СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ БОЕВЫМИ СРЕДСТВАМИ И ОПЕРАЦИОННЫЙ ПУНКТ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК G06F13/368 

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ децентрализованного управления процессом распределенного моделирования и обработки данных (патент РФ №2365977, МПК G06F 11/20, опубл. 27.08.2009), в котором вводят информацию в модуль организации вычислений, распределенно обрабатывают ее в модулях обработки данных, причем количество модулей обработки данных является произвольным, кроме того, передают обработанную информацию в модуль организации вычислений, который формирует результат обработки информации на основе обработанной информации и отображает сформированный результат на экраны пользователей.

Недостатком данного способа является условно-постоянное наличие главного управляющего модуля, что демаскирует структуру системы, повышает вероятность срыва управления, создает асимметрию в системе обмена данными с топологией типа «звезда», приводит к перегрузке каналов в направлении главного модуля, что снижает устойчивость, оперативность, непрерывность и скрытность управления процессом обработки данных.

В настоящее время в вооруженных силах управление силами и средствами построено на принципах централизации. Выход из строя центрального управляющего элемента приводит к срыву управления силами и средствами, а значит, снижает устойчивость, непрерывность и оперативность системы управления. Кроме того, ярко выраженный центральный элемент раскрывает структуру системы, что снижает ее скрытность. Таким образом, возникает задача создания способа распределенного автоматизированного управления боевыми средствами, обеспечивающего более высокие показатели устойчивости, непрерывности, оперативности и скрытности.

Технический результат при осуществлении изобретения - повышение устойчивости, оперативности, непрерывности и скрытности управления боевыми средствами, достигается за счет того, что в предлагаемом способе к основным каналам связи операционных пунктов распределенной системы управления подключают взаимодействующие операционные пункты и подчиненные боевые средства, а к резервным каналам связи операционных пунктов подключают взаимодействующие боевые средства, на каждом операционном пункте принимают от подчиненных боевых средств данные об их режимах работы, затем на каждом операционном пункте производят рассылку данных о своих режимах работы и о режимах работы подчиненных боевых средств всем остальным операционным пунктам, принимают от остальных операционных пунктов данные об их режимах работы и о режимах работы подчиненных им боевых средств, затем на каждом операционном пункте запускают процедуру вычисления целевых режимов работы всех операционных пунктов и всех боевых средств, сохраняют в своей базе данных результаты вычисления, выделяют из результатов вычисления свои целевые режимы работы и целевые режимы работы подчиненных ему боевых средств, на основании выделенных целевых режимов работы изменяют свои режимы работы и режимы работы подчиненных ему боевых средств, затем контролируют свои режимы работы и режимы работы подчиненных ему боевых средств, а также поступление измененных данных о режимах работы остальных операционных пунктов и подчиненных им боевых средств, в случае приема измененных данных о режимах работы остальных операционных пунктов и подчиненных им боевых средств или в случае изменения своих режимов работы, а также режимов работы подчиненных ему боевых средств на каждом операционном пункте возобновляют последовательное выполнение операций: рассылают данные о своих режимах работы и о режимах работы подчиненных боевых средств всем остальным операционным пунктам; вычисляют целевые режимы работ всех операционных пунктов и всех боевых средств; сохраняют в своей базе данных результаты вычисления; выделяют из результатов вычисления свои целевые режимы работ и целевые режимы работ подчиненных боевых средств; изменяют свои режимы работ и режимы работ подчиненных ему боевых средств; контролируют свои режимы работ и режимы работ подчиненных ему боевых средств, а в случае отсутствия взаимодействия какого-либо операционного пункта с подчиненными ему боевыми средствами имеющиеся в системе операционные пункты организуют диалог, в ходе которого из числа имеющихся операционных пунктов выбирают операционный пункт, которому передают в подчинение данные боевые средства.

