Способ обработки информации, направленный на повышение эффективности боевых действий с разнородными группировками Российский патент 2018 года по МПК F41H13/00 G06F17/00 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для обработки входной информации для оценки эффективности применения разнородных боевых средств, ее преобразовании, выбора рациональной стратегии, оценки результатов боевого противоборства (победа, поражение, паритет), с определением своих потерь и нанесенного противнику ущерба при разнокалиберности боевых средств (БСр) противоборствующих группировок, может быть использовано командным составом Вооруженных Сил в процессе его обучения и переучивания, проведения командно-штабных учений и непосредственно для планирования групповых боевых действий (ГБД).

Техническим результатом заявки служит повышение оперативности и обработки дополнительной информации для выбора рациональной стратегии в боевых действиях (БД) разнородных группировок с целью достижения максимального результата их применения.

Известен способ [1-4], который раскрывает динамику боя и позволяет до его проведения назвать будущего победителя. Однако не известен способ ведения боевых действий против разнородных группировок с оценкой его результативности. В приведенных источниках, во-первых, не рассматриваются БД против стороны, состоящей из группировок, включающих разнородные боевые средства (БСр) с неодинаковыми характеристиками, поэтому не может быть приведен и выбор правильной стратегии групповых БД. Во-вторых, не определяется цена достигнутой победы и отсутствует количественная оценка собственных потерь. Третьим недостатком при ведении боя является существующее смещение акцентов в сторону соотношения количества БСр сторон, а не соотношения эффективности использования боевых возможностей этих средств, которое приводит к снижению общей боевой эффективности и даже к поражению стороны А при ГБД.

Известен способ [5], устраняющий эти недостатки, который в полной мере учитывает специфику и оценивающий эффективность ведения ГБД i-x группировок показателем как произведение интенсивностей огневого воздействия i-x группировок

Доказано [5], что в групповых действиях из всех k группировок для первоначального уничтожения выбираются i-e группировки, которым присуще условие

В двухэтапных БД первоначальное уничтожение начинается с 1-й группировки, если существует неравенство

λ₁μ₁>λ₂μ₂,

в противном случае при λ₁μ₁<λ₂μ₂ уничтожение начинается со 2-й группировки.

Возникает вопрос: может ли на эффективность применения боевых средств, помимо разнородности, оказывать влияние других факторов, связанных с учетом:

1) «разнокалиберности», обусловленной разной мощностью заряда снаряда, разным калибром БСр, плотностью сосредоточения БСр противника?

2) одновременного учета разнородности (интенсивностей поражающего воздействия огня БСр и их разнокалиберности) для рациональной стратегии в БД?

3) мнемонического правила, типа формулы (1), выбрать рациональную стратегию, которая бы учитывала оба фактора разнородности, не прибегая к сложным формульным зависимостям?

Имеются патенты [6-10] по решению других задач в БД разнородных группировок и [11-14], направленные на создание аппаратуры приема и реализации целеуказания, которые не устраняют выявленные недостатки и не решают сформулированную авторами задачу.

Поэтому возникает потребность в разработке такого способа, который позволил бы устранить отмеченные недостатки.

1. Согласно изобретению технический результат, направленный на повышение эффективности боевых действий с разнородными группировками, включающий использование исходных данных (характеристик) своих боевых средств и средств каждой группировки противника, их запоминании, отличающийся тем, что дополнительно учитывают сведения о факторе «разнокалиберности» боевых средств сторон, моделируют динамику боевых действий с учетом дополнительной информации о «разнокалиберности» БСр сторон и выбранной стратегии, вычисляют остатки своих боевых средств и средств противника и направляют используемую и вычисленную информацию на блок отображения, по которой судят о возможных результатах проводимого боя.

2. Способ по п. 1, предусматривающий первоочередное нанесение удара по i-й группировке противника, обусловленный критерием рационального выбора стратегии стороной А, благодаря максимальному значению произведения

в котором

μ_0i, λ_i - интенсивности огневого воздействия соответственно стороны А по i-й группировке противника и противостоящей группировки В_i по боевым средствам стороны А;

k_0i, k_i - дополнительные к одиночным (при точечном поражении) количества одновременно уничтоженных боевых средств, обусловленные повышенной мощностью одного боевого заряда снаряда, повышенным калибром БСр, скученностью средств сторон, уничтоженных соответственно боевыми средствами стороны А и ответной группировкой В_i.

