Введение к работе
Актуальность, цель и научная задача.
Анализ большого количества прикладных задач, решаемых в интересах обоснования и синтеза технического облика сложных систем различного предназначения, показывает всё возрастающее значение совершенствования методических подходов и методов решения задач о распределении ограниченного однородного и неоднородного ресурса.
Области использования результатов решения этих задач весьма разнообразны. Среди вышеупомянутых одним из важнейших является их применение в военном деле. Таковым является разработка системы защиты и противодействия налёту (удару) активных средств эвентуального противника на важные объекты инфраструктуры, управления, народного хозяйства и т.д.
Для противодействия средствам удара совершенствуются средства и система обороны, разрабатываются специальные комплексы средств защиты. Одним из важнейших составляющих для создания средств и систем противодействия, оценок возможностей достижения требуемой эффективности борьбы со средствами удара в заданных условиях являются обоснованные по точности и достоверности сведения об эвентуальном противнике, которые используются при разработке средств обороны в качестве исходных данных.
Построение (состав, структура) и в значительной степени характеристики средств и систем обороны зависят от качества исходных данных о противнике - насколько полно (достаточно с учетом требований потребителя информации) и достоверно сформировано полное и допустимое множество вариантов удара (налёта), выявлены из них эффективные (наиболее опасные) и определены параметры ударов.
В имеющихся в настоящее время исходных данных о возможных вариантах налётов не был учтен ряд важнейших свойств современных и перспективных средств удара, что не позволяет создать адекватно эффективные средства обороны по отражению ударов от данных средств воздушного нападения, а именно:
- способы боевого применения активных средств, обеспечивающие его адаптацию к вероятным мерам противодействия, особенно при ударе по высокозащищенным особо важным объектам обороны;
Кольцов Сергей Михайлович
возможности массированных налетов средств удара с изменяемой интенсивностью во времени (в том числе внезапных);
современные тенденции изменения качественных характеристик активных средств и связанное с этим изменение параметров их удара.
Ошибки в определении опасных вариантов и параметров удара, отсутствие обоснованных предложений для выбора путей борьбы с активными средствами ведут к несоответствию характеристик и эффективности проектируемой системы обороны требуемым.
Таким образом, необходимо обеспечение разработки исходных данных об основных характеристиках удара активными средствами в интересах повышения эффективности средств обороны, предназначенных для защиты объектов особой важности, что и явилось целью настоящей работы.
Для достижения поставленной цели необходима методика, обеспечивающая обоснование исходных данных об основных характеристиках активных средств, адекватно отражающая современные тенденции изменения количественного состава и качественных характеристик активных средств, временных параметров интенсивности налета и возможных мер противодействия.
В соответствии с общей методологией обоснования системы исходных данных эвентуальных противников иностранных государств прогнозирование характеристик активных средств осуществляют теоретическими методами с применением теории игр и специальных математических моделей, обеспечивающих выбор оптимальных вариантов удара из заданного множества. Для верификации расчетных оценок используются данные учений и испытаний средств обороны, опыт боевых действий, а также имеющиеся сведения о вооруженных конфликтах. С учетом задач, решаемых активными средствами, формируется множество допустимых вариантов налета, из которого выявляется оптимальные (наиболее опасные) по заданному критерию эффективности системы обороны. Для описания процесса нанесения удара активными средствами по объектам системы обороны решают задачу в условиях конфликтной ситуации.
Теоретические методы и методики прогнозирования обладают рядом недостатков, не позволяющих с необходимой точностью оценить варианты удара активных средств по объектам, прикрываемым системами обороны, а, следовательно, и эффективность действий сторон. Это происходит по следующим основным причинам.
Так, часть этих методик ориентирована на распределение носителей активных средств с предполагаемой боевой нагрузкой по объектам удара. При этом рассчитываются только полигонные наряды активных средств, а боевые наряды принимаются в виде приближенных нормативных значений, не учитывающих, как правило, тактику и способы боевого применения
активных средств и средств системы обороны. В настоящее время в связи с появлением активных средств большой дальности более актуальным является вопрос распределения не носителей активных средств, а самих активных средств, поскольку существующие принципы боевого применения не предусматривают вход самолетов-носителей активных средств в зоны действий активных средств системы обороны.
Кроме того, некоторые модели являются имитационными с иерархичной структурой, в которой, в зависимости от количества реализаций процесса моделирования, требуется соответствующие машинно-временные затраты; при уменьшении же количества реализаций качество прогноза уменьшается.
Также в большинстве моделей не учитывается возможность налетов активных средств с изменяемой интенсивностью во времени и ограничениях на количество каналов (обнаружения, сопровождения и огневых) у комплексов средств обороны, осуществляющих оборону объектов.
На основе изложенного для достижения поставленной цели объективно существует необходимость решения актуальной научной задачи, заключающейся в разработке методики прогнозирования распределения ударов активных средств по особо важным объектам: в условиях противодействия систем обороны, на основе максимизации эффективности уничтожения объектов, при заданных характеристиках объектов обороны и ограничениях на допустимое количество активных средств на направлении удара с учетом потерь.
