Введение к работе
'
Актуальность. Результаты анализа военных конфликтов, а также основных положений военных доктрин и взглядов военных специалистов стран НАТО на боевое применение средств воздушного нападения (СВН) обусловливают возрастание требований к должностным лицам органов управления войсковой ПВО по обеспечению надежного прикрытия войск и объектов.
Одним из эффективных подходов к нетрадиционному решению задач оперативной и боевой подготовки командного состава в сложившихся условиях является использование вычислительной техники и достижений в области имитационного и математического моделирования систем и процессов управления. Анализ проводимых исследований показал, что рассмотренные подходы к реализации компьютерных форм оперативной подготовки (КФОЩ разновидностью которых являются командно-штабные военные игры (КШВИ), с технической точки зрения предусматривают широкое использование вычислительных сетей на базе персональных ЭВМ.
При реализации КФОП, по сравнению с существующими АСУ войсками, изменяются типы каналов информационного обмена и сокращается их количество, фактически происходит трансформация информационной топологии реальных АСУ в локальную вычислительную сеть. Кроме того, возникает необходимость моделирования по одному информационному каналу информации различных типов, под которые в реальных АСУ выделены отдельные независимые каналы. Вместе с тем, необходимо обеспечить соответствие задач, решаемых в ходе компьютерных КШВИ (ККШВИ), логике работы реальных органов управления, а также оперативность и функциональную полноту их реализации. Кроме того, специфика проведения ККШВИ определяет необходимость решения ряда дополнительных задач, связанных с реализацией функций подыг-рыша и контроля действий участников игры. Эта особенности информационного обмена при проведении компьютерных КШВИ приводят к увеличению загруженности локальной сети и интенсивности потоков данных, циркулирующих в ней. В связи с этим, возникает необходимость управления указанными потоками данных с учетом логики, функциональной направленности и приоритетности решаемых в ходе игры задач, а также зависимости ценности обрабатываемой информации от времени задержки на ее обработку. При реализации компьютерных КШВИ с использованием системы имитационных моделей, изменяются типы каналов информационного обмена и сокращается их количество.
Сравнительный анализ возможностей существующих средств диспетчеризации по управлению информационным обменом применительно к задачам, решаемым при проведении компьютерных КШВИ, показал, что они не обеспечивают качественного решения указанных задач. Поэтому, вр?никает необхо-
ос. национальная!
димостъ разработки специализированных средств управления информационными процессами, протекающими в ходе компьютерных КШВИ. В качестве такого средства предлагается использовать диспетчер управления информационными процессами (ДУИП), под которым в работе понимается программное средство, определяющее порядок протекания процессов в вычислительной сети в соответствии с принятыми соглашениями и ограничениями по функциональным, логическим и временным аспектам их реализации.
Существующий методический аппарат разработки средств диспетчеризации обеспечивает создание специализированных средств управления информационным обменом в вычислительных сетях, но не позволяет использовать его для разработки ДУИП. В связи с этим возникает противоречие между необходимостью разработки средств управления информационными процессами, обеспечивающих техническую реализацию ККШВИ, и технологическими возможностями существующего методического аппарата по созданию таких средств.
Учитывая данные обстоятельства, а также перспективу возможного расширения перечня решаемых в ходе ККШВИ задач, представляется актуальным решение задачи разработки комплексного методического аппарата проектирования диспетчера управления информационными процессами, обеспечивающего повышение эффективности управления ими с учетом специфики,решаемых в ходе компьютерных КШВИ задач.
Объект исследований. Роль объекта исследований в диссертационной работе возложена на отработку функции ПВО в процессах командно-штабных учений (КПІУ), проводимых в человеко-компьютерноЙ среде.
Основные установки и .идеи. На выбор предмета исследования и направления работы оказали влияние следующие установки:
У1. Командно-штабные учения допускают их интерпретацию в виде спе-цефического класса военных игр, что открывает доступ к теоретическому и практическому опыту игр, в том числе и к опыту разработок развлекательных военных игр.
У2. Любую версию реализации аппаратно- программной поддержки КШУ следует строить в форме клиент-серверного приложения для локальной вычислительной сети.
