. تستخدم لتمني الصحة أو النجاح لشخص قبل الشرب الاستخدام العمليمحاكاة العملية ...

استنتاجات ذات مغزى

ما هي انجازاتنا في هذا المجال؟ تشبه نماذج التشغيل المعروفة التي أنشأها المطورون المحليون إلى حد كبير بشكل أساسي نظائرها الأجنبيةوكذلك لا تأخذ في الاعتبار البيانات الأولية غير الرسمية ، وهي الفن العسكري للقادة ، والتدريب التكتيكي للقادة ، والحالة الأخلاقية والنفسية لأفراد الطرفين المتعارضين. ويمكن أن تكون هذه العوامل حاسمة ، كما يتضح من العديد من الأمثلة التاريخية للمعارك التي خاضت.

إن تطوير خطة التشغيل هو عملية إبداعية خاصة فقط بشخص لديه ذكاء وبديهية وقدرة على تقديم حلول غير قياسية. كما قال قائدنا المتميز ألكسندر فاسيليفيتش سوفوروف: "فاجأنا - انتصرنا". هذا يعني أن فقط أولئك الذين لا يقاتلون وفقًا لنمط ما لديهم روح قتالية عالية ، وأقوياء أخلاقياً ، وينتصرون دائمًا على العدو.

خاض سوفوروف 63 معركة ولم يخسر واحدة. إذا تمت محاكاة خطط العمليات التي طورها ، فعندئذ ، على سبيل المثال ، بالقرب من Rymnik أو Focsani ، وفقًا للبيانات المحسوبة ، لكان الأتراك قد فازوا ، مع تفوق عددي كبير. كانت حملة سوفوروف الإيطالية ستنتهي دون جدوى. لكن القائد اللامع ، في ظروف غير مواتية للغاية للقوات التابعة ، كان دائمًا يهزم العدو ، بغض النظر عن تفوقه العددي وميزته في منصبه. لأنه كان لديه موهبة ، نشأ الأخلاق العالية في مرؤوسيه وعرف كيف يحافظ على أعلى روح عسكرية.

لا يمكن لأي نموذج أن يحل محل القائد أو يحسب له خيارات الحل ، والتي يجب اختيار أكثرها قبولًا. دعنا نحاول شرح هذا. لنفترض أن النموذج قادر على تطوير مفهوم العملية وتقديم حلول للاختيار. عند تحديد الأفضل ، يجب على القائد تقييم كل منهم. سيستغرق هذا وقتًا أطول بكثير مما تستغرقه عند وضع خطة بشكل شخصي. بعد كل شيء ، كم عدد الخيارات ، العديد من التصنيفات. سيستغرق هذا وقتًا إضافيًا.

إذا وافق القائد على الحل المقترح دون تقييم ، فإنه قانونيًا ، وفقًا لمتطلبات المستندات الحاكمة ، كونه مسؤولاً عن القرار ، لا يحدده فعليًا ، ولكنه يستخدم تلميحًا آليًا تم الحصول عليه باستخدام الإجراءات الرسمية المضمنة في خوارزميات النموذج التي تقوم بذلك. لا تأخذ في الاعتبار البيانات "غير المنطقية" الموصوفة أعلى. لكن لا يوجد قادة سيعتمدون على "الفن العملياتي" لمطور النموذج ، ولا يستخدمون فنهم العسكري ، وموهبتهم في القيادة العسكرية ، والمهارات التكتيكية للقادة المرؤوسين ، والمهارات العسكرية والروح القتالية للأفراد.

لم يتم اختبار نماذج العمليات الحالية للتأكد من صحتها وموثوقيتها. لم يكن هذا مطلوبًا من قبل الجيش ، ولم يجر المطورون أنفسهم مثل هذه التجارب. وتحقيقا لهذه الغاية ، لم يقم أي منهم بمحاكاة العمليات السابقة ، والتي تُعرف نتيجتها ، على سبيل المثال ، معارك الحرب الوطنية العظمى أو معارك الجيش الروسي في فترات أخرى من التاريخ ، وذلك من أجل مقارنة نتيجة الكمبيوتر مع النتيجة المعروفة. كما لم يتم اختبار النماذج ضد العمليات التي نفذتها القوات الأمريكية وقوات الناتو في العراق أو أفغانستان أو يوغوسلافيا. السبب بسيط - ستكون النتيجة غير مرضية للمطورين ، ولن تتطابق بيانات الجهاز مع البيانات الحقيقية. إذا كان هذا الاستنتاج خاطئًا ، فمن الممكن إجراء تجربة مع الأهداف الموضحة أعلاه وإثبات صحة وموثوقية النماذج المطورة.

وبالتالي ، لا يمكن للحاسوب أن يعكس إلا إلى حد محدود ، مع وجود خطأ مقبول ، ذلك الجزء من الموقف ، الذي يعتمد فقط على البيانات الأولية الرسمية ، معطاة كميًا. وما تم تحديده سلفًا بإرادة القادة العسكريين وفنونهم القتالية ، والحالة المعنوية والنفسية للأفراد ، ومستوى التدريب التكتيكي للقادة ولا يمكن حسابه ، فلا يوجد نموذج واحد يأخذ في الاعتبار ولا يمكن أخذه بعين الاعتبار.

فهل هناك حاجة لنمذجة العمليات ، وفي أي الحالات يكون من المناسب استخدامها؟ يجب الافتراض أنها مفيدة فقط عندما لا تصبح نتائجها حججًا لتبرير تصرفات القادة العسكريين ، مما يؤدي إلى عواقب سلبية على القوات (القوات) التابعة. لماذا لا تشير إلى توصيات مجمع النمذجة في هذه الحالة؟ في الواقع ، هذا غير مقبول. ولكن عند حل المشكلات التعليمية في الجامعات العسكرية ، في دورات التدريب العملياتي ، على وجه الخصوص ، عند إجراء تمارين القيادة والأركان ، والتدريب ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى عمل بحثييمكن أن يكون مفيدًا جدًا.

حافظة HTML

نظام محاكاة القتال JWARS العسكري الأمريكي

الكابتن 1 رتبة ن. Rezyapov ،
الرائد S. Chesnakov ،
الكابتن إم إينوخين

لقد دخلت نمذجة الكمبيوتر منذ فترة طويلة وبقوة في ترسانة الأدوات لجميع مستويات قيادة القوات المسلحة الأمريكية. منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كانت القيادة العسكرية الأمريكية تسلط الضوء على وسائل محاكاة ونمذجة العمليات القتالية باعتبارها تقنية ذات أولوية في تشكيل السياسة العسكرية التقنية. تمثل الديناميكيات العالية لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر ، وتقنيات البرمجة ، وأسس هندسة النظم لنمذجة العمليات الحقيقية المختلفة ، تقدمًا هائلاً في الولايات المتحدة في تطوير النماذج وأنظمة المحاكاة1 .

الاتجاهات الرئيسية في تطوير النمذجة في القوات المسلحة الأمريكية هي: تحسين هيكل القوات المسلحة ، وتطوير مفاهيم للاستخدام القتالي للقوات (القوات) ، وتطوير التكتيكات والفن التشغيلي ، وتحسين عملية الحصول على نماذج جديدة من الأسلحة والمعدات العسكرية ، وتحسين التدريب العملياتي والقتالي ، إلخ. مؤخراينصب التركيز على إنشاء أنظمة ونماذج تهدف إلى حل المشكلات في مجال البناء واستخدام مجموعات القوات المشتركة والتحالف (القوات). مثال على ذلك هو نظام محاكاة الحرب المشتركة JWARS (نظام الحرب المشتركة) ، وهو نموذج لإجراء العمليات العسكرية من قبل مجموعات مشتركة من القوات. يسمح لك بمحاكاة العمليات البرية والجوية والبحرية والعمليات القتالية ، وإجراءات قوات العمليات الخاصة والمعلوماتية ، والحماية / الاستخدام أسلحة كيميائية، إجراءات الدفاع الصاروخي / أنظمة الدفاع الجوي في مسرح العمليات ، والتحكم والاستخبارات الفضائية ، والاتصالات ، والخدمات اللوجستية.

JWARS هو نظام محاكاة مصمم على أحدث طراز تم تطويره باستخدام أدوات CASE (تطوير البرامج بمساعدة الكمبيوتر) في لغة برمجة Smalltalk. يستخدم وقت الحدث ويحاكي نشاط وتفاعل الوحدات العسكرية. في إطار هذا النظام ، قضايا إنشاء مساحة قتالية افتراضية ثلاثية الأبعاد ، مع مراعاة الظروف الجوية وخصائص التضاريس ، والدعم اللوجستي للأعمال العدائية ، وإنشاء نظام واضح لتدفق المعلومات ، وكذلك قضايا دعم القرار في تم وضع نظام القيادة والتحكم بعمق كبير.

الغرض الرئيسي من JWARS هو محاكاة العمليات القتالية للتشكيلات التشغيلية المشتركة (OOF) ، والتي ينبغي أن تحسن جودة التخطيط التشغيلي المشترك واستخدام القوات المسلحة ، وتقييم القدرات القتالية للتشكيلات المشتركة وتطوير الوثائق المفاهيمية لبناء القوات المسلحة ككل.

يسمح هذا النظام بالتحكم الشامل في عملية التخطيط والتنفيذ التشغيلي ، فضلاً عن الممارسة المتكررة لأداء نفس المهام ، مما يزيد بشكل كبير من إمكانية تحليل نتائج الإجراءات المستمرة واختيار السيناريو الأكثر فاعلية لاستخدام القوات و وسائل.

ميزات JWARS:
- يسمح لك بالتخطيط لعمليات عسكرية تستمر لأكثر من 100 يوم ؛
- مقياس وقت المحاكاة 1: 1000 (1000 مرة أسرع من الوقت الحقيقي) ؛
- وقت تهيئة النموذج يصل إلى 3 دقائق.

يتم تطوير النموذج تحت الإشراف المباشر لرئيس قسم تحليل وتقييم البرامج. تم التأكيد على أهمية JWARS لتطوير واختبار المفاهيم الإستراتيجية الواعدة ، وتطوير أشكال وأساليب الاستخدام القتالي لـ OOF في ظروف الأعمال العدائية المتمحورة حول الشبكة.

يتميز أحدث إصدار من JWARS بوجود نظام معياري لنمذجة شبكة النقل العسكري بين المسارح ، وكتلة محسنة لنمذجة نظام التحكم في OOF ، والقدرة على محاكاة الضربات ضد الأهداف المتنقلة ، ووجود المعلومات الجغرافية وقاعدة البيانات الجيوفيزيائية لجنوب شرق آسيا والشرق الأقصى وجنوب آسيا وأمريكا الجنوبية ، وزيادة السرعة بسبب تحديث كود البرنامج وإدخال نظام جديد القاعدة التقنية، وإمكانية إنشاء سيناريو ، وما إلى ذلك.