Сущность способа заключается в следующем. В двусторонних БД с разнородными группировками противостоящая сторона В включает две разнородные группировки B₁ и В₂. Показателями БСр стороны А до начала групповых БД будут:

М - первоначальное количество боевых средств;

μ₁=p_1Aƒ_1A, μ₂=p_2Aƒ_2A - интенсивности поражающего огня (ИПО) БСр, пропорциональные вероятностям поражения целей одним выстрелом р_1A, р_2A и скорострельностям БСр ƒ_1A, ƒ_2A осуществляемые стороной А по БСр группировок B₁ и В₂.

В процессе ГБД (t>0) убывающая величина М в момент времени t обозначается m(t).

Группировки B₁ и В₂ имеют аналогичные показатели: N₁, λ₁=p₁ƒ₁, n₁(t) и N₂, λ₂=p₂ƒ₂, n₂(t) ведения БД по БСр стороны А.

Стратегии планирования групповых боевых действий (ГБД) и их классификация. Рассмотрим следующие стратегии ведения ГБД:

а) стратегия S₀ одноэтапных групповых действий (ОГД), когда сторона А выбирает такое оптимальное относительное число r₁, что по группировке B₁ ведутся БД частью r₁m(t) своих БСр, а по группировке В₂ другой частью r₂m(t), где r₁+r₂=1. ГБД осуществляются до полного уничтожения обеих группировок (победы);

б) стратегия двухэтапных ГБД, при которых сторона А на первом этапе, выбирая стратегию S₁₂, начинает всеми средствами уничтожать БСр группировки B₁(r₁=1) или другую стратегию S₂₁, когда уничтожение начинается с группировки В₂(r₂=1), и всеми средствами ведет БД до ее полного уничтожения, на втором этапе оставшимися боевыми средствами уничтожается другая группировка В₂(r₂=1) или B₁(r₁=1).

Рациональное ведение ГБД приводит не только к победе над противником, но и к минимизации своих потерь. Нерациональный выбор стратегии стороной А ведет не только к ее поражению, но и минимальному уничтожению БСр стороны В.

Дифференциальные уравнения ГБД с учетом разнокалиберности. При стратегии S₀ БД одновременно ведутся с группировками B₁ В₂. Представим дифференциальные уравнения изменения количества БСр при наличии информации у сторон о координатах БСр в следующем виде:

В формулах (1a) - (1г) введены:

k₀₁, k₀₂, - среднее количество уничтоженных в группировках B₁, В₂ дополнительных БСр противника одним орудием в одном выстреле стороной А;

k₁, k₂, - среднее количество уничтоженных дополнительных БСр противника одним орудием в одном выстреле группировками В₁ В₂.

Для перехода от стратегии S₀ к стратегии S₁₂ в БД в формулах (1а) - (1г) необходимо на первом этапе заменить n₂(t) на N₂ и положить r₁=1. На втором этапе при победе стороны А следует положить n₁(t_∞)=0, r₁=0.

Для перехода от стратегии S₀ к стратегии S₂₁ в БД в формулах (1а) - (1г) необходимо на первом этапе заменить n₁(t) на N₁ и положить r₁=0. На втором этапе при победе стороны А следует положить n₂(t_∞)=0, r₁=1.

Отличие формул (1а) - (1г) от формул (1а), (1б), приведенных в прототипе [5], заключается в наличии дополнительных факторов разнородности k₀₁, k₀₂, k₁, k₂, суть которых изложена в [3, стр. 193].

В таблице 1 приведены результаты вычислительного моделирования БД стороны А с однородными и с разнородными группировками В₁, В₂ для различных ситуаций.

Ситуация 1. Группировки однородны по ИОВ μ₁=λ₁=μ₂=λ₂=0.13 и разнородны по фактору разнокалиберности k₀₁=k₁=0.5>k₀₂=k₂=0.3. до начала БД (t=0), когда

m(t=0)/М=n₁(t=0)/N₁=n₂(t=0)/N₂=1 и μ₁=λ₁=μ₂=λ₂=0.13. Проводя операции, аналогичные [5], получаем критерий максимизации результатов БД для стороны А, аналогичный формуле (1)

Из приведенной формулы (2) по аналогии с формулой (1) следует аналогичный вывод по учету фактора разнородности типа «разнокалиберность»: с целью получения дополнительного положительного эффекта в БД с разнокалиберными для первоначального уничтожения БСр выбирается i-я группировка, которой присуще условие (2).