Благодаря подключению к основным каналам связи операционных пунктов (ОП) распределенной системы управления взаимодействующих ОП и подчиненных боевых средств (БС), подключению к резервным каналам связи ОП взаимодействующих БС, а также выполнению на каждом ОП процессов приема от подчиненных ему БС данных об их режимах работы, рассылки данных о своих режимах работы и режимах работы подчиненных ему БС всем остальным ОП, приему от остальных ОП данных об их режимах работы и о режимах работы подчиненных им БС, вычислению целевых режимов работы всех ОП и БС, сохранению в своей базе данных результатов вычисления, выделению из результатов вычисления своих целевых режимов работы, а также целевых режимов работы подчиненных ему БС, изменению своих режимов работы и режимов работы подчиненных ему БС, контролю своих режимов работы и режимов работы подчиненных ему БС, контролю поступления измененных данных о режимах работы остальных ОП и БС, кроме того, в случае приема измененных данных о режимах работы остальных операционных пунктов и подчиненных им боевых средств или в случае изменения своих режимов работы, а также режимов работы подчиненных ему боевых средств, возобновлению на каждом ОП последовательного выполнения операций рассылки данных о своих режимах работы и о режимах работы подчиненных ему БС всем остальным ОП, вычисления целевых режимов работы всех ОП и всех БС, сохранения в своей базе данных результатов вычисления, выделения из результатов вычисления своих целевых режимов работы и целевых режимов работы подчиненных ему БС, изменения своих режимов работы и режимов работы подчиненных ему БС, контроля своих режимов работы и режимов работы подчиненных ему боевых средств, а случае отсутствия взаимодействия какого-либо ОП с подчиненными ему БС организации диалога среди имеющихся в распределенной системе управления ОП, выбора в результате диалога ОП и передачи ему управления данными БС, реализуется распределенное автоматизированное управление ОП и БС, обеспечивающее повышение показателей устойчивости, непрерывности, оперативности и скрытности управления.

При этом под БС понимаются радиолокационные станции, гидроакустические станции, электромагнитные станции, станции технической разведки, оптоэлектронные приборы наблюдения, ракетные и артиллерийские комплексы, корабли, летательные аппараты и т.п. Под режимами работы БС и режимами работы ОП понимаются, в частности, следующие параметры:

1) координаты ОП и БС;

2) энергетика излучения радиолокационных станций (РЛС);

3) диаграмма направленности РЛС;

4) диапазон частот излучения РЛС;

5) информация о назначенных целях для нанесения удара;

6) радиоданные средств связи;

7) информация о наличии БС, подчиненных конкретному ОП;

8) информация о наличии резервных каналов между конкретными ОП и БС;

9) результаты функционирования ОП и БС.

Преимущество вычисления режимов работы всех ОП и БС распределенной системы на каждом ОП состоит в следующем. Каждый ОП распределенной системы управления обладает идентичной информацией для принятия решения. Алгоритм принятия решения также совпадает на каждом ОП. Поэтому пропадает необходимость и целесообразность централизованного сбора всей имеющейся информации в центральном объекте системы, а также вычисления режимов работы и рассылки управляющих сообщений всем БС. Заявляемый способ ликвидирует вскрытое противоречие в системах управления, построенных на принципах централизованного управления, и позволяет повысить качественные показатели функционирования систем управления за счет перехода к распределенному способу управления.

Изобретение поясняется фиг.1, на которой представлена сеть БС и ОП, соединенных основными, а также резервными каналами связи.

Предлагаемый способ может быть реализован операционным пунктом, ближайшим аналогом которого является известный комплекс средств автоматизации системы управления боевыми средствами (патент РФ №2391619, МПК⁸ F41H 11/02, опубл. 10.06.2010), прототип. Предлагаемый операционный пункт, как и прототип, состоит из соединенных между собой управляющей подсистемы, подсистемы приема и передачи данных, каналов связи, отличающийся тем, что дополнительно введен управляющий элемент распределенной системы управления, состоящий из блока вычисления целевых режимов работы операционных пунктов и боевых средств и хранилища данных о целевых режимах работы операционных пунктов и боевых средств, присоединенный с помощью средств приема и передачи данных и каналов связи, при этом к основным каналам связи операционного пункта подключены взаимодействующие операционные пункты и подчиненные боевые средства, а к резервным каналам связи подключены взаимодействующие боевые средства.

На фиг.2 представлена структурная схема предлагаемого операционного пункта и связей между его элементами и боевыми средствами, где обозначены:

1 - операционный пункт (ОП);

1.1 - управляющая подсистема (УС);

1.2 - подсистема приема и передачи данных (ПП ПД);

1.3 - каналы связи (КС);

1.4 - управляющий элемент распределенной системы управления (УЭРСУ), в составе:

1.4.1 - блок вычисления (БВ) целевых режимов работы ОП и БС;

1.4.2 - хранилище данных (ХД) о целевых режимах работы ОП и БС;

2 - боевые средства (БС).