تشمل نمذجة استخدام أسلحة الدمار الشامل حاليًا محاكاة الحماية من الأسلحة الكيميائية وتقييم تأثيرها على وحدات قتاليةوالبيئة. في المستقبل القريب ، من المخطط إنشاء كتل لنمذجة تقييم استخدام الأسلحة البيولوجية والنووية.

يدعم نموذج عمل القوة الجوية حل حوالي 20 نوعًا من المهام النموذجية. عمليات الدعم الجوي القريب ، واستخدام أنظمة الدفاع الصاروخي ، وتطبيق الضربات الصاروخية والجوية الضخمة (MRAU) ، وتوفير دفاع جوي لمناطق القتال ، وتدمير الأهداف البرية / الجوية / البحرية ، وقمع العدو. يتم وصف نظام الدفاع الجوي ، والاستخدام المكثف للطائرات بدون طيار ، وتحديد الهدف والتوجيه في ظل قيود مؤقتة. ، وزرع الألغام من الناقلات الجوية ، والتزود بالوقود في الهواء ، وما إلى ذلك.

يحتوي نموذج العمل البحري على عمليات تدمير الأهداف السطحية ، واستخدام الغواصات ضد القوات السطحية ، والحصار البحري ، والدفاع المضاد للطائرات (عن طريق الجو والغواصات والوسائل السطحية) ، وحرب الألغام في البحر ، ودعم القوات البرية بالمدفعية البحرية ، إجراء عمليات هجوم برمائي ، إلخ.

يعتمد نموذج إجراءات الدفاع الجوي / الصواريخ المضادة للصواريخ في مسرح العمليات على تقييم تصرفات صواريخ باتريوت / ثاد ، وإيجيس ، وأسلحة الليزر التي يتم إطلاقها من الجو. يتم محاكاة التهديد الصاروخي وتشغيل نظام الدفاع الصاروخي المتكامل في مسرح العمليات.

تعتمد نمذجة أنظمة التحكم والاتصالات ودعم الكمبيوتر والاستخبارات والمراقبة (C4ISR) على خريطة رقمية ظرفية للوضع ، وتقليد تدفق المعلومات في ساحة المعركة ، وجمع وتجميع المعلومات حول الموقف مع التعرف على الهدف ، وتحديد المهام وسائل الكشف ، بما في ذلك الفضاء ، وغيرها

تستند عملية صنع القرار على قاعدة المعرفة على المعايير التكتيكية ، فضلا عن تفضيلات صانعي القرار.

يسمح لك النظام بمحاكاة العمل حرب إلكترونيةتقييم عمليات استعادة نظام التحكم بعد تأثير العدو.

عند نمذجة عمليات المعلومات ، يتم محاكاة التأثير المباشر على أنظمة الاتصال والكشف عن معلومات العدو ومعالجتها.

في الوقت الحالي ، لا يمكن تقييم عواقب الإدخال الديناميكي لفيروسات المعلومات أو تشويه المعلومات في أجهزة الكمبيوتر أو تدفق المعلومات للعدو ، ولا توجد أيضًا إمكانية للكشف عن إجراءات خادعة (من المخطط تنفيذها في الإصدارات المستقبلية).
تأخذ نمذجة أداء القوات والوسائل الفضائية في الحسبان التحديث المخطط (المظهر المنظور) للقوى والوسائل ، وعمليات السيطرة على الفضاء الخارجي ، وتقليد العمليات المضادة للفضاء وحرب المعلومات.

يتم تصميم الدعم اللوجستي مع الأخذ في الاعتبار الاستقلالية ، وتخطيط نقل القوات والوسائل عن طريق النقل الجوي والسكك الحديدية والطرق والبحر وخطوط الأنابيب ، والدعم من الحلفاء ، إلخ.

أمثلة على المهام التي تم حلها بمساعدة JWARS في ظروف العمليات العسكرية المتمركزة على الشبكة هي تقييم فعالية:
- حماية المنشآت ذات الأهمية البالغة (أراضي الولايات المتحدة ، والقواعد ، وتجمعات القوات المسلحة في مسرح العمليات ، والقوات والمرافق المتحالفة ، إلخ) ؛
- إبطال مفعول أسلحة الدمار الشامل ووسائل إيصالها ؛
- حماية نظم المعلومات.
- تدابير لمواجهة العدو من خلال المراقبة المستمرة والتتبع والتأثير الهائل بوسائل جوية وبرية عالية الدقة على أهداف ثابتة ومتحركة ذات أهمية بالغة ؛
- تقنيات المعلومات الجديدة والمفاهيم المبتكرة لتطوير بنية نظام التحكم "الموحد" ونظام خريطة واحدة للوضع التشغيلي ، إلخ.

يشتمل JWARS على نظام خبير إنتاج مع استنتاج قائم على قاعدة القرار "إذا .. ، إذن .. ، وإلا ...". يتم تحديث قاعدة المعرفة (قيم الحقائق ، القواعد) حول العدو نتيجة لعملية المعلومات الاستخباراتية. تحتوي قاعدة المعرفة أيضًا على معلومات حول قوات المرء ، ونتائج تقييم الوضع ، بما في ذلك من قبل العدو. يوفر للمستخدمين حلولًا تم إنشاؤها تلقائيًا يمكن تعديلها بشكل تفاعلي. تعد قواعد القرار الخاصة بقاعدة المعرفة أساسية للعمل الديناميكي للنموذج. كنتيجة لتشغيل القاعدة ، يمكن تعيين إجراء واحد أو أكثر لكل حقيقة. يتم تنفيذ الإجراءات عندما تصبح قيمة الحقيقة المحسوبة مساوية لعتبة معينة وتنتج تغييرًا في حالة قاعدة البيانات.

يؤدي تشغيل القاعدة أيضًا إلى إنشاء طلبات تلقائيًا إلى نظام الاستخبارات ، الذي يصدر إخطارات (إجابات) على هذه الطلبات. يحدد عمل القواعد ديناميات سلوك النموذج في الوقت المناسب. يتم تقييم الردود الناتجة عن نظام الاستخبارات من خلال معيار الرضا (درجة الرضا عن الطلب). في حالة انخفاض قيمة معامل الرضا ، تتم إعادة صياغة الطلب مع مراعاة الترابط بين الطلبات وحالة البيئة التشغيلية.

عند تقييم الوضع التشغيلي الرقمي خريطة جغرافيةمع شبكة إحداثيات مطبقة (شبكة مرجعية مشتركة). لكل خلية من شبكة الإحداثيات المقابلة لقطعة من الأرض ، يتم حساب قيمة المؤشر الذي يميز درجة التحكم في حالة القوات الخاصة والعدو بناءً على حساب "قوة التأثير" وفقًا لقيمة معينة طريقة. نتيجة لذلك ، يتم تلوين كل خلية باللون الأزرق أو الأحمر.

نموذج عمليات الكشف عن الأشياء (الأهداف) وتصنيفها ذو طبيعة عشوائية ، اعتمادًا على تصرفات قوات العدو ، والرؤية ، ودرجة الإجراءات الإلكترونية المضادة ، وطبيعة التضاريس. بناءً على الاحتمالات المحسوبة ، يتم تحديد عدد قوات العدو والوسائل التي يمكن اكتشافها من تلك الموجودة بالفعل ، ثم يتم نمذجة العملية الاحتمالية للتعرف على / تصنيف الأهداف ، ونتيجة لذلك يتم ربطها ، على سبيل المثال ، إما بنوع معين من عينة AME ، أو فقط مع فئة معينة من العينات. ثم يتم تشكيل التقرير النهائي لعمل أداة الكشف.

تكون عملية الارتباط والارتباط بين نتائج عمل وسائل الذكاء المختلفة في مساحة معلومات واحدة على النحو التالي:
1. نتائج الكشف عن كل وسيلة استطلاع مخططة على خريطة ظرفية.
2. يتم استقراء مواقع كل من الأشياء المكتشفة سابقًا في الوقت المناسب بحلول الوقت الذي يتم فيه تلقي تقارير جديدة عن نتائج أعمال أصول الاستطلاع.
3. بناءً على حساب موقع "مركز الكتلة" للأشياء المكتشفة سابقًا ، يتم اختيار المرشحين المحتملين للارتباط بالأشياء ، والتي ترد معلومات عنها في التقارير المستلمة حديثًا حول نتائج أعمال أصول الاستطلاع.
4. يتم حساب القيمة الاحتمالية لترابط الكائنات.
5. بناءً على القيمة النسبية لاحتمال الارتباط ، يتم تحديد ما إذا كان الكائن قد تم اكتشافه حديثًا من المعروف سابقًا أو كائن جديد تم اكتشافه لأول مرة.

طبيعة الخوارزميات المستخدمة في JWARS:
1 - العملية الاحتمالية (العشوائية) (مونت كارلو) - الحسابات المستندة إلى مولدات الأرقام العشوائية ، وقيم المخرجات المنفصلة (نمذجة عمليات الكشف ، وتخطيط الضربات الجوية ضد الأهداف الأرضية ، والدفاع الصاروخي / الدفاع الجوي في مسرح العمليات ، وحرب الألغام في البحر ، ومكافحة الغواصات ، والمواجهة بين القوات السطحية للأساطيل ، وما إلى ذلك).
2. حسابات حتمية - (تحليلية وتعتمد على معادلات نظرية الاحتمالات). من الممكن نمذجة عمليات استخدام أسلحة الدمار الشامل والحماية منها ، ومناورة القوات والوسائل.

خصائص نموذج JWARS ، النموذجية لظروف العمليات العسكرية المتمركزة على الشبكة:
- القدرة على الاستجابة بشكل ديناميكي وتفاعلي للأحداث الجارية بناءً على تصور الموقف من قبل كل جانب بناءً على تحليل الوضع التشغيلي ؛
- إنشاء أساس لاتخاذ القرار باستخدام التقييم التحليلي للوضع الحالي ؛
- تنفيذ درجة عالية من التنسيق / التزامن بين تصرفات قائد OOF مع تصرفات القادة المرؤوسين على جميع مستويات القيادة ؛
- تكامل المعلومات الاستخباراتية لاتخاذ القرار ؛
- نمذجة سلوك "الأشياء الرئيسية" (مراكز الجاذبية) - العسكرية والاقتصادية - فيما يتعلق بحالة نظام الدفاع الصاروخي للعدو ؛
- تقييم تنفيذ الهدف النهائي للعملية العسكرية (الوضع النهائي) ، على سبيل المثال ، في شكل تغيير في سياسة قيادة الدولة ؛
- وصف للمعايير الإجمالية لتحقيق النصر (جغرافيًا - عدم وجود وحدات معادية في منطقة معينة ، وتوازن القوى المطلوب - وتجنب خسارة الفرد لقواته وحلفائه ، وهزيمة العدو في غضون فترة زمنية معينة) ؛
- تحديد درجة تحقيق أهداف العملية العسكرية.