В двухэтапных БД первоначальное уничтожение начинается с 1-й группировки, если существует неравенство

в противном случае, при (1+k₀₁)*(1+k₁)<(1+k₀₂)*(1+k₂), уничтожение начинается со 2-й группировки.

Применительно к исходным данным табл. 1 (см. строки 2-4, ст. 4, 5, 7, 9, 10, 11) и реализации уравнения (2а)

получаем следующие неравенства по остаткам БСр (см. ст. 12, 13) после победы стороны А

M_∞(S₁₂)=32>M_∞(S₀)=31>M_∞(S₀)=27.

Предпочтительность стратегий по эффективности БД для стороны А располагается следующим образом:

S₁₂>S₀>S₂₁.

Ситуация 2. Изменим первую ситуацию, включив разнородность не только по «разнокалиберности», но и по фактору, оцениваемому произведением интенсивностей огневого воздействия ИОВ (стр. 5-7, ст. 10, 11). Формула (2а) для этого случая приобретет вид

Применительно к исходным данным табл. 1 (см. строки 5-7, ст. 4, 5, 7, 9, 10, 11) и конкретизации формулы (3а)

получаем следующие неравенства по остаткам БСр (см. ст. 12, 13) после победы стороны А

M_∞(S₁₂)=41>M_∞(S₂₁)=30>M_∞(S₀)=29.

Предпочтительность стратегий по эффективности БД для стороны А располагается следующим образом:

S₁₂>S₂₁>S₀.

Ситуация 3. Изменим вторую ситуацию, уменьшив первоначальное число БСр стороны А с 60 единиц до 50 в условиях либо их дефицита, либо дефицита времени их доставки. Столбцы 12, 13 табл. 1 показывают, что только единственно правильная стратегия S₁₂ обеспечивает победу стороне А с результатом М_∞=18.

Ситуация 4. В условиях однородности БСр по ИОВ μ₁=λ₁=μ₂=λ₂=0.13 и их равенства М=N₁+N₂=50 только учет разнородности, хотя бы по одной группировке противника, например B₁, приводит к победе стороны А по всем стратегиям по сравнению с ситуацией 3. Однако рациональной стратегией по-прежнему является S₁₂, т.к. M_∞(S₁₂)=20>M_∞(S₀)=18>М_∞(S₂₁)=11.

Итак, наличие 3-го фактора разнородности (наравне с разнородностью БСр по интенсивности огневого воздействия (ИОВ) и неполнотой обеспечения сторон разведкой о координатах БСр противостоящих сторон, заявка №2015141256/20), обусловленного разной мощностью боевого заряда снаряда, разным калибром стволов БСр, а также разной сосредоточенностью БСр сторон, названного, для краткости, авторами «разнокалиберностью» вызывает острую необходимость его учета, обусловленного:

1) одинаковостью по форме критериев (1) и (2) первоочередного уничтожения, группировки В_i, которая может принести либо стороне А наибольший ущерб, либо которой сторона А может принести наибольший ущерб (табл. 1, стр. 2-4, ст. 12, 13) в соответствии с неравенством (2б), т.к. стратегия S₁₂ предусматривает на первом этапе уничтожение группировки В₁ а на втором - В₂;

2) значительным увеличением эффекта от применения рациональной стратегии S₁₂ при одновременном наложении двух факторов разнородности, зависимых от ИОВ и от «разнокалиберности» (стр. 5-7, ст. 12, 13). Остаток БСр стороны А по сравнению с первой ситуацией возрос с M_∞(S₁₂)=32 до M_∞(S₁₂)=41 во второй ситуации;

3) единственной возможностью нанесения противнику поражения стороной А при уменьшении ее численности БСр с 60 до 50 (ситуация 3). Любое отклонение от рациональной стратегии S₁₂ приводит сторону А к поражению (табл. 1, стр. 8, 9, 10, ст. 12, 13);

4) ситуацией однородности БСр по ИОВ μ₁=λ₁=μ₂=λ₂=0.13 и их равенства М=N₁+N₂=50 у сторон, только учет разнородности, хотя бы по одной группировке противника, например В₁, приводит к победе стороны А по всем стратегиям по сравнению с ситуацией 3. Однако рациональной стратегией по-прежнему является S₁₂, т.к. M_∞(S₁₂)=20>M_∞(S₀)=18>M_∞(S₂₁)=11.

