Изобретение относится к объектам военного назначения, а именно к средствам автоматизации систем управления силами и средствами воздушно-космической обороны (ВКО), и может быть использовано для автоматизированного и автоматического управления силами и средствами ВКО.
Широко известны средства автоматизации систем управления войсками (силами) и средствами противовоздушной обороны. Известны также средства автоматизации систем управления войсками (силами) и средствами ракетно-космической обороны.
Комплекс средств автоматизации (КСА) системы управления силами и средствами (СУСС) ВКО предназначен для автоматизации процессов сбора данных об обстановке, обработки и отображения этих данных в целях выдачи рекомендаций должностным лицам органов управления СУСС ВКО при выработке ими решений по управлению силами и средствами или выдачи готовых решений в систему автоматического управления силами и средствами (противоракетами, противоспутниками и др.) и доведения в соответствии с принятыми решениями задач и управляющих воздействий до управляемых объектов. КСА СУСС ВКО реализует информационную технологию выполнения задач по обработке информации и управлению в интересах эффективного функционирования управляемых объектов КСА обеспечивает функционирование объектов управления путем автоматизированного и автоматического выполнения функций управления. Степень автоматизации функций управления определяется необходимостью и возможностями формализации процесса управления.
Системы управления силами и средствами, применяемые в войсках ВКО, в сравнении с другими системами военного назначения, имеют ряд характерных особенностей:
большое количество многофункциональных управляемых объектов (или совокупности управляемых подсистем) различной природы, сложности и широкого назначения, что порождает в свою очередь интенсивные потоки информации, разнообразной и неоднородной по составу, назначению, способу кодирования и т.д.;
высокое быстродействие систем управления (особенно тактического уровня управления), обусловленное характером действий сил и средств ВКО при отражении внезапных, массированных ударов противника в сложных условиях обстановки;
функционирование систем в больших пространственных масштабах и в реальном масштабе времени, что обусловлено необходимостью подчинения темпа выполнения соответствующих функций системы реальному процессу, происходящему вне системы управления;
одновременное решение множества задач в достаточно большом пространственном объеме (наведение противоракет, противоспутников, прием и обработка радиолокационной, оптической информации и т.д.);
принятие решений командирами всех степеней в ограниченные сроки и при недостаточной информации об обстановке, что требует высокой профессиональной подготовки, умений и навыков оперативного состава системы управления в принятии решения с высокой степенью ответственности и риска;
высокие требования к функционированию подсистемы передачи данных в контуре управления в условиях значительного количества внешних и внутренних источников информации, различной достоверности и точности информации от различных источников, специфических особенностей типов сообщений от различных источников и параметров помех в каналах связи;
большое количество дестабилизирующих факторов, которые могут воздействовать на систему управления и ее элементы в процессе функционирования (электрические, климатические и механические воздействия, возникающие в процессе функционирования системы, специфические факторы условий применения системы и др.).
Наиболее характерными особенностями деятельности человека-оператора в СУСС ВКО являются следующие:
управление большим числом разнотипных объектов, что усложняет оценку их состояний, организацию контроля и управления объектами, а следовательно, предъявляет жесткие требования к уровню квалификации и подготовки оператора;
большое удаление от управляемых объектов и невозможность восприятия их состояния непосредственно;
высокие требования к быстродействию и надежности работы, связанные с быстрым протеканием управляемых процессов;
высокая степень ответственности за совершаемые действия;
постоянная готовность к экстренным действиям.
В силу наличия особенностей систем управления силами и средствами, применяемых в войсках ВКО, в сравнении с другими системами военного назначения, и характерными особенностями деятельности человека-оператора в системе управления силами и средствами ВКО, существующие системы управления силами и средствами ВКО не удовлетворяют современным требованиям по оперативности, устойчивости и уровню автоматизации управления и не обеспечивают качественное выполнение возлагаемых на нее задач, что вызывает необходимость ее дальнейшего совершенствования и развития.
Наиболее близким по технической сущности комплексом средств автоматизации системы управления силами и средствами является комплекс, описанный в патенте РФ №2391619, 10 июня 2010 «Комплекс средств автоматизации системы управления боевыми средствами» [1], содержащий каналы связи, управляющую подсистему, управляемую подсистему и подсистему информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором и экстраполятором и обеспечивающий на основе распознавания ситуации выдачу боевому расчету из базы данных варианта готового решения в соответствии со сложившейся ситуацией.