برمجيًا ، يتكون نظام JWARS من ثلاث وحدات: وظيفية ، ومحاكاة ونظام ، والتي يتم دمجها في مجمع واحد. تحتوي الوحدة الوظيفية على برنامج تطبيقي يسمح لك بمحاكاة الوظائف القتالية. ينشئ برنامج وحدة المحاكاة الخاصة صورة افتراضية لمساحة القتال. تضمن وحدة النظام تشغيل أجهزة نظام JWARS وإنشاء واجهات بين الإنسان والآلة لتبادل البيانات ، والتي يتم من خلالها إدخال البيانات الأولية واستلام نتائج المحاكاة.

وحدة وظيفية. العنصر الرئيسي لنظام JWARS هو Battle Space Entity (BSE) ، وهو المستوى الاسمي من التفاصيل: كتيبة لعمليات الأسلحة المشتركة ، وسرب للعمليات الجوية ، وسفينة للعمليات البحرية ومنصات استطلاع لأنظمة الاستطلاع والمراقبة. الأشياء المساعدة في مساحة القتال هي مرافق البنية التحتية (الموانئ ، المطارات ، إلخ) ، مراكز القيادة (المقر ، مراكز القيادة ، مراكز الاتصال ، إلخ). تتميز كائنات مساحة القتال بخصائص ثابتة (على سبيل المثال ، نصف قطر تدمير وسائل الضرب) وخصائص ديناميكية (على وجه الخصوص ، إحداثيات الموقع). تتضمن البيانات أيضًا معلومات حول تفاعل الكائنات مع بعضها البعض والبيئة الخارجية.

يتم تنفيذ تفاعل الأجسام الفضائية القتالية في نظام JWARS باستخدام خوارزميات مختلفة تختلف حسب طبيعة النشاط المحاكى ، ووظائف النموذج الذي ترتبط به الخوارزمية ، وتوافر البيانات. جميع التفاعلات بين الأجسام الفضائية القتالية في JWARS هي أحداث محاكاة. يمكن أن تختلف أهمية الأحداث الفردية من منخفضة نسبيًا إلى عالية جدًا.

وحدة المحاكاة. تحتوي هذه الوحدة على أدوات لمحاكاة البنية التحتية الضرورية ، والتي تم تطويرها بطريقة موجهة للكائنات ، والتي تضمن نمطيتها ، وبالتالي المرونة الكافية اللازمة لإجراء تغييرات سريعة على مساحة القتال الافتراضية.

يفرض نظام JWARS متطلبات صارمة على تخزين البيانات ومعالجتها. يتطلب تلبية هذه المتطلبات نظامًا قويًا لإدارة قواعد البيانات. في JWARS ، لهذه الأغراض ، يتم استخدام نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) ORACLE ، والذي يعمل على تخزين جميع المعلومات ، بما في ذلك المدخلات والمخرجات.

مثل أنظمة المحاكاة الأخرى للجيل الأحدث ، تدعم JWARS بالضرورة معايير بنية HLA.2 .

وحدة النظام. يتضمن أجهزة نظام JWARS ، والتي يقوم المستخدمون باستخدامها بإجراء عمليات المحاكاة. تُستخدم الواجهة بين الإنسان والآلة في تطوير سيناريوهات القتال ، واستطلاع مساحة القتال ، السيطرة القتاليةوالتحكم وكذلك عند تحليل النتائج.

يتم توفير محاكاة مجموعة واسعة من الوحدات العسكرية في JWARS من خلال استخدام قواعد المعرفة حول بيانات الأحداث والقواعد والعلاقات السببية ، والتي تتيح لك معًا وصف مواقع التشكيلات الخاصة بك وقوات العدو (القوات) بشكل تحليلي ، وكذلك الظروف الخارجية. وفقًا للمطورين ، فإن مجموعة صغيرة نسبيًا من علاقات السبب والنتيجة تجعل من الممكن محاكاة العمليات العسكرية المختلفة بدرجة عالية من الواقعية دون تدخل بشري.

جعلت الإصدارات السابقة من نظام JWARS من الممكن مراعاة عوامل مثل مستوى تدريب الموظفين وحالتهم الأخلاقية والنفسية. نتيجة لذلك ، كانت هناك فرص لإنشاء وحدات مراحل مختلفةالاستعداد القتالي ، مع العديد من الصفات الشخصية للقادة ، مثل الميل للمغامرة ، والاهتمام بحل رديء الجودة لمهمة قتالية ، وما إلى ذلك. توفر هذه الخصائص مرونة معينة في إنشاء استراتيجية لسلوك وحدات معينة. في أحدث الإصداراتأنشأ JWARS تسلسلًا هرميًا صارمًا لسطر الأوامر لتحديد المهام ، مما جعل من الممكن ، بشكل عام ، محاكاة تقييم حقيقي لأداء المهام من قبل الوحدات التابعة وتطوير الخيارات المثلى لاستخدامها القتالي. وبعبارة أخرى ، وضعت السلطات العليا مهمة قتاليةوفرض قيود على حلها.

الهدف الرئيسي من إنشاء علاقات السبب والنتيجة هو إعادة إنتاج سلوك الوحدة الفرعية تلقائيًا بناءً على الموقف القتالي المتطور. من الممكن استخدام معالج إنشاء البيانات السببية لإنشاء عدد غير محدود من القواعد الجديدة.

نظرًا لأنه يمكن تخزين القواعد كبيانات ، فمن السهل إنشاء مجموعات قواعد دون تغيير رمز نظام JWARS.

تستخدم أبسط قواعد JWARS العلاقات المنطقية الأولية (أكبر من ، و ، أو ، وما إلى ذلك) ، بينما يعتمد التفكير الأكثر تعقيدًا حول ما إذا كان الموقف مواتًا أم لا على المزيد علاقات معقدة(إذا ، إذن ، خلاف ذلك).

سيكون أحد الاتجاهات في تطوير مجموعة الأدوات هذه لنظام JWARS قريبًا إمكانية إنشاء قواعد السبب والنتيجة المنطقية بناءً على الجهاز الرياضي للمنطق الضبابي.

لتسهيل تطبيق القواعد الغامضة من قبل المستخدم ، سيتم تنفيذ نظام مساعدة آلي وواجهة رسومية بديهية. ؛ الوحدات في نظام JWARS لديها مجموعة متنوعة من القدرات ويمكنها الأداء نشاطات متنوعةأو المهام في نفس الوقت ، إذا كانت لا تتعارض مع بعضها البعض (على سبيل المثال ، البقاء في مكانك والتنقل). يمكن تغيير إجراءات الوحدة اعتمادًا على اكتمال البيانات الخاصة بالموقف. على سبيل المثال ، عند مواجهة قوات معادية متفوقة ، قد تتراجع الوحدة التي لديها معلومات غير كاملة بشأن موقع القوات المتحالفة الصديقة الأخرى حتى يصبح الموقف أكثر تأكيدًا. وكلما كان الوضع مشكوكًا فيه ، كلما بدأ الانسحاب مبكرًا. بمجرد تحديد الموقف ، يمكن اتخاذ إجراءات خاصة مناسبة للحظة. يجب على الوحدة استخدام جميع الموارد الموجودة تحت تصرفها من أجل حل المهام المعينة ، دون انتهاك القيود ، على سبيل المثال ، فيما يتعلق بعدد الخسائر في الأفراد والمعدات.

في الإصدارات السابقة من JWARS ، والتي لم يكن لديها نظام علاقات السبب والنتيجة على المستوى التكتيكي ، كانت هناك حالات عندما ، أثناء المحاكاة ، تقدمت الوحدات القتالية نحو أهدافها ، بدلاً من الانخراط في المعركة ، وأطلقت النار فقط. كانت هناك أيضًا حالات دخلت فيها الوحدات المعركة بشكل غير لائق. جعلت قاعدة المعرفة لعلاقات السبب والنتيجة من الممكن تحسين القدرة على تقييم الموقف وإجراء تغييرات على خيارات الاستخدام القتالي للوحدات. كما هو مبين في الشكل على p. في 32 ، تهاجم الوحدة العدو ، وتقترب منه ، وتدمره أو تجبره على التراجع ، ثم تستأنف المهمة الأصلية. وفي الوقت نفسه ، تقدر وحدات الدعم ، سواء الخاصة بها أو العدو ، الوضع على أنه خطير ومحاولة عدم الدخول إلى منطقة إطلاق النار.

يمكن ربط قواعد JWARS بسهولة بأنواع معينة من الوحدات. يتيح ذلك للمستخدمين تكوين وحدات جديدة وتعيين مجموعات مناسبة من القواعد والإجراءات لهم تلقائيًا بناءً على مجموعات مختلفة من الخصائص. يمكن لأي وحدة تم إنشاؤها كوحدة قتالية (درع ، مشاة ، إلخ) أن ترث هذه القواعد. ومع ذلك ، قد تكون بعض القواعد للوحدات الصغيرة (مجموعات الاستطلاع العميق ، مجموعات القوات الخاصة) أكثر أهمية فيما يتعلق بقواعد القتال العامة.

لضمان تصرفات الوحدات غير القتالية ، يتم تطوير القواعد المناسبة ، والتي ، على سبيل المثال ، تجبرهم على تغيير المسار من أجل تجنب الاصطدام مع العدو. الوحدات القتالية وغير القتالية ، التي تخضع لأمر القائد العام للانتقال إلى موقع معين ، تحدد مسارها بناءً على القواعد الحالية. في هذا الصدد ، قد تكون هناك اختلافات كبيرة في طرقهم.

تُظهر ممارسة استخدام JWARS أن مجموعات القواعد الغامضة هي أداة جيدة لاتخاذ قرارات معقدة ، لأنها لا توفر فقط القدرة على الاختيار من بين الخيارات المحددة مسبقًا للعمل ، ولكنها تتيح لك أيضًا إنشاء قواعد جديدة. ومع ذلك ، لا يزال هذا النظام يستخدم في الغالب قواعد قياسية بدلاً من قواعد غامضة نظرًا لاكتمال مجموعات القواعد القياسية وسهولة استخدامها في اتخاذ قرارات منظمة. يعتقد معظم الخبراء أن صياغة القواعد القياسية أسهل بكثير. ومع ذلك ، ستعمل الإصدارات المستقبلية من JWARS على تحسين أدوات التحرير والفحص الآلي للقواعد الغامضة من أجل تسهيل العمل معها.