Следует отметить положительный технический результат использования предложенного подхода в боевых действиях благодаря тому, что эффект достигается не привлечением дополнительных БСр или разработкой новых, а учетом боевых характеристик средств группировок при выборе рациональной стратегии их применения.

Реализация предложенного способа на первом этапе возможна в виде аппаратно-программного комплекса на ПЭВМ или в АСУ военного назначения, а на втором - в виде автономного устройства.

Источники информации

1. Жиров А.Ю. Военно-прикладная математика. Вероятностные основы оценки эффективности боевых и обеспечивающих действий авиации. - Монино: ВВА им. Ю.А. Гагарина, 2004. С. 80-118.

2. Иванов П.И. и др. Основы и применение методов прикладной математики в военном деле. - Монино: ВВА им. Ю.А. Гагарина, 1991. С. 186-224.

3. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций. - М.: Сов. Радио, 1964, 391 с.

4. Абчук В.А., Матвейчук Ф.А., Томашевский Л.П. Уравнения динамики боя / Справочник по исследованию операций. - М.: Военное изд-во министерства Обороны СССР, 1979, с. 322-325.

5. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство целераспределения по групповым объектам. Патент №2419140, G06F 17/00, G01S 5/04, F41G 7/00, F41G 7/34.

6. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство выбора стратегии целераспределения по групповым объектам. Патент №2469386, G06F 17/00.

7. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство выбора стратегии в боевых действиях разнородных группировок. Патент №2467382.

8. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство оценки влияния запаздывания ввода резерва в боевых действиях разнородных группировок. Патент №2496084, G06F 17/00.

9. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство оценки влияния ложных боевых средств в боевых действиях разнородных группировок. Патент №2547637.

10. Черноскутов А.И., Спренгель А.В., Ситкевич А.В. Способ и устройство обработки информации для выбора рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок. Заявка №2015141256, по которой принято решение о выдаче патента.

11. Пархоменко О.Л. (RU) и др. Аппаратура приема и реализации целеуказания, патент №2236666, F41G 7/00.

12. Даниленко А.И. (RU) и др. Многопозиционная система определения местоположения объектов, патент №2073380, G01S 5/00.

13. Космическая автоматизированная система контроля за подвижными объектами. (RU), патент №2284550, G01S 13/06.

14. Беляев Б.Г. (RU) и др. Способ обнаружения групповых объектов, патент №2157550, G01S 5/00.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для обработки входной информации о характеристиках разнородности боевых средств. Способ обработки информации для ведения боевых действий с разнородными группировками заключается в том, что исходные данные о значениях показателей своих боевых средств и средств каждой группировки противника запоминают, затем дополняют их информацией о факторе «разнокалиберности» боевых средств сторон, моделируют динамику боевых действий с учетом полноты информации о «разнокалиберности» боевых средств сторон и выбранной стратегии, вычисляют остатки своих боевых средств и средств противника и направляют используемую и вычисленную информацию на блок отображения, по которой судят о возможных результатах проводимого боя. Достигается повышение эффективности использования боевых средств. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки информации, направленный на повышение эффективности боевых действий с разнородными группировками, включающий использование исходных характеристик своих боевых средств и средств каждой группировки противника, их запоминании, отличающийся тем, что дополнительно учитывают сведения о факторе «разнокалиберности» боевых средств сторон, моделируют динамику боевых действий с учетом полноты информации о «разнокалиберности» боевых средств сторон и выбранной стратегии, вычисляют остатки своих боевых средств и средств противника и направляют используемую и вычисленную информацию на блок отображения, по которой судят о возможных результатах проводимого боя.

2. Способ по п. 1, предусматривающий первоочередное нанесение удара по i-й группировке противника, обусловленный критерием рационального выбора стратегии стороной А, благодаря максимальному значению произведения

, в котором

μ_0i, λ_i - интенсивности огневого воздействия соответственно стороны А по i-й группировке противника и противостоящей группировки B_i по боевым средствам стороны А;

k_0i, k_i - дополнительные к прицельным количества уничтоженных боевых средств соперников, обусловленные повышенной мощностью боевого заряда снаряда, повышенным калибром боевых средств, их скученностью, уничтоженных соответственно боевыми средствами стороны А и ответной группировкой B_i.