Цель работы и сформулированная научная задача предопределили в основном структуру исследования и содержание диссертации.
На защиту выносятся:
-
Методика прогнозирования распределения ударов активными средствами по особо важным объектам, прикрываемым системой защиты.
-
Математическая модель оценки эффективности удара активными средствами по обороняемому объекту;
-
Результаты распределения ударов активными средствами по особо важным объектам, прикрываемым системой защиты.
Новыми результатами по сравнению с ранее выполненными исследованиями, являются следующие.
1) Методика прогнозирования распределения ударов активными средствами, позволяющая определить максимально эффективный удар по особо важным объектам, отличающаяся от известных возможностью учета разнородных активных средств в ударах, наносимых из-за пределов зон действия средств системы обороны по объектам, прикрываемым системой обороны, состоящая в распределении активных средств по объектам удара с учетом потерь при преодолении обороны. Методика включает:
методический подход определения эффективного множества активных средств для распределения по известным объектам удара в условиях неполных данных об активных средствах;
математическую модель оценки эффективности удара активными средствами по обороняемому объекту, отличающаяся от существующих тем, что описание процесса прорыва активных средств через средства системы обороны представлено в виде системы массового обслуживания (СМО), учитывающей плотности потока активных средств в налете и ограниченности числа каналов средств обороны.
2) Результаты распределения ударов активными средствами в интересах разработки и оценки эффективности средств обороны, предназначенных для защиты объектов особой важности, позволяющие учесть возможности нанесения ударов по объектам, прикрываемым системой защиты, из-за зон действия средств защиты, высокую плотность активных средств в налете и ограниченность числа каналов средств защиты. Включающие:
зависимость эффективности удара активных средств от временных параметров активных средств в налете;
зависимость эффективности удара активными средствами от числа каналов (обнаружения, сопровождения, огневых) средств системы защиты.
Вклад автора.
Автор самостоятельно провел анализ современного состояния и перспектив развития активных средств эвентуального противника; разработал методику прогнозирования распределения ударов активных средств по особо важным объектам, прикрываемым системой защиты, математическую модель оценки эффективности удара активными средствами по обороняемому объекту, учитывающую высокие переменные плотности входных и выходных потоков при ограничениях на длительность и канальность обслуживания; обосновал предложения по использованию полученных результатов о распределении ударов активных средств в интересах разработки и оценки эффективности системы обороны. Программно реализовал математическую модель оценки эффективности удара активных средств по обороняемому объекту.
Научная значимость диссертации заключается:
в усовершенствовании методов теории игр в части исследования конфликтов в условиях противодействия сторон;
в развитии методов математического моделирования при решении задачи прогнозирования действий активных средств эвентуального противника на основе усовершенствования методов решения задач теории массового обслуживания, адаптированных к системам военного назначения, отличающихся от стандартных высокими переменными плотностями входных и выходных потоков при ограничениях на длительность обслуживания.
Практическая ценность работы состоит:
в использовании разработанной методики и математической модели, реализованной на ЭВМ для совершенствования системы исходных данных об активных средствах эвентуального противника, в части основных характеристик удара активных средств в интересах оценки эффективности, задания требований на проектирование средств системы защиты.
в возможности использования полученных тенденций в изменении эффективности удара авиационных активных средств для обоснования требований к параметрам модернизируемых и перспективных систем защиты.
Публикации результатов работ.
По теме диссертации опубликовано 6 статей, 3 заключительных научно-технических отчета и 4 научно-технических отчета, 1 учебно-методическое пособие.
Реализация результатов работы.
Результаты диссертационной работы реализованы в комплексах математических моделей.
Объем диссертации.
Диссертация содержит страниц текста, таблицы, _ фото, ри
сунков. Список использованных источников содержит наименования.
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, базируется на корректном использовании методов теории прогнозирования, теории игр, математического моделирования и статистического анализа данных при определении параметров удара.
Достоверность основных положений и выводов подтверждается:
согласованностью полученных автором результатов оценок вариантов ударов с результатами исследований, выполненных ранее в ряде других организаций;
значительным объемом данных учений и испытаний отечественных средств, данных вооруженных конфликтов с участием различных типов ударных средств.
Апробация и публикации.
Основные результаты диссертации докладывались и получили одобрение на ежегодных военно-научных конференциях в ряде организаций.
По теме диссертации опубликовано 6 статей, 3 заключительных научно-технических отчета и 4 научно-технических отчета, 1 учебно-методическое пособие.
Кольцов Сергей Михайлович
Реализация и предложения по использованию результатов диссертации.
Результаты диссертационной работы реализованы:
— в проекте межведомственного нормативно-технического документа
по системе исходных данных по ударным средствам эвентуального про
тивника;
- в ряде комплексов математических моделей.