لا توافق الوحدات في نظام JWARS على إجراءات مشتركة ولا تشكل تحالفات مؤقتة ، ولكنها تطلب موارد إضافية وتستخدم المخزونات بناءً على تقييم الوضع. وبالتالي ، قد تطلب الوحدة القتالية دعمًا ناريًا إضافيًا وتتلقاه من مصدر واحد أو أكثر ، حسب الأولويات المحددة. بناءً على الطلب التالي ، يمكن لوحدة أو نوع آخر من السلاح أن يكون بمثابة دعم ، ولكن على أي حال ، سيتم تقديم الدعم حتى يتم استنفاد جميع الموارد.

بشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن تطوير أنظمة النمذجة والمحاكاة في الولايات المتحدة يعتبر أحد العوامل الرئيسية في ضمان كفاءة بناء الطائرات واستخدامها. تم بالفعل تقييم الإمكانات الهائلة المتراكمة في هذا المجال على أنها تسبق بكثير قدرات دول العالم الأخرى في هذا المجال. ومن المتوقع في المستقبل المزيد من التكامل العالمي للنماذج وتنفيذ النظم. الواقع الافتراضي(مساحة قتالية اصطناعية متعددة الأبعاد) تعتمد على شبكات الاتصالات المصممة لتزويد المستخدمين بإمكانية الوصول إلى كل من البيئات المحاكاة التشغيلية والفيزيائية ، والنماذج الموحدة وقواعد البيانات ، فضلاً عن أنواع مختلفة من السيناريوهات. ستعمل أنظمة المحاكاة القتالية الواعدة على محاكاة استخدام القوات المسلحة في أي قارة ، في البحر ، في الجو وفي الفضاء الخارجي ، والمدى الكامل لمشاركتها (بما في ذلك عمليات حفظ السلام ، ومكافحة الإرهاب ، وما إلى ذلك). ستكون أنظمة المستقبل قادرة على محاكاة الإجراءات بدرجة عالية من الدقة على خلفية بيئة قتالية مصطنعة تعيد إنتاج ميزات أي مسرح عمليات. إن "نظائرها" المحوسبة كليًا وجزئيًا للتشكيلات العسكرية الحقيقية ستعمل كعدو.

1 وفقًا لدرجة المشاركة البشرية ، يقسم الخبراء الأجانب بوضوح جميع أدوات النمذجة والمحاكاة إلى أدوات كاملة وافتراضية وبناءة. تتضمن الوسائل البناءة استخدام القوات (القوات) الافتراضية في مساحة قتالية افتراضية.

2 تُفهم بنية HLA على أنها هيكل نظام المحاكاة على مستوى الترابط بين المكونات الفردية ، بالإضافة إلى المعايير والقواعد ومواصفات الواجهة التي تحدد تفاعل النماذج أثناء التطوير والتعديل والتشغيل.

أجنبي مراجعة عسكرية№11 2008 س 27-32

المراجعة العسكرية الأجنبية رقم 11/2008 ، الصفحات 27-32

JWARS العسكرية الأمريكية

رتبة كابتن 1stح . ريزيابوف ,

رئيسي إس. تشيزنوكوف ,

قائد المنتخب م. إينوخين

الاتجاهات الرئيسية في تطوير النمذجة في القوات المسلحة الأمريكية هي: تحسين هيكل القوات المسلحة ، وتطوير مفاهيم للاستخدام القتالي للقوات (القوات) ، وتطوير التكتيكات والفن التشغيلي ، وتحسين عملية الحصول على نماذج جديدة من الأسلحة والمعدات العسكرية ، وتحسين التدريب العملياتي والقتالي ، وما إلى ذلك لإنشاء أنظمة ونماذج تهدف إلى حل المشاكل في مجال البناء واستخدام مجموعات القوات المشتركة والتحالف (القوات). مثال على ذلك هو نظام محاكاة الحرب المشتركة JWARS (نظام الحرب المشتركة) ، وهو نموذج لإجراء العمليات العسكرية من قبل مجموعات مشتركة من القوات. يسمح لك بمحاكاة العمليات البرية والجوية والبحرية والعمليات القتالية ، وإجراءات قوات العمليات الخاصة والمعلوماتية ، وحماية / استخدام الأسلحة الكيميائية ، وإجراءات الدفاع الصاروخي / أنظمة الدفاع الجوي في المسرح ، والقيادة والاستخبارات الفضائية ، الاتصالات واللوجستيات.

JWARS هو نظام نمذجة بناء حديث تم تطويره باستخدام أدوات CASE (تطوير البرامج بمساعدة الكمبيوتر) في لغة برمجة Smalltalk. يستخدم وقت الحدث ويحاكي نشاط وتفاعل الوحدات العسكرية. في إطار هذا النظام ، قضايا إنشاء مساحة قتالية افتراضية ثلاثية الأبعاد ، مع مراعاة الظروف الجوية وخصائص التضاريس ، والدعم اللوجستي للأعمال العدائية ، وإنشاء نظام واضح لتدفق المعلومات ، وكذلك قضايا دعم القرار في تم وضع نظام القيادة والتحكم بعمق كبير.

الاحتمالاتJWARS:

- يسمح لك بالتخطيط لعمليات عسكرية تستمر لأكثر من 100 يوم ؛

- مقياس وقت المحاكاة 1: 1000 (1000 مرة أسرع من الوقت الحقيقي) ؛

- وقت تهيئة النموذج يصل إلى 3 دقائق.

يتميز أحدث إصدار من JWARS بوجود نظام معياري لنمذجة شبكة النقل العسكري بين المسارح ، وتحسين النمذجة عبر الإنترنت لنظام التحكم OOF ، والقدرة على محاكاة الضربات ضد الأهداف المتنقلة ، ووجود المعلومات الجغرافية وقاعدة البيانات الجيوفيزيائية لجنوب شرق آسيا والشرق الأقصى وجنوب آسيا وأمريكا الجنوبية ، وزيادة السرعة بسبب تحديث كود البرنامج وإدخال قاعدة تقنية جديدة ، وإمكانية إنشاء سيناريو ، إلخ.

تشمل نمذجة استخدام أسلحة الدمار الشامل حاليًا محاكاة الحماية من الأسلحة الكيميائية وتقييم تأثيرها على الوحدات القتالية و بيئة. في المستقبل القريب ، من المخطط إنشاء كتل لنمذجة تقييم استخدام الأسلحة البيولوجية والنووية.

تستند عملية صنع القرار على قاعدة المعرفة على المعايير التكتيكية ، فضلا عن تفضيلات صانعي القرار.

يتيح لك النظام محاكاة تشغيل معدات الحرب الإلكترونية ، وتقييم عمليات استعادة نظام التحكم بعد تأثير العدو.

عند نمذجة عمليات المعلومات ، يتم محاكاة التأثير المباشر على أنظمة الاتصال والكشف عن معلومات العدو ومعالجتها.

تأخذ نمذجة أداء القوات والوسائل الفضائية في الحسبان التحديث المخطط (المظهر المنظور) للقوى والوسائل ، وعمليات السيطرة على الفضاء الخارجي ، وتقليد العمليات المضادة للفضاء وحرب المعلومات.

أمثلة على المهام التي تم حلها بمساعدة JWARS في ظروف العمليات العسكرية المتمركزة على الشبكة هي تقييم فعالية:

حماية الأشياء ذات الأهمية البالغة (أراضي الولايات المتحدة ، والقواعد ، وتجمعات القوات المسلحة في مسرح العمليات ، والقوات والمرافق المتحالفة ، وما إلى ذلك) ؛

تحييد أسلحة الدمار الشامل ووسائل إيصالها ؛

حماية نظم المعلومات ؛

تدابير لمواجهة العدو من خلال المراقبة المستمرة والتتبع والتأثير الهائل بوسائل جوية وأرضية عالية الدقة على أهداف ثابتة ومتحركة ذات أهمية بالغة ؛

تقنيات المعلومات الجديدة والمفاهيم المبتكرة لتطوير بنية نظام التحكم "الموحد" ونظام خريطة واحدة للوضع التشغيلي ، إلخ.

يحتوي أيضًا على معلومات حول القوات الخاصة ، ونتائج تقييم الوضع ، بما في ذلك من قبل العدو. يوفر للمستخدمين حلولًا تم إنشاؤها تلقائيًا يمكن تعديلها بشكل تفاعلي. تعد قواعد القرار الخاصة بقاعدة المعرفة أساسية للعمل الديناميكي للنموذج. كنتيجة لتشغيل القاعدة ، يمكن تعيين إجراء واحد أو أكثر لكل حقيقة. يتم تنفيذ الإجراءات عندما تصبح قيمة الحقيقة المحسوبة مساوية لعتبة معينة وتنتج تغييرًا في حالة قاعدة البيانات.

عند تقييم الوضع التشغيلي ، يتم استخدام خريطة جغرافية رقمية مع شبكة إحداثيات (شبكة مرجعية مشتركة). لكل خلية من شبكة الإحداثيات المقابلة لقطعة من الأرض ، يتم حساب قيمة المؤشر الذي يميز درجة التحكم في حالة القوات الخاصة والعدو بناءً على حساب "قوة التأثير" وفقًا لقيمة معينة طريقة. نتيجة لذلك ، يتم تلوين كل خلية باللون الأزرق أو الأحمر.

تكون عملية الارتباط والارتباط بين نتائج عمل وسائل الذكاء المختلفة في مساحة معلومات واحدة على النحو التالي:

1. نتائج الكشف عن كل وسيلة استطلاع مخططة على خريطة ظرفية.

2. يتم استقراء مواقع كل من الأشياء المكتشفة سابقًا في الوقت المناسب بحلول الوقت الذي يتم فيه تلقي تقارير جديدة عن نتائج أعمال أصول الاستطلاع.

3. بناءً على حساب موقع "مركز الكتلة" للأشياء المكتشفة سابقًا ، يتم اختيار المرشحين المحتملين للارتباط بالأشياء ، والتي ترد معلومات عنها في التقارير المستلمة حديثًا حول نتائج أعمال أصول الاستطلاع.

4. يتم حساب القيمة الاحتمالية لترابط الكائنات.

5. بناءً على القيمة النسبية لاحتمال الارتباط ، يتم تحديد ما إذا كان الكائن قد تم اكتشافه حديثًا من المعروف سابقًا أو كائن جديد تم اكتشافه لأول مرة.

طبيعة الخوارزميات المستخدمة في JWARS:

1 - العملية الاحتمالية (العشوائية) (مونت كارلو) - الحسابات المستندة إلى مولدات الأرقام العشوائية ، وقيم المخرجات المنفصلة (نمذجة عمليات الكشف ، وتخطيط الضربات الجوية ضد الأهداف الأرضية ، والدفاع الصاروخي / الدفاع الجوي في مسرح العمليات ، وحرب الألغام في البحر ، ومكافحة الغواصات ، والمواجهة بين القوات السطحية للأساطيل ، وما إلى ذلك).