Состав комплекса средств автоматизации и связи между его элементами представлены на рисунке (см. фиг.1), где:
1 - управляющая подсистема, содержащая:
1.1 - средства отображения информации и ввода данных, в составе:
1.1.1 - устройства отображения информации, в составе:
1.1.1.1 - экраны;
1.1.1.2 - табло;
1.1.1.3 - индикаторы;
1.1.2 - автоматизированные рабочие места (АРМ), в составе:
1.1.2.1 - АРМ 1;
1.1.2.2 - АРМ 2;
1.1.2.3 - АРМ 3;
1.1.3 - средства сбора, обработки, хранения и выдачи данных, в составе:
1.1.3.1 - вычислительный комплекс (ЭВМ);
1.1.3.2 - аппаратура контроля и эксплуатации;
1.1.4 - средства энергоснабжения;
2 - подсистема приема и передачи данных;
3 - каналы связи;
4 - управляемая подсистема, содержащая:
4.1 - источники информации, в составе:
4.1.1 - РЛС обнаружения;
4.1.2 - средства опознавания;
4.1.3 - радиопеленгаторы;
4.2 - боевые средства;
5 - подсистема информационной поддержки принятия решения, в составе, представленном на рисунке (см. фиг.2).
Состав подсистемы информационной поддержки принятия решения и связи между ее элементами приведены на рисунке (см. фиг.2), где:
5.1 - объект управления;
5.2 - анализатор;
5.3 - классификатор;
5.4 - коррелятор с совокупностью логико-трансформационных правил (ЛТП);
5.5 - экстраполятор.
Целью настоящего изобретения является повышение уровня автоматизации и интеллектуализации функций управления и обеспечение оперативности и устойчивости управления на этапе принятия решения, обусловленных характером сил и средств ВКО при отражении внезапных массированных ударов противника в сложных условиях обстановки.
Поставленная задача решается путем включения в состав комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения.
Сущность изобретения заключается в том, что известный комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны, содержащий каналы связи, управляющую подсистему, содержащую средства отображения информации и ввода данных с устройствами отображения информации, автоматизированными рабочими местами, средствами сбора, обработки, хранения и выдачи данных и средства энергоснабжения, подсистему приема и передачи данных, управляемую подсистему, содержащую радиолокационную станцию обнаружения, средства опознавания и радиопеленгаторы, и подсистему информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором и экстраполятором, дополнительно вместо подсистемы информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором и экстраполятором снабжен интеллектуальной подсистемой информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором, экстраполятором и экспертной системой, содержащей базу знаний и блок логического вывода, при этом все подсистемы комплекса соединены между собой с помощью средств приема и передачи данных и каналов связи.
Состав предлагаемого комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами и связи между его элементами приведены на рисунке (см. фиг.3), где:
1 - управляющая подсистема, содержащая:
1.1 - средства отображения информации и ввода данных, в составе:
1.1.1 - устройства отображения информации, в составе:
1.1.1.1 - экраны;
1.1.1.2 - табло;
1.1.1.3 - индикаторы;
1.1.2 - автоматизированные рабочие места (АРМ), в составе:
1.1.2.1 - АРМ 1;
1.1.2.2 - АРМ 2;
1.1.2.3 - АРМ 3;
1.1.3 - средства сбора, обработки, хранения и выдачи данных, в составе:
1.1.3.1 - вычислительный комплекс (ЭВМ);
1.1.3.2 - аппаратура контроля и эксплуатации;
1.1.4 - средства энергоснабжения;
2 - подсистема приема и передачи данных;
3 - каналы связи;
4 - управляемая подсистема, содержащая:
4.1 - источники информации, в составе:
4.1.1 - РЛС обнаружения;
4.1.2 - средства опознавания;
4.1.3 - радиопеленгаторы;
4.2 - специальные средства.
5 - Интеллектуальная подсистема информационной поддержки принятия решения, в составе, представленном на рисунке (см. фиг.4).
Отличительной особенностью заявляемого комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами воздушно-космической обороны является наличие интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения, содержащей анализатор, классификатор, коррелятор, экстраполятор и экспертную систему с базой знаний и блоком логического вывода, хранящую знания специалистов о предметной области, сведения об эвристических методах экспертов и порядке их использования и позволяющую на основе интеллектуального оценивания исходных данных, характеризующихся неполной, противоречивой, семантически насыщенной информацией, которая также может содержать помехи, с использованием эвристического алгоритма распознавания образов вырабатывать решение в соответствии со сложившейся ситуацией с помощью вычислительно эффективных логико-математических методов, базирующихся на использовании процедур анализа прецедентов, косвенных характеристик, логических и физических ограничений, контекстных и прочих знаний.