Управляющая подсистема 1.1, подсистема приема и передачи данных 1.2, каналы связи 1.3 и боевые средства 2 могут быть реализованы так же, как реализованы аналогичные блоки прототипа. При этом каналы связи 1.3 разделены на основные и резервные.

ХД о целевых режимах работы ОП и БС 1.4.2 может быть реализовано в виде известной системы управления базами данных (Д. Артемов. Microsoft SQL Server 2000: профессионалы для профессионалов. - М.: Русская редакция, 512 с.).

БВ целевых режимов работы ОП и БС 1.4.1 может быть реализован в виде ПЭВМ (Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. М.: Финансы и статистика, 1992, С.17) с встроенными алгоритмами вычисления каждого типа режима работы. К примеру, для осуществления целераспределения возможно использование известного способа (патент РФ №2419140, МПК G06F 17/00, опубл. 20.05.2011), для вычисления координат радиолокационных средств - известного алгоритма (Моисеев, А.И. Подход к решению задачи оптимального распределения средств наблюдения системы освещения обстановки. / А.И.Моисеев // Морская радиоэлектроника. - СПб.: Судостроение. - 2009. - №4. С.64-66), для управления процессом передачи информации - известного способа маршрутизации (патент РФ №2431945, МПК⁸ H04W 40/00, опубл. 20.10.2011).

Предложенный ОП позволяет построить распределенную систему управления БС (см. фиг.3), управление которой реализуется предложенным способом.

Каждый ОП 1 в составе распределенной системы работает следующим образом. Первоначально и далее вся информация о режимах работы управляющей подсистемы 1.1, подсистемы приема и передачи данных 1.2, каналов связи 1.3 и БС 2 собирается в ХД 1.4.2. Затем каждый ОП 1 производит рассылку собранной информации о режимах работы остальным ОП 1 по каналам связи 1.3. После этого каждый ОП 1 производит прием информации о режимах работы от остальных ОП 1 по каналам связи 1.3. После сбора информации о режимах работы всех ОП 1 БВ целевых режимов работы ОП и БС 1.4.1 каждого ОП 1 загружает данную информацию и запускает на выполнение программу расчета целевых режимов работы всех ОП 1 и БС 2. После завершения выполнения программы БВ целевых режимов работы ОП и БС 1.4.1 каждого ОП 1 выгружает полученные результаты в ХД 1.4.2. Из полученных результатов каждый ОП 1 производит выборку результатов, относящихся к своим режимам работы и режимам работы подчиненных ему БС. После этого, используя полученные результаты, каждый ОП 1 изменяет свои режимы работы, а также рассылает управляющие сообщения подчиненным ему БС 2. В случае поступления в ХД 1.4.2 измененных данных о режимах работы процесс вычисления и рассылки целевых режимов работы ОП 1 и БС 2 запускается вновь.

Если в ХД 1.4.2_i (где i=1…N) поступает информация о том, что какое-либо БС 2_k (где k=1…N, k≠i) не взаимодействует с ОП 1_k, то взаимодействие с БС 2_k и управление соответственно восстанавливаются следующим образом: информация о потере управления рассылается i-тым ОП 1 остальным ОП 1, затем среди ОП 1, имеющих резервные каналы связи с БС 2_k, происходит диалог, в ходе которого выбирается ОП 1y (где y=1…N, y≠i, k), который берет на себя управление БС 2_k.

Описанный выше диалог между ОП 1 реализуется с исключением ложной потери управления БС 2 и обеспечением единоначалия в управлении БС 2. При этом выбор ОП 1, которому передается управление, может осуществляться, например, по следующим критериям:

1) наиболее свободный ОП 1;

2) ОП 1, имеющий каналы связи с большей пропускной способностью.

Введение в известное устройство управляющего элемента распределенной системы управления, состоящего из БВ целевых режимов работы ОП и БС 1.4.1, ХД о режимах работы ОП и БС 1.4.2, позволяет реализовать предлагаемый способ распределенного автоматизированного управления.