2. حسابات حتمية (تحليلية تعتمد على معادلات نظرية الاحتمالات). من الممكن نمذجة عمليات استخدام أسلحة الدمار الشامل والحماية منها ، ومناورة القوات والوسائل.

خصائص نموذج JWARS ، النموذجية لظروف العمليات العسكرية المتمركزة على الشبكة:

القدرة على الاستجابة بشكل ديناميكي وتفاعلي للأحداث الجارية بناءً على تصور الموقف من قبل كل جانب بناءً على تحليل الوضع التشغيلي ؛

إنشاء أساس لاتخاذ القرار باستخدام التقييم التحليلي للوضع الحالي ؛

تنفيذ درجة عالية من التنسيق / التزامن لأعمال قائد OOF مع تصرفات القادة المرؤوسين على جميع مستويات القيادة ؛

تكامل المعلومات الاستخباراتية لاتخاذ القرار ؛

نمذجة سلوك "الأشياء الرئيسية" (مراكز الجاذبية) - العسكرية والاقتصادية - فيما يتعلق بحالة الدفاع الصاروخي للعدو ؛

تقييم تنفيذ الهدف النهائي لعملية عسكرية (الوضع النهائي) ، على سبيل المثال ، في شكل تغيير في سياسة قيادة الدولة ؛

وصف المعايير الإجمالية لتحقيق النصر (جغرافيًا - عدم وجود وحدات معادية في منطقة معينة ، وتوازن القوى المطلوب - وتجنب خسارة قوات وحلفاء ، وهزيمة العدو في غضون فترة زمنية معينة) ؛

تحديد درجة تحقيق أهداف العملية العسكرية.

وحدة وظيفية.العنصر الرئيسي لنظام JWARS هو الكائن

مساحة القتال - Battle Space Entity (BSE). المستوى الاسمي للتفاصيل هو: كتيبة لعمليات الأسلحة المشتركة ، وسرب للعمليات الجوية ، وسفينة للعمليات البحرية ، ومنصات استطلاع لأنظمة الاستطلاع والمراقبة. الأشياء المساعدة في مساحة القتال هي مرافق البنية التحتية (الموانئ ، المطارات ، إلخ) ، مراكز القيادة (المقر ، مراكز القيادة ، مراكز الاتصال ، إلخ). تتميز كائنات مساحة القتال بخصائص ثابتة (على سبيل المثال ، نصف قطر تدمير وسائل الضرب) وخصائص ديناميكية (على وجه الخصوص ، إحداثيات الموقع). تتضمن البيانات أيضًا معلومات حول تفاعل الكائنات مع بعضها البعض والبيئة الخارجية.

وحدة المحاكاة.تحتوي هذه الوحدة على أدوات لمحاكاة البنية التحتية الضرورية ، والتي تم تطويرها بطريقة موجهة للكائنات ، والتي تضمن نمطيتها ، وبالتالي المرونة الكافية اللازمة لإجراء تغييرات سريعة على مساحة القتال الافتراضية.

مثل أنظمة المحاكاة الأخرى للجيل الأحدث ، تدعم JWARS بالضرورة معايير بنية HLA.

وحدة النظام.يتضمن أجهزة نظام JWARS ، والتي يقوم المستخدمون باستخدامها بإجراء عمليات المحاكاة. تُستخدم الواجهة بين الإنسان والآلة في تطوير سيناريوهات القتال ، واستطلاع مساحة القتال ، وتنفيذ القيادة والسيطرة القتالية ، وكذلك في تحليل النتائج.

يتم توفير محاكاة مجموعة واسعة من الوحدات العسكرية في JWARS من خلال استخدام قواعد المعرفة حول بيانات الأحداث والقواعد وعلاقات السبب والنتيجة ، والتي تتيح معًا وصف موقع التشكيلات الخاصة وقوات العدو (القوات) بشكل تحليلي وكذلك الظروف الخارجية. وفقًا للمطورين ، فإن مجموعة صغيرة نسبيًا من علاقات السبب والنتيجة تجعل من الممكن محاكاة العمليات العسكرية المختلفة بدرجة عالية من الواقعية دون تدخل بشري.

جعلت الإصدارات السابقة من نظام JWARS من الممكن مراعاة عوامل مثل مستوى تدريب الموظفين وحالتهم الأخلاقية والنفسية. نتيجة لذلك ، كانت هناك فرص لإنشاء وحدات بمستويات مختلفة من القدرة القتالية ، مع صفات شخصية مختلفة للقادة ، مثل الميل إلى المغامرة ، والاهتمام بحل رديء الجودة للمهمة القتالية المعينة ، وما إلى ذلك. بعض المرونة عند إنشاء إستراتيجية لسلوك وحدات معينة. في أحدث إصدارات JWARS ، تم إنشاء تسلسل هرمي صارم لسطر الأوامر لتحديد المهام ، مما جعل من الممكن ، بشكل عام ، محاكاة تقييم حقيقي لأداء المهام من قبل الوحدات التابعة وتطوير الخيارات المثلى لاستخدامها القتالي. بمعنى آخر ، حددت السلطات العليا مهمة قتالية وفرضت قيودًا على حلها.

نظرًا لأنه يمكن تخزين القواعد كبيانات ، فمن السهل إنشاء مجموعات قواعد دون تغيير رمز نظام JWARS.

تستخدم أبسط قواعد JWARS العلاقات المنطقية الأولية (أكبر من ، و ، أو ، وما إلى ذلك) ، بينما يعتمد التفكير الأكثر تعقيدًا حول ما إذا كان الموقف مواتًا أم لا على علاقات أكثر تعقيدًا (إذا ، إذن ، خلاف ذلك).

لتسهيل تطبيق القواعد الغامضة من قبل المستخدم ، سيتم تنفيذ نظام مساعدة آلي وواجهة رسومية بديهية.

تتمتع الوحدات في نظام JWARS بمجموعة متنوعة من الإمكانات ويمكنها أداء إجراءات أو مهام مختلفة في نفس الوقت ، إذا لم تتعارض مع بعضها البعض (على سبيل المثال ، ابق في مكانها وتتحرك). يمكن تغيير إجراءات الوحدة اعتمادًا على اكتمال البيانات الخاصة بالموقف. على سبيل المثال ، عند مواجهة قوات معادية متفوقة ، قد تتراجع الوحدة التي لديها معلومات غير كاملة بشأن موقع القوات المتحالفة الصديقة الأخرى حتى يصبح الموقف أكثر تأكيدًا. وكلما كان الوضع مشكوكًا فيه ، كلما بدأ الانسحاب مبكرًا. بمجرد تحديد الموقف ، يمكن اتخاذ إجراءات خاصة مناسبة للحظة. يجب على الوحدة استخدام جميع الموارد الموجودة تحت تصرفها من أجل حل المهام المعينة ، دون انتهاك القيود ، على سبيل المثال ، فيما يتعلق بعدد الخسائر في الأفراد والمعدات.

في الإصدارات السابقة من JWARS ، والتي لم يكن لديها نظام علاقات السبب والنتيجة على المستوى التكتيكي ، كانت هناك حالات عندما ، أثناء المحاكاة ، تقدمت الوحدات القتالية نحو أهدافها ، بدلاً من الانخراط في المعركة ، وأطلقت النار فقط. كانت هناك أيضًا حالات دخلت فيها الوحدات المعركة بشكل غير لائق. جعلت قاعدة المعرفة لعلاقات السبب والنتيجة من الممكن تحسين القدرة على تقييم الموقف وإجراء تغييرات على خيارات الاستخدام القتالي للوحدات. كما هو مبين في الشكل أدناه ، تهاجم الوحدة العدو ، وتقترب منه ، وتدمره أو تجبره على التراجع ، ثم تستأنف تنفيذ المهمة الأصلية. وفي الوقت نفسه ، تقدر وحدات الدعم ، سواء الخاصة بها أو العدو ، الوضع على أنه خطير ومحاولة عدم الدخول إلى منطقة إطلاق النار.

أحد الجوانب الرئيسية لأنشطة الوحدات العسكرية هو العمل المشترك. نظرًا لأن إحدى الوظائف الرئيسية للنظام هي تقييم فعالية إجراءات الهياكل المختلفة ، يجب أن تكون الإجراءات المشتركة مكونًا مرنًا للغاية في النموذج. على سبيل المثال ، يمكن توفير الموارد للوحدات في JWARS من مصادر عديدة ، بعضها مفضل في ظروف معينة للموقف ، ولكن في نفس الوقت يفي أي منها بالحد الأدنى من المتطلبات. سيكون فهم هذه المقايضة تحديًا كبيرًا في تطبيق قواعد المعرفة في مناطق مشاركة الموارد المحدودة. لا توافق الوحدات في نظام JWARS على إجراءات مشتركة ولا تشكل تحالفات مؤقتة ، ولكنها تطلب موارد إضافية وتستخدم المخزونات بناءً على تقييم الوضع. وبالتالي ، قد تطلب الوحدة القتالية دعمًا ناريًا إضافيًا وتتلقاه من مصدر واحد أو أكثر ، حسب الأولويات المحددة. بناءً على الطلب التالي ، يمكن لوحدة أو نوع آخر من السلاح أن يكون بمثابة دعم ، ولكن على أي حال ، سيتم تقديم الدعم حتى يتم استنفاد جميع الموارد.

بشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن تطوير أنظمة النمذجة والمحاكاة في الولايات المتحدة يعتبر أحد العوامل الرئيسية في ضمان كفاءة بناء الطائرات واستخدامها. تم بالفعل تقييم الإمكانات الهائلة المتراكمة في هذا المجال على أنها تسبق بكثير قدرات دول العالم الأخرى في هذا المجال. في المستقبل ، من المتوقع أن يؤدي المزيد من التكامل العالمي للنماذج وإدخال أنظمة الواقع الافتراضي (الفضاء القتالي متعدد الأبعاد الاصطناعي) على أساس شبكات الاتصالات إلى تزويد المستخدمين بإمكانية الوصول إلى كل من البيئات التشغيلية والفيزيائية المحاكاة ، والنماذج الموحدة وقواعد البيانات ، بالإضافة إلى العديد من أنواع السيناريوهات. ستعمل أنظمة المحاكاة القتالية الواعدة على محاكاة استخدام القوات المسلحة في أي قارة ، في البحر ، في الجو وفي الفضاء الخارجي ، والمدى الكامل لمشاركتها (بما في ذلك عمليات حفظ السلام ، ومكافحة الإرهاب ، وما إلى ذلك). ستكون أنظمة المستقبل قادرة على محاكاة الإجراءات بدرجة عالية من الدقة على خلفية بيئة قتالية مصطنعة تعيد إنتاج ميزات أي مسرح عمليات. إن "نظائرها" المحوسبة كليًا وجزئيًا للتشكيلات العسكرية الحقيقية ستعمل كعدو.