Такие установки привели автора к идее исследовать методы и средства компьютерной поддержки функций ПВО в процессах КШУ в контексте игровой интерпретации КШУ, использующей имитационное моделирование исполняемых действий.
Предмет исследований. Предметом исследования является специализированная аппаратно-программная оболочка, поддерживающая процессы КШВИ, в которой функции управления и оценки хода игры сосредоточены
только на защитных функциях ПВО и закрыты от воздействия участников КШВИ.
Направление исследований. Направлением исследований в работе является прменение специализированного программного продукта в КИШИ в контексте имитационной модели защитных функций ПВО на "шаге игры".
Цели и задачи исследований. Основная научная цель работы связана с поиском теоретического обобщения реализации защитных функций ПВО в процессе КШВИ, управления условиями их прменения , оценивания их результативности и достижения требуемых обучающих эффектов.
Основная практическая цель связана с разработкой эффективной системы диспетчирования в клиент-серверной среде, обслуживающей проведение КШВИ. Достжение отмеченных целей требует решения следуютцих основных задач;
-
Разработать и исследовать имитационную модель КШУ, раскрывающую подготовку, исполнение и оценивание защитных функций ПВО в контексте игровой интерпретации КШУ.
-
Разработать и исследовать систему коммуникации, учитывающую структуру составного субъекта учений и ролевые функции каждого из участников учения.
-
На базе спецификаций имитационной модели КШУ разработать систему диспетчирования, обеспечивающую управление информационными потоками и их обработку на оперативно-тактическом уровне.
Метод исследований. Сущность метода исследований определена как управляемая комбинаторика методов и средств имитационного моделирования, теории и практики игр, искусственного интелекта и алгоритмизации. Научная новизна
-
Предложена и исследована имитационная модель КШУ с игровой интерпретацией действий участников учений, обеспечивающая интегрированное представление защитных функций ПВО и спецификаций аппаратно-программного комплекса, обслуживающего проведение учений.
-
Разработана и исследована система структурных , функциональных и информационных спецификаций клиент-серверной реализации КШВИ, учитывающая динамику процессов, в том числе и коммуникативных, в реальном времени.
Достоверность» Теоретическая достоверность полученных результа-
тов подтверждается формулировкой основных положений диссертации на основе достоверных знаний из области прикладной информатики, имитационного моделирования и теории игр.
Эксперементальные подтверждения достоверности получены при разработке на базе имитационной модели M(t) клиент-серверной реализации КШВИ и ее испытаний.
Практическая ценность
В состав практических результатов, полученных в диссертационной работе входят;
- системы методов и средств диспетчирования оперативно-тактических
действий в процессах КІГГУ;
база знаний об основных действиях участников КШВИ, построенная и
реализованная по образцу библиотек продукций экспертных систем;
- адаптация и настройка сетевой версии вопросно-ответного процессора
* WIQA к специфике информационно-коммуникативных процессов КШВИ;
- система методов и средств оценивания информационных потоков в клиент-
серверной реализации КШВИ.
Реализация и внедрение
Для аппаратно-программной поддержки КШВИ разработана система программных средств, в основу которых положена клиент-серверная реализация вопросно-ответного процессора WIQA, настроенного на командно-штабную структуру коллектива пользователей.
Построенная система имитационных моделей и разработанный ДУИП были внедрены в 726 учебном центре войсковой ПВО ВС РФ для проведения КШВИ с использованием локальной сети в августе 2002 года.
На защиту выносятся
-
Имитационная модель КШУ с игровой интерпретацией действий как интегрированный источник спецификаций для аппаратно-программных средств поддержки КШВИ, учитывающий реалии времени учений.
-
Комплекс пртраммных средств с клиент-серверной структурой, объединяющий методы и средства имитационного моделирования, теории и практики игр, экспертных систем и систем диспетчирования.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на военно-научных конференциях, проводившихся в ВУ войсковой ПВО ВС РФ и его филиале в период с 2000 по 2003 год, на Всероссийских научно-технических конференциях, (см. список публикаций)
Структура и объем работы-
Содержание работы и ее логику раскрывает введение, смысл которого раскрыт выше, 4 (четыре) главы описания, заключение и 2 (два) приложения. Содержит 177 страниц основного текста, 38 рисунков. Список литературы состоит из 23 наименований.