Состав интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения и связи между ее элементами приведены на рисунке (см. фиг.4), где:
5.1 - объект управления;
5.2 - анализатор;
5.3 - классификатор;
5.4 - коррелятор с совокупностью логико-трансформационных правил (ЛТП);
5.5 - экстраполятор;
5.6 - экспертная система с базой знаний и блоком логического вывода.
Краткое описание чертежей.
1. Фигура 1.
На фигуре 1 изображена структурно-функциональная схема известного комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны. На схеме приведены состав комплекса и связи его элементов между собой.
2. Фигура 2.
На фигуре 2 изображена структурно-функциональная схема известной подсистемы информационной поддержки принятия решения. На схеме приведены состав подсистемы и связи ее элементов между собой.
3. Фигура 3.
На фигуре 3 изображена структурно-функциональная схема предлагаемого комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами ВКО. На схеме приведены состав комплекса и связи его элементов между собой.
4. Фигура 4.
На фигуре 4 изображена структурно-функциональная схема интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения. На схеме приведены состав интеллектуальной подсистемы и связи ее элементов между собой.
Интеллектуальная подсистема информационной поддержки принятия решения работает следующим образом.
Описание текущей ситуации Sт={S1,S2,…,Sm}, сложившейся в объекте управления 5.1, поступает на вход Анализатора 5.2, задачей которого является определение уровня рассогласования Sт от заданных пределов и необходимости вмешательства КСА в процесс, протекающий в объекте управления. Если текущая ситуация не требует вмешательства, то Анализатор не передает ее на дальнейшую обработку. В противном случае описание текущей ситуации Sт поступает далее на вход Классификатора 5.3, где на основе априорно заложенной в него информации ситуация Sт относится к определенному классу К1, либо к нескольким классам, которым соответствует некоторое множество элементарных решений - управляющих воздействий {Uq}).
Далее Коррелятор 5.4 определяет траекторию обработки текущей ситуации Sт→Пi и формирует на основе хранимой в нем совокупности логико-трансформационных правил (ЛТП) или корреляционных правил, i-e решение.
В случае, когда вариантов решений, выработанных Коррелятором, несколько, то выбор лучшего из них или выработки нового решения производится Экстраполятором 5.5 совместно с Экспертной системой 5.6, имеющей в своем составе базу знаний и блок логического вывода, хранящую знания специалистов о предметной области, сведения об эвристических методах экспертов и порядке их использования и позволяющей на основе интеллектуального оценивания исходных данных, характеризующихся неполной, противоречивой, семантически насыщенной информации, которая также может содержать помехи, с использованием эвристического алгоритма распознавания образов вырабатывать решение в соответствии со сложившейся ситуацией с помощью вычислительно эффективных логико-математических методов, базирующихся на использовании процедур анализа прецедентов, косвенных характеристик, логических и физических ограничений, контекстных и прочих знаний.
Далее объект управления переводится в новое состояние Sн.
Современный уровень развития техники позволяет создать такой комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны.
По сравнению с прототипом заявляемое изобретение благодаря наличию интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения, использующей методы искусственного интеллекта, обладает следующими преимуществами:
повышает уровень интеллектуализации системы управления силами и средствами за счет перехода к использованию наряду с базой данных экспертной системы, имеющей в своем составе базу знаний, ориентированную на знания, и блок логического вывода;
повышает достоверность распознавания ситуаций за счет интеллектуального анализа исходных данных на основе применения эвристического алгоритма распознавания образов;
позволяет принимать решения на основе оценивания неполной, противоречивой, семантически насыщенной информации, которая также может содержать помехи, с помощью вычислительно эффективных логико-математических методов, базирующихся на использовании процедур анализа прецедентов, косвенных характеристик, логических и физических ограничений, контекстных и прочих знаний;
позволяет поэтапное наращивание и корректировку базы знаний в ходе учений и тренировок, а также по опыту реальной работы;
позволяет применение комплекса средств автоматизации системы управления силами и средствами в сложных условиях, требующих незамедлительного принятия решений.
Источник информации
1. Патент РФ на изобретение №2391619 «Комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами».
Патентообладатель: Московский военный институт радиоэлектроники Космических войск (RU)
Авторы: Кваша Владимир Сергеевич (RU), Усков Анатолий Федорович (RU).
Заявка №2008123197.
Приоритет изобретения 11 июня 2008 г.
Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10 июня 2008 г.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БОЕВЫМИ СРЕДСТВАМИ | 2015 |
|
RU2615805C2 |
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БОЕВЫМИ СРЕДСТВАМИ | 2008 |
|
RU2391619C2 |
Система автоматизации формирования и принятия управленческих решений по функционированию военно-строительного комплекса | 2020 |
|
RU2733067C1 |
Комплекс средств автоматизации системы управления войсками (силами) и оружием | 2021 |
|
RU2780557C1 |
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2016 |
|
RU2656841C2 |
СПОСОБ АДАПТИВНОГО ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2758870C2 |
Комплексная система мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов | 2020 |
|
RU2759757C1 |
Система поддержки принятия решений с модульной структурой для операторов судов двойного действия | 2019 |
|
RU2713077C1 |
Комбинированный комплекс физической защиты объектов, территорий и прилегающих акваторий с автоматизацией процессов охраны для сокращения численности людских ресурсов по его обслуживанию | 2021 |
|
RU2792588C1 |
Интегрированная система безопасности на основе автоматизированных функциональных систем и подсистем | 2022 |
|
RU2794559C1 |
Комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны содержит каналы связи, управляющую подсистему, подсистему приема и передачи данных, управляемую подсистему, подсистему информационной поддержки принятия решения, интеллектуальной подсистемы информационной поддержки принятия решения. Управляющая подсистема содержит средства отображения информации, автоматизированные рабочие места, средства сбора, обработки, хранения и выдачи данных, средства энергоснабжения. Управляемая подсистема содержит радиолокационную станцию обнаружения, средства опознавания, радиопеленгаторы. Подсистема информационной поддержки принятия решения содержит анализатор, классификатор, коррелятор, экстраполятор, экспертную систему с базой знаний и блоком логического вывода. Все подсистемы соединены между собой с помощью средств приема и передачи данных и каналов связи определенным образом. Обеспечивается оперативность и устойчивость управления на этапе принятия решения при отражении внезапных ударов противника. 4 ил.
Комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны, содержащий каналы связи; управляющую подсистему, содержащую средства отображения информации и ввода данных с устройствами отображения информации, автоматизированные рабочие места, средства сбора, обработки, хранения и выдачи данных и средства энергоснабжения; подсистему приема и передачи данных; управляемую подсистему, содержащую радиолокационную станцию обнаружения, средства опознавания и радиопеленгаторы, и подсистему информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором и экстраполятором, отличающийся тем, что он снабжен интеллектуальной подсистемой информационной поддержки принятия решения с анализатором, классификатором, коррелятором, экстраполятором и экспертной системой с базой знаний и блоком логического вывода, при этом анализатор выполнен с возможностью определения уровня рассогласования текущей ситуации от заданных пределов и необходимости вмешательства комплекса средств автоматизации, классификатор выполнен с возможностью на основе априорно заложенной в него информации относить ситуацию к определенному классу, либо к нескольким классам, которым соответствует некоторое множество элементарных решений - управляющих воздействий, коррелятор выполнен с возможностью определения траектории обработки текущей ситуации и формирования на основе хранимой в нем совокупности логико-трансформационных правил определенного решения, экстраполятор выполнен с возможностью выбора лучшего из вариантов решения, выработанных коррелятором, или выработки нового решения совместно с экспертной системой, имеющей в своем составе базу знаний и блок логического вывода, хранящую знания специалистов о предметной области, сведения об эвристических методах экспертов и порядке их использования и позволяющей на основе интеллектуального оценивания исходных данных, характеризующихся неполной, противоречивой, семантически насыщенной информацией, которая также может содержать помехи, с использованием эвристического алгоритма распознавания образов вырабатывать решение в соответствии со сложившейся ситуацией с помощью вычислительно эффективных логико-математических методов, базирующихся на использовании процедур анализа прецедентов, косвенных характеристик, логических и физических ограничений, контекстных и прочих знаний, при этом также все подсистемы соединены между собой с помощью средств приема и передачи данных и каналов связи.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БОЕВЫМИ СРЕДСТВАМИ | 2008 |
|
RU2391619C2 |
RU 2008103149 A, 10.08.2009 | |||
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫМИ СРЕДСТВАМИ ВОЕННЫХ ОБЪЕКТОВ | 2007 |
|
RU2342793C1 |
US 20120045013 A1, 23.02.2012 | |||
US 8347088 В2, 01.01.2013 |
Авторы
Даты
2015-08-20—Публикация
2014-03-11—Подача