وفقًا لدرجة المشاركة البشرية ، يقسم الخبراء الأجانب بوضوح جميع أدوات النمذجة والمحاكاة إلى أدوات كاملة وافتراضية وبناءة. تتضمن الوسائل البناءة استخدام القوات (القوات) الافتراضية في مساحة قتالية افتراضية.

تُفهم بنية HLA على أنها هيكل نظام المحاكاة على مستوى الترابط بين المكونات الفردية ، بالإضافة إلى المعايير والقواعد ومواصفات الواجهة التي تحدد تفاعل النماذج أثناء التطوير والتعديل والتشغيل.

للتعليق ، يجب عليك التسجيل في الموقع.

إن عملية إنشاء نماذج رياضية للعمليات القتالية شاقة وطويلة وتتطلب استخدام يد المتخصصين. مستوى عالالذين تلقوا تدريبًا جيدًا في كل من مجال الموضوع المرتبط بموضوع النمذجة ، وفي مجال الرياضيات التطبيقية ، والطرق الرياضية الحديثة ، والبرمجة ، والذين يعرفون قدرات وخصائص تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة. سمة مميزةالنماذج الرياضية للعمليات القتالية التي يتم إنشاؤها حاليًا هي مدى تعقيدها ، نظرًا لتعقيد الكائنات التي يتم نمذجتها. تتطلب الحاجة إلى بناء مثل هذه النماذج تطوير نظام من القواعد والنهج التي يمكن أن تقلل من تكلفة تطوير نموذج وتقليل احتمالية الأخطاء التي يصعب التخلص منها لاحقًا. أحد المكونات المهمة لنظام القواعد هذا هو القواعد التي تضمن الانتقال الصحيح من المفهوم إلى الوصف الرسمي للنظام بلغة رياضية واحدة أو أخرى ، والتي يتم تحقيقها عن طريق اختيار نظام رياضي محدد. يُفهم المخطط الرياضي على أنه نموذج رياضي خاص لتحويل الإشارات والمعلومات لعنصر معين من النظام ، يتم تحديده في إطار جهاز رياضي معين ويركز على بناء خوارزمية نمذجة لهذه الفئة من عناصر النظام المعقد.

من أجل اختيار معقول للمخطط الرياضي عند بناء نموذج ، يُنصح بتصنيفه وفقًا للغرض من النمذجة وطريقة التنفيذ ونوع الهيكل الداخلي وتعقيد كائن النمذجة والطريقة لتمثيل الوقت.

تجدر الإشارة إلى أن اختيار ميزات التصنيف يتم تحديده من خلال الأهداف المحددة للدراسة. الغرض من التصنيف في هذه الحالة هو ، من ناحية ، اختيار معقول لمخطط رياضي لوصف عملية الأعمال العدائية وتمثيلها في النموذج من أجل الحصول على نتائج موثوقة ، ومن ناحية أخرى ، تحديد الميزات من عملية المحاكاة التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار.

الغرض من النمذجة هو دراسة ديناميات عملية الكفاح المسلح وتقييم فعالية العمليات القتالية. تُفهم هذه المؤشرات على أنها مقياس رقمي لدرجة إنجاز مهمة قتالية ، والتي يمكن تمثيلها كميًا ، على سبيل المثال ، من خلال القيمة النسبية للضرر الذي يجب منعه ضد الأشياء الدفاعية أو الضرر الذي يلحق بالعدو.

يجب أن تتكون طريقة التنفيذ من وصف رسمي لمنطق عمل الأسلحة والمعدات العسكرية (AME) وفقًا لنظيراتها في عملية حقيقية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الأسلحة الحديثة والمعدات العسكرية هي أنظمة تقنية معقدة تحل مجموعة من المهام المترابطة ، والتي تعد أيضًا أنظمة تقنية معقدة. عند نمذجة مثل هذه الأشياء ، يُنصح بالحفاظ على التركيب الطبيعي والبنية وعكسهما ، وخوارزميات الأداء القتالي للنموذج. علاوة على ذلك ، اعتمادًا على أهداف النمذجة ، قد يكون من الضروري تغيير معلمات النموذج هذه (التركيب ، الهيكل ، الخوارزميات) لخيارات الحساب المختلفة. يحدد هذا المطلب الحاجة إلى تطوير نموذج لعينة معينة من الأسلحة والمعدات العسكرية كنموذج مركب لأنظمتها الفرعية ممثلة بمكونات مترابطة.

وبالتالي ، وفقًا لميزة التصنيف ، يجب أن يكون نوع الهيكل الداخلي للنموذج مركبًا ومتعدد المكونات ، وفقًا لطريقة التنفيذ ، يجب أن يوفر نمذجة محاكاة للأعمال العدائية.

تعقيد كائن النمذجة. عند تطوير المكونات التي تحدد تكوين نماذج الأسلحة والمعدات العسكرية ، والجمع بين نماذج الأسلحة والمعدات العسكرية في نموذج واحد للعمليات القتالية ، من الضروري مراعاة المقاييس المميزة لمتوسط القيم الظاهرة بمرور الوقت في المكونات التي تختلف من حيث الحجم.

الهدف النهائي للنمذجة هو تقييم فعالية العمليات القتالية. لحساب هذه المؤشرات ، يتم تطوير نموذج يعيد إنتاج عملية الأعمال العدائية ، والتي سنسميها بشكل مشروط النموذج الرئيسي. النطاق الزمني المميز لجميع العمليات الأخرى المضمنة فيه (المعالجة الأولية لمعلومات الرادار ، وتتبع الهدف ، وتوجيه الصواريخ ، وما إلى ذلك) أصغر بكثير من العملية الرئيسية. وبالتالي ، من المناسب تقسيم جميع العمليات التي تجري في الكفاح المسلح إلى عمليات بطيئة ، والتنبؤات التنموية لها أهمية ، وأخرى سريعة ، لا تهم خصائصها ، ولكن يجب أن يكون تأثيرها على العمليات البطيئة. أن تؤخذ بعين الاعتبار. في مثل هذه الحالات ، يتم اختيار المقياس الزمني المميز للتوسط بحيث يكون قادرًا على نمذجة تطور العمليات الرئيسية. بالنسبة للعمليات السريعة ، في إطار النموذج الذي تم إنشاؤه ، هناك حاجة إلى خوارزمية تسمح ، في لحظات العمليات السريعة ، بمراعاة تأثيرها على العمليات البطيئة.

هناك طريقتان محتملتان لنمذجة تأثير العمليات السريعة على العمليات البطيئة. الأول هو تطوير نموذج لتطورها مع المقياس الزمني المميز المقابل للتوسيط ، وهو أصغر بكثير من العمليات الرئيسية. عند حساب تطور عملية سريعة وفقًا لنموذجها ، لا تتغير خصائص العمليات البطيئة. نتيجة الحساب هو تغيير في خصائص العمليات البطيئة ، والتي ، من وجهة نظر الوقت البطيء ، تحدث على الفور. من أجل التمكن من تنفيذ هذه الطريقة لحساب تأثير العمليات السريعة على العمليات البطيئة ، من الضروري إدخال الكميات الخارجية المقابلة وتحديد نماذجها والتحقق منها ، مما يعقد جميع مراحل تقنية النمذجة.

النهج الثاني هو التخلي عن وصف تطور العمليات السريعة بمساعدة النماذج ومراعاة خصائصها كمتغيرات عشوائية. لتنفيذ هذه الطريقة ، من الضروري وجود وظائف توزيع للمتغيرات العشوائية التي تميز تأثير العمليات السريعة على العمليات البطيئة ، بالإضافة إلى خوارزمية تحدد بداية العمليات السريعة. بدلاً من حساب تطور العمليات السريعة ، يتم طرح رقم عشوائي ، واعتمادًا على القيمة المسقطة ، وفقًا لوظائف التوزيع المعروفة للمتغيرات العشوائية ، يتم تحديد القيمة التي ستتخذها المؤشرات التابعة للعمليات البطيئة ، وبالتالي يتم أخذ في الاعتبار تأثير العمليات السريعة على العمليات البطيئة. نتيجة لذلك ، تصبح خصائص العمليات البطيئة أيضًا متغيرات عشوائية.

وتجدر الإشارة إلى أنه مع الطريقة الأولى لنمذجة تأثير العمليات السريعة على العمليات البطيئة ، تصبح العملية السريعة بطيئة ، والعملية الرئيسية ، ويتأثر تدفقها بالعمليات السريعة بالفعل فيما يتعلق بها. هذا التداخل الهرمي للعمليات السريعة في العمليات البطيئة هو أحد مكونات جودة نمذجة عملية الكفاح المسلح ، والتي تصنف نموذج العمليات القتالية على أنها معقدة من الناحية الهيكلية.

طريقة لتمثيل الوقت النموذجي. في الممارسة العملية ، يتم استخدام ثلاثة مفاهيم للوقت: المادي والنموذجي والمعالج. يشير الوقت الفعلي إلى العملية التي يتم تصميمها ، ويشير وقت النموذج إلى إعادة إنتاج الوقت الفعلي في النموذج ، ويشير وقت المعالج إلى الوقت الذي يعمل فيه النموذج على الكمبيوتر. يتم إعطاء نسبة الوقت المادي والوقت النموذجي بواسطة المعامل K ، والذي يحدد نطاق الوقت المادي الذي يتم أخذه كوحدة من وقت النموذج.

نظرًا للطبيعة المنفصلة للتفاعل بين الأسلحة والمعدات العسكرية وتمثيلها في شكل نموذج كمبيوتر ، يُنصح بتعيين وقت النموذج عن طريق زيادة فترات زمنية منفصلة. في هذه الحالة ، هناك نوعان مختلفان من تمثيلها ممكنان: 1) الوقت المنفصل هو سلسلة من الأرقام الحقيقية على مسافة متساوية من بعضها البعض. 2) يتم تحديد تسلسل النقاط الزمنية من خلال الأحداث الهامة التي تحدث في الكائنات المحاكاة (وقت الحدث). من وجهة نظر موارد الحوسبة ، يكون الخيار الثاني أكثر عقلانية ، لأنه يسمح لك بتنشيط الكائن ومحاكاة عمله فقط عند حدوث حدث معين ، وفي الفاصل الزمني بين الأحداث ، افترض أن حالة الكائنات لا تزال قائمة دون تغيير.