Таким образом, за счет реализации распределенного автоматизированного управления с помощью операционных пунктов, исключения центрального управляющего элемента, применения процедуры восстановления управления над боевыми средствами, исключения промежуточных звеньев управления и непосредственного управления с помощью операционных пунктов подчиненными боевыми средствами повышается устойчивость, оперативность, непрерывность и скрытность управления боевыми средствами.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами. Техническим результатом является повышение устойчивости, оперативности, непрерывности и скрытности управления боевыми средствами. Способ содержит этапы, на которых каждый операционный пункт принимает и рассылает данные о режимах работы операционных пунктов и боевых средств, затем каждый операционный пункт запускает процедуру вычисления целевых режимов работы всех операционных пунктов и боевых средств, изменяет свои режимы работы и режимы работы подчиненных боевых средств, в случае изменения режимов работы операционных пунктов или боевых средств на каждом операционном пункте возобновляется последовательное выполнение предыдущих операций рассылки и вычисления целевых режимов работы всех операционных пунктов и боевых средств, в случае отсутствия взаимодействия какого-либо операционного пункта с подчиненными ему боевыми средствами происходит передача управления данными боевыми средствами другому операционному пункту, имеющему резервные каналы связи с данными боевыми средствами. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ распределенного автоматизированного управления боевыми средствами, заключающийся в том, что вводят информацию в операционные пункты, распределенно обрабатывают ее в операционных пунктах, причем количество операционных пунктов является произвольным, отличающийся тем, что к основным каналам связи операционных пунктов распределенной системы управления подключают взаимодействующие операционные пункты и подчиненные боевые средства, а к резервным каналам связи операционных пунктов подключают взаимодействующие боевые средства, на каждом операционном пункте принимают от подчиненных боевых средств данные об их режимах работы, затем на каждом операционном пункте производят рассылку данных о своих режимах работы и о режимах работы подчиненных боевых средств всем остальным операционным пунктам, принимают от остальных операционных пунктов данные об их режимах работы и о режимах работы подчиненных им боевых средств, затем на каждом операционном пункте запускают процедуру вычисления целевых режимов работы всех операционных пунктов и всех боевых средств, сохраняют в своей базе данных результаты вычисления, выделяют из результатов вычисления свои целевые режимы работы и целевые режимы работы подчиненных ему боевых средств, на основании выделенных целевых режимов работы изменяют свои режимы работы и режимы работы подчиненных ему боевых средств, затем контролируют свои режимы работы и режимы работы подчиненных ему боевых средств, а также поступление измененных данных о режимах работы остальных операционных пунктов и подчиненных им боевых средств, в случае приема измененных данных о режимах работы остальных операционных пунктов и подчиненных им боевых средств или в случае изменения своих режимов работы, а также режимов работы подчиненных ему боевых средств на каждом операционном пункте возобновляют последовательное выполнение операций: рассылают данные о своих режимах работы и о режимах работы подчиненных боевых средств всем остальным операционным пунктам; вычисляют целевые режимы работ всех операционных пунктов и всех боевых средств; сохраняют в своей базе данных результаты вычисления; выделяют из результатов вычисления свои целевые режимы работ и целевые режимы работ подчиненных боевых средств; изменяют свои режимы работ и режимы работ подчиненных ему боевых средств; контролируют свои режимы работ и режимы работ подчиненных ему боевых средств, а в случае отсутствия взаимодействия какого-либо операционного пункта с подчиненными ему боевыми средствами имеющиеся в системе операционные пункты организуют диалог, в ходе которого из числа имеющихся операционных пунктов выбирают операционный пункт, которому передают в подчинение данные боевые средства.

2. Операционный пункт, состоящий из соединенных между собой управляющей подсистемы, подсистемы приема и передачи данных, каналов связи, отличающийся тем, что дополнительно введен управляющий элемент распределенной системы управления, состоящий из блока вычисления целевых режимов работы операционных пунктов и боевых средств и хранилища данных о целевых режимах работы операционных пунктов и боевых средств, присоединенный с помощью средств приема и передачи данных и каналов связи, при этом к основным каналам связи операционного пункта подключены взаимодействующие операционные пункты и подчиненные боевые средства, а к резервным каналам связи подключены взаимодействующие боевые средства.