تتمثل إحدى المهام الرئيسية في تطوير النموذج في تلبية متطلبات مزامنة جميع الكائنات المحاكاة في الوقت المناسب ، أي العرض الصحيح للترتيب والعلاقات الزمنية بين التغييرات في سياق الأعمال العدائية على ترتيب الأحداث في الموديل. مع التمثيل المستمر للوقت ، يعتبر أن هناك ساعة واحدة لجميع الكائنات تظهر مرة واحدة. يحدث نقل المعلومات بين الكائنات على الفور ، وبالتالي ، من خلال الرجوع إلى ساعة واحدة ، من الممكن تحديد التسلسل الزمني لجميع الأحداث التي حدثت. إذا كانت هناك كائنات في النموذج ذات تمثيل منفصل للوقت ، من أجل تكوين ساعة موحدة للنموذج ، فمن الضروري دمج مجموعة من قراءات الوقت لنماذج الكائن ، لترتيب وإعادة تعريف قيم الشبكة وظائف على قراءات الوقت المفقود. من الممكن مزامنة نماذج الكائن مع وقت الحدث بشكل صريح فقط ، عن طريق إرسال إشارة حول حدوث حدث. في هذه الحالة ، هناك حاجة إلى جدولة برنامج التحكم لتنظيم تنفيذ أحداث الكائنات المختلفة ، والتي تحدد المطلوب ترتيب زمنيتنفيذ الحدث.

في نموذج الأعمال القتالية ، من الضروري استخدام الحدث والوقت المنفصل بشكل مشترك ، ويسمى هذا التمثيل للوقت الهجين. عند استخدامه ، تكتسب الكائنات المحاكاة القدرة على تغيير قيم بعض مؤشرات الحالة بشكل مفاجئ وفوري تقريبًا ، أي أنها تصبح كائنات ذات سلوك هجين.

تلخيصًا للتصنيف أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن نموذج العمليات القتالية يجب أن يكون نموذجًا مركبًا ، معقدًا هيكليًا ، ومتعدد المكونات ، وديناميكيًا ، ومحاكاة مع سلوك هجين.

للحصول على وصف رسمي لمثل هذا النموذج ، يُنصح باستخدام مخطط رياضي يعتمد على أتمتة هجينة. في هذه الحالة ، يتم تمثيل عينات الأسلحة والمعدات العسكرية كأجسام ديناميكية نشطة متعددة المكونات. توصف المكونات بمجموعة من متغيرات الحالة (الخارجية والداخلية) ، والبنية (ذات المستوى الفردي أو الهرمي) ، والسلوك (خريطة السلوك). يتم التفاعل بين المكونات عن طريق إرسال الرسائل. لدمج المكونات في نموذج كائن ديناميكي نشط ، يتم استخدام قواعد تكوين الآلات الهجينة.

دعونا نقدم الترميز التالي:

sнRn هو متجه متغيرات حالة الكائن ، والذي يتم تحديده من خلال مجموع إجراءات الإدخال على الكائن ، الإجراءات بيئة خارجية ، المعلمات الداخلية (الجوهرية) للكائن hkнHk ،؛

مجموعة من وظائف المتجهات التي تحدد قانون عمل الكائن في الوقت المناسب (تعكس خصائصه الديناميكية) وتضمن وجود الحل وتفرده ؛

S0 - مجموعة الشروط الأولية، والتي تتضمن جميع الشروط الأولية لمكونات الكائن التي تم إنشاؤها بواسطة وظيفة التهيئة أثناء التشغيل ؛

المسند الذي يحدد التغيير في سلوك الكائن (يختار الحالة المرغوبة من جميع الحالات المحددة بشكل خاص ، ويتحقق من الشروط التي يجب أن تصاحب الحدث ، ويأخذ القيمة الحقيقية عند الوفاء بها) ، يتم تقديمه بواسطة مجموعة منطقية المهام؛

الثابت الذي يحدد خاصية معينة لكائن يجب الحفاظ عليه في فترات زمنية معينة يتم إعطاؤه بواسطة مجموعة من الدوال المنطقية ؛

- مجموعة من وظائف التهيئة الحقيقية التي تربط قيمة الحل عند نقطة النهاية اليمنى للفاصل الزمني الحالي بقيمة الشروط الأولية عند نقطة البداية اليسرى في الفاصل الزمني الجديد: s () = init (s ( )) ؛

يتم تحديد الوقت الهجين من خلال سلسلة من الفواصل الزمنية للنموذج ، - فترات مغلقة.

عناصر الزمن الهجين Pre_gapi و Post_gapi هي "الفاصل الزمني" للدورة التالية للوقت الهجين tH = (t1، t2،…). في كل دورة ساعة ، على أجزاء من الوقت المحلي المستمر ، يتصرف النظام الهجين مثل النظام الكلاسيكي. نظام ديناميكيحتى النقطة t * ، حيث يصبح المسند الذي يحدد التغيير في السلوك صحيحًا. النقطة t * هي نقطة نهاية الفترة الحالية وبداية الفترة التالية. هناك فترتان زمنيتان في الفاصل الزمني ، حيث يمكن أن تتغير متغيرات الحالة. يبدأ تدفق الوقت الهجين في الدورة التالية ti = (Pre_gapi ،، Post_gapi) بحساب الظروف الأولية الجديدة في الفجوة الزمنية Pre_gapi. بعد حساب الشروط الأولية ، يتم فحص المسند في الطرف الأيسر من الفترة الزمنية الجديدة. إذا تم تقييم المسند إلى صحيح ، فسيتم إجراء انتقال على الفور إلى الفاصل الزمني الثاني ، وإلا فسيتم تنفيذ تسلسل منفصل من الإجراءات المقابلة للخطوة الزمنية الحالية. تم تصميم الفاصل الزمني Post_gapi لأداء إجراءات فورية بعد الانتهاء من السلوك طويل الأجل في علامة زمنية مختلطة معينة.

النظام الهجين H هو كائن رياضي من النموذج

مهمة النمذجة هي العثور على سلسلة من الحلول Ht = ((s0 (t)، t، t0)، (s1 (t)، t، t1)، ...) التي تحدد مسار النظام الهجين في فضاء الطور تنص على. للعثور على سلسلة من الحلول Ht ، من الضروري إجراء تجربة أو محاكاة على نموذج ببيانات أولية معينة. بعبارة أخرى ، على عكس النماذج التحليلية ، التي يتم من خلالها الحصول على الحل المعروف الطرق الرياضية، في هذه الحالة ، من الضروري تشغيل نموذج المحاكاة ، وليس حلها. هذا يعني أن نماذج المحاكاة لا تشكل حلولها بالشكل الذي تحدث به عند استخدام النماذج التحليلية ، ولكنها وسيلة ومصدر للمعلومات لتحليل سلوك الأنظمة الحقيقية في ظروف محددة واتخاذ القرارات بشأن فعاليتها.

بناءً على تمثيل الكائنات المحاكاة في شكل أوتوماتيكية هجينة ، طور معهد البحوث المركزي الثاني التابع لوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي (تفير) مجمعًا لنمذجة المحاكاة (IMC) "سيليجر" ، المصمم لتقييم فعالية التجمعات من قوات ووسائل الدفاع الجوي في صد الضربات من هجوم الفضاء الجوي (SVKN). أساس المجمع هو نظام نماذج محاكاة للأشياء يحاكي خوارزميات الأداء القتالي للأسلحة الحقيقية والمعدات العسكرية (نظام الصواريخ المضادة للطائرات ، محطة الرادار ، مجمع معدات التشغيل الآلي). مركز قيادة(لقوات هندسة الراديو - سرية الرادار ، كتيبة ، لواء ، ل قوات الصواريخ المضادة للطائرات- فوج ، لواء ، إلخ) ، مجمع طيران قتالي (طيران مقاتل وهجوم جوي) ، معدات إخماد إلكترونية ، أنظمة حرائق غير استراتيجية الدفاع الصاروخيوإلخ.). يتم تقديم نماذج الكائنات في شكل كائنات ديناميكية نشطة (ADO) ، والتي تتضمن مكونات تسمح لك باستكشاف العمليات المختلفة في الديناميكيات أثناء تشغيلها.

على سبيل المثال ، يتم تمثيل محطة الرادار (RLS) بالمكونات التالية (الشكل 1): نظام هوائي (AS) ، جهاز إرسال لاسلكي (RPRD) ، جهاز استقبال لاسلكي (RPR) ، نظام فرعي للحماية من التداخل السلبي والنشط (PZPAP) ، وحدة معالجة المعلومات الأولية (POI) ، وحدة معالجة المعلومات الثانوية (VOI) ، معدات نقل البيانات (ADD) ، إلخ.

يتيح تكوين هذه المكونات في نموذج الرادار إمكانية محاكاة عمليات استقبال وإرسال الإشارات بشكل مناسب ، واكتشاف إشارات الصدى والاتجاه ، وخوارزميات الحماية من الضوضاء ، وقياس معلمات الإشارة ، وما إلى ذلك. كنتيجة للنمذجة ، فإن المؤشرات الرئيسية التي تميز جودة الرادار كمصدر لمعلومات الرادار (معلمات منطقة الكشف ، وخصائص الدقة ، والدقة ، والأداء ، والحصانة من الضوضاء ، وما إلى ذلك) ، مما يسمح لك بتقييم فعالية عمله عندما ظروف مختلفةبيئة التداخل.

يتم تنفيذ مزامنة جميع الكائنات المحاكية في الوقت المناسب ، أي العرض الصحيح للترتيب والعلاقات الزمنية بين التغييرات في عملية العمليات القتالية حسب ترتيب الأحداث في النموذج ، بواسطة برنامج إدارة الكائنات (الشكل 2) . تتضمن وظائف هذا البرنامج أيضًا إنشاء وحذف الكائنات وتنظيم التفاعل بين الكائنات وتسجيل جميع الأحداث التي تحدث في النموذج.

يسمح استخدام سجل الأحداث بإجراء تحليل بأثر رجعي لديناميكيات العمليات القتالية بواسطة أي كائن تمت محاكاته. هذا يجعل من الممكن تقييم درجة كفاية نماذج الكائن باستخدام طرق النقطة المحددة والتحكم في صحة عمليات النمذجة في مكونات الكائن (أي التحقق من مدى كفاية طريقة التشغيل من الإدخال إلى الإخراج) ، مما يزيد موثوقية وصحة النتائج التي تم الحصول عليها.

تجدر الإشارة إلى أن النهج متعدد المكونات يسمح بتغيير تكوينها (على سبيل المثال ، دراسة العمليات القتالية لأنظمة الدفاع الجوي باستخدام نوع مختلف ASCU) من أجل تركيب هيكل يلبي متطلبات معينة. علاوة على ذلك ، بسبب كتابة تمثيل البرنامج للمكونات ، دون إعادة برمجة الكود المصدري للبرنامج.

تتمثل الميزة الشائعة لهذا النهج عند بناء نموذج في إمكانية حل عدد من مهام البحث بسرعة: تقييم تأثير التغييرات في تكوين وهيكل نظام التحكم (عدد المستويات ، دورة التحكم ، إلخ) على الفعالية للعمليات القتالية للتجمع ككل ؛ تقييم تأثير الخيارات المختلفة دعم المعلوماتللإمكانات القدرات القتاليةالعينات والمجموعات بشكل عام ، دراسة أشكال وطرق استخدام العينات القتالية ، إلخ.

نموذج العمل القتالي المبني على أساس الأوتوماتا الهجينة هو تراكب للسلوك المشترك للوظائف ADOs المتوازية و / أو المتسلسلة والمتفاعلة متعددة المكونات ، وهي عبارة عن تركيبة من الأوتوماتا الهجينة التي تعمل في الوقت الهجين وتتفاعل من خلال الاتصالات القائمة على الرسائل.

الأدب

1. سيروتا أ. النمذجة الحاسوبية وتقييم كفاءة الأنظمة المعقدة. م: تكنوسفيرا ، 2006.

2. Kolesov Yu.B. ، Senichenkov Yu.B. نمذجة النظم. الأنظمة الديناميكية والهجينة. سانت بطرسبرغ: BHV-Petersburg ، 2006.

تتطلب عملية إنشاء نماذج رياضية للعمليات القتالية عمالة كثيفة وطويلة وتتطلب استخدام عمل متخصصين على مستوى عالٍ إلى حدٍ ما ، والذين تم تدريبهم جيدًا في مجال الموضوع المرتبط بموضوع النمذجة وفي مجال الرياضيات التطبيقية ، الأساليب الرياضية الحديثة ، البرمجة ، الذين يعرفون قدرات وخصوصيات تكنولوجيا الحوسبة الحديثة. السمة المميزة للنماذج الرياضية للعمليات القتالية التي يتم إنشاؤها حاليًا هي تعقيدها ، نظرًا لتعقيد الكائنات التي يتم نمذجتها. تتطلب الحاجة إلى بناء مثل هذه النماذج تطوير نظام من القواعد والنهج التي يمكن أن تقلل من تكلفة تطوير نموذج وتقليل احتمالية الأخطاء التي يصعب التخلص منها لاحقًا. أحد المكونات المهمة لنظام القواعد هذا هو القواعد التي تضمن الانتقال الصحيح من المفهوم إلى الوصف الرسمي للنظام بلغة رياضية واحدة أو أخرى ، والتي يتم تحقيقها عن طريق اختيار نظام رياضي محدد. يُفهم المخطط الرياضي على أنه نموذج رياضي خاص لتحويل الإشارات والمعلومات لعنصر معين من النظام ، يتم تحديده في إطار جهاز رياضي معين ويركز على بناء خوارزمية نمذجة لهذه الفئة من عناصر النظام المعقد.

تتمثل إحدى المهام الرئيسية في تطوير النموذج في تلبية متطلبات مزامنة جميع الكائنات المحاكاة في الوقت المناسب ، أي العرض الصحيح للترتيب والعلاقات الزمنية بين التغييرات في سياق الأعمال العدائية على ترتيب الأحداث في الموديل. مع التمثيل المستمر للوقت ، يعتبر أن هناك ساعة واحدة لجميع الكائنات تظهر مرة واحدة. يحدث نقل المعلومات بين الكائنات على الفور ، وبالتالي ، من خلال الرجوع إلى ساعة واحدة ، من الممكن تحديد التسلسل الزمني لجميع الأحداث التي حدثت. إذا كانت هناك كائنات في النموذج ذات تمثيل منفصل للوقت ، من أجل تكوين ساعة موحدة للنموذج ، فمن الضروري دمج مجموعة من قراءات الوقت لنماذج الكائن ، لترتيب وإعادة تعريف قيم الشبكة وظائف على قراءات الوقت المفقود. من الممكن مزامنة نماذج الكائن مع وقت الحدث بشكل صريح فقط ، عن طريق إرسال إشارة حول حدوث حدث. في هذه الحالة ، هناك حاجة إلى جدولة برنامج التحكم لتنظيم تنفيذ أحداث الكائنات المختلفة ، والتي تحدد الترتيب الزمني المطلوب لتنفيذ الأحداث.

دعونا نقدم الترميز التالي:

sОRn هو ناقل متغيرات حالة الكائن ، والذي يتم تحديده من خلال إجمالي إجراءات الإدخال على الكائن ، والتأثيرات البيئية ، المعلمات الداخلية (الجوهرية) للكائن hkнHk ،؛

S0 - مجموعة من الشروط الأولية ، بما في ذلك جميع الشروط الأولية لمكونات الكائن التي تم إنشاؤها بواسطة وظيفة التهيئة في سياق العملية ؛

يتم تحديد الوقت الهجين من خلال سلسلة من الفواصل الزمنية للنموذج ، - فترات مغلقة.

عناصر الزمن الهجين Pre_gapi و Post_gapi هي "الفاصل الزمني" للدورة التالية للوقت الهجين tH = (t1، t2،…). في كل خطوة على أجزاء من الوقت المحلي المستمر ، يتصرف النظام الهجين مثل النظام الديناميكي الكلاسيكي حتى النقطة t * ، حيث يصبح المسند الذي يحدد تغيير السلوك صحيحًا. النقطة t * هي نقطة نهاية الفترة الحالية وبداية الفترة التالية. هناك فترتان زمنيتان في الفاصل الزمني ، حيث يمكن أن تتغير متغيرات الحالة. يبدأ تدفق الوقت الهجين في الدورة التالية ti = (Pre_gapi ،، Post_gapi) بحساب الظروف الأولية الجديدة في الفجوة الزمنية Pre_gapi. بعد حساب الشروط الأولية ، يتم فحص المسند في الطرف الأيسر من الفترة الزمنية الجديدة. إذا تم تقييم المسند إلى صحيح ، فسيتم إجراء انتقال على الفور إلى الفاصل الزمني الثاني ، وإلا فسيتم تنفيذ تسلسل منفصل من الإجراءات المقابلة للخطوة الزمنية الحالية. تم تصميم الفاصل الزمني Post_gapi لأداء إجراءات فورية بعد الانتهاء من السلوك طويل الأجل في علامة زمنية مختلطة معينة.

النظام الهجين H هو كائن رياضي من النموذج

مهمة النمذجة هي العثور على سلسلة من الحلول Ht = ((s0 (t)، t، t0)، (s1 (t)، t، t1)، ...) التي تحدد مسار النظام الهجين في فضاء الطور تنص على. للعثور على سلسلة من الحلول Ht ، من الضروري إجراء تجربة أو محاكاة على نموذج ببيانات أولية معينة. بمعنى آخر ، على عكس النماذج التحليلية ، التي يتم من خلالها الحصول على حل بالطرق الرياضية المعروفة ، في هذه الحالة ، يلزم تشغيل نموذج المحاكاة ، وليس الحل. هذا يعني أن نماذج المحاكاة لا تشكل حلولها بالشكل الذي تحدث به عند استخدام النماذج التحليلية ، ولكنها وسيلة ومصدر للمعلومات لتحليل سلوك الأنظمة الحقيقية في ظروف محددة واتخاذ القرارات بشأن فعاليتها.

بناءً على تمثيل الكائنات المحاكاة في شكل أوتوماتيكية هجينة ، طور معهد البحوث المركزي الثاني التابع لوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي (تفير) مجمعًا لنمذجة المحاكاة (IMC) "سيليجر" ، المصمم لتقييم فعالية التجمعات من قوات ووسائل الدفاع الجوي في صد الضربات من هجوم الفضاء الجوي (SVKN). أساس المجمع هو نظام من نماذج محاكاة الأشياء التي تحاكي خوارزميات الأداء القتالي لعينات حقيقية من الأسلحة والمعدات العسكرية (نظام الصواريخ المضادة للطائرات ، محطة الرادار ، مجموعة من معدات التشغيل الآلي لمركز القيادة (لـ قوات هندسة الراديو - شركة رادار ، كتيبة ، لواء ، لقوات الصواريخ المضادة للطائرات - فوج ، لواء ، إلخ.) ، مجمع طيران قتالي (طيران مقاتل وهجوم جوي) ، وسائل قمع إلكتروني ، أنظمة إطلاق لمضادات غير استراتيجية الدفاع الصاروخي ، إلخ). يتم تقديم نماذج الكائنات في شكل كائنات ديناميكية نشطة (ADO) ، والتي تتضمن مكونات تسمح لك باستكشاف العمليات المختلفة في الديناميكيات أثناء تشغيلها.

يتيح تكوين هذه المكونات في نموذج الرادار إمكانية محاكاة عمليات استقبال وإرسال الإشارات بشكل مناسب ، واكتشاف إشارات الصدى والاتجاه ، وخوارزميات الحماية من الضوضاء ، وقياس معلمات الإشارة ، وما إلى ذلك. كنتيجة للنمذجة ، فإن المؤشرات الرئيسية التي تميز جودة الرادار كمصدر لمعلومات الرادار (معلمات منطقة الكشف ، وخصائص الدقة ، والاستبانة ، والأداء ، والحصانة من الضوضاء ، وما إلى ذلك) ، مما يسمح بتقييم فعالية تشغيله في ظل ظروف مختلفة من البيئة المستهدفة.

وتجدر الإشارة إلى أن النهج متعدد المكونات يجعل من الممكن تغيير تكوينها (على سبيل المثال ، دراسة العمليات القتالية لأنظمة الدفاع الجوي بأنواع مختلفة من أنظمة التحكم المضادة للطائرات) من أجل تركيب هيكل يلبي متطلبات معينة. علاوة على ذلك ، بسبب كتابة تمثيل البرنامج للمكونات ، دون إعادة برمجة الكود المصدري للبرنامج.

تتمثل الميزة الشائعة لهذا النهج عند بناء نموذج في إمكانية حل عدد من مهام البحث بسرعة: تقييم تأثير التغييرات في تكوين وهيكل نظام التحكم (عدد المستويات ، دورة التحكم ، إلخ) على الفعالية للعمليات القتالية للتجمع ككل ؛ تقييم تأثير خيارات دعم المعلومات المختلفة على القدرات القتالية المحتملة للعينات والمجموعات ككل ، ودراسة أشكال وأساليب الاستخدام القتالي للعينات ، إلخ.

الأدب

1. سيروتا أ. النمذجة الحاسوبية وتقييم كفاءة الأنظمة المعقدة. م: تكنوسفيرا ، 2006.

2. Kolesov Yu.B. ، Senichenkov Yu.B. نمذجة النظم. الأنظمة الديناميكية والهجينة. سانت بطرسبرغ: BHV-Petersburg ، 2006.