СПОСОБ ВЫБОРА ЭФФЕКТИВНОЙ СТРАТЕГИИ В БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЯХ РАЗНОРОДНЫХ ГРУППИРОВОК Российский патент 2019 года по МПК G06N7/06 G06F17/50 G06Q10/06 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для обработки входной информации о характеристиках боевых средств противоборствующих сторон, ее преобразовании, выбора эффективной стратегии, оценки результатов боевого противоборства (победа, поражение, паритет), с определением своих потерь и нанесенного противнику ущерба при любой полноте разведки о координатах боевых средств 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 (БД) разнородных группировок.

Известен способ [1-5], который раскрывает динамику боя и позволяет до его проведения назвать будущего победителя. Однако не известен способ ведения боя против разнородных группировок с оценкой его результативности. В приведенных источниках, во-первых, не рассматривается бой против стороны, состоящей из разнородных группировок. Во-вторых, не оценивается цена достигнутой победы, отсутствует количественная оценка нанесения максимального ущерба противнику при поражении от него. Третьим недостатком является существующее смещение акцентов в сторону отношения количества БСр сторон, без учета разнородности группировок и способа выбора рациональных стратегий уничтожения группировок.

Технический результат заключается в реализации обеспечения двухэтапного моделирования одновременного боя с группировками противника с учетом разнородности характеристик боевых средств группировок, позволяющий повысить эффективность уничтожения боевых средств противника.

Ранее [6-10] авторы рассмотрели групповые БД с учетом разнородности по интенсивности огневого поражения, разнородности по обеспечению противоборствующих сторон разведкой о координатах БСр группировок, влияющих на выбор рациональных стратегий и еще один вид разнородности, связанный с возможностью поражения в одном выстреле дополнительно соседних БСр. В отличие от известных способов повышение боевой эффективности (результативности) группового боя (ГБ) осуществляется за счет:

- учета разнородности БСр противостоящих сторон;

- выбора рациональной стратегии ведения ГБ;

- оценки результатов предстоящего боя до его проведения.

Почти все подходы ведут к дополнительному сохранению своих БСр по результатам БД стороной А, основываясь на выборе рациональной стратегии. В том случае, если выбор рациональной стратегии не дает приемлемого результата, необходима разработка новой, более эффективной стратегии, приемлемой для разных видов обеспечения сторон разведкой о координатах БСр неприятеля.

Согласно изобретению указанная задача решается за счет способа, по которому исходные данные значений показателей своих боевых средств и средств каждой из группировок противника записывают в блок памяти, отличающегося тем, что исходные данные дополняют информацией о потоках интенсивностей огневого поражения группировок противника, каждый из которых равен произведению числа боевых средств в группировке на интенсивность огневого поражения, вычисляют относительные вклады потоков интенсивностей огня каждой группировки противника и осуществляют первый этап моделирования одновременного боя с группировками противника с распределением потока своего воздействия пропорционально относительным вкладам потоков интенсивностей огня каждой группировки противника до наступления времени, при котором значения коэффициентов боевого превосходства по каждой группировке противника становятся равными, и осуществляют второй этап моделирования до окончательного уничтожения остатков боевых средств группировок противника с фиксацией оставшихся своих боевых средств и уничтоженных средств противника.

Пусть исходные данные группировки А и противостоящие ей группировки B₁ и В₂ представлены табл. 1. В столбцах 1-4 таблицы 1 показаны исходные данные показателей БСр противоборствующих группировок. Из столбца 5 видно, что группировки обладают первым видом разнородности [6-10], т.к. произведения интенсивностей огневого поражения П₁ и П₂ БСр сторон

не равны друг другу. Вторым видом разнородности является различное обеспечение разведкой о координатах БСр противостоящих сторон, рассмотренных в четырех возможных сценариях БД.

В 6-м столбце показаны начальные значения коэффициентов боевого превосходства k₁(0)=2.17 и k₂(0)=3.71 при t=0, из которых видно, что сторона А обладает наибольшим боевым превосходством над группировкой В₂ по сравнению с группировкой В₁.

Выбор последовательности ведения группового боя (ГБ) с математической точки зрения равносилен обоснованию стратегии боя. В литературе [6-10] рассмотрены следующие стратегии ГБ:

• Стратегия S₀{A;B₁∩B₂} одноэтапного группового боя (ОГБ), когда сторона А частью r₁M своих боевых средств ведет бой с группировкой В₁ а оставшейся частью (1-r₁)М БСр - с группировкой В₂. Бой ведется до полного и одновременного уничтожения обеих группировок.

• Стратегия S₁₂{A; В₁ В₂} или S₂₁{A; B₂, B₁} двухэтапного группового боя (ДГБ), при которой сторона А на 1-м этапе выбирает одну из группировок (B₁ или В₂) и всеми средствами ведет бой до ее полного уничтожения, на втором этапе производит уничтожение другой группировки (В₂ или B₁). Отметим, что группировка противника, по которой на первом этапе сторона А не ведет огонь, осуществляет поражение БСр стороны А.

Под рациональной стратегией понимается стратегия, выбор которой приводит к максимальному уничтожению БСр противостоящей стороны.

Динамика одноэтапного ГБ при отсутствии у сторон информации о координатах БСр описывается дифференциальными уравнениями (1.1)-(1.5), в которых

(1.1) - изменение остатков БСр стороны А;

(1.2) - изменение остатков БСр группировки В₁

(1.3) - изменение остатков БСр группировки В₂;

(1.4) - начальные условия для ведения ГБ;

(1.5) - текущие значения БСр при ведении ГБ;

- интенсивности поражающих выстрелов БСр группировки B_i (λ_i) и стороны А (μ_i) по группировке B_i;

0≤t≤t_∞ - время протекания одноэтапного боя;

t_∞ - окончание этапа БД;

r₁, (0≤r₁≤1) - относительная величина, пропорциональная количеству

БСр r₁*m[t], выделенных стороной А на уничтожение группировки В₁ см.

(1.2);

(1-r₁), (1≥1-r₁≥0) - относительная величина, пропорциональная количеству БСр (1-r₁*m(t)), выделенных стороной А на уничтожение группировки В₂, см. (1.3);

m(t)/M - сомножитель, дополняющий уравнение (1.1) при отсутствии разведки о координатах БСр группировки А у стороны В;

n₁(t)/N₁ - сомножитель, дополняющий уравнение (1.2) при отсутствии разведки о координатах БСр группировки B₁ у стороны А;

n₂(t)/N₂ - сомножитель, дополняющий уравнение (1.3) при отсутствии разведки о координатах БСр группировки В₂ у стороны А.

Решение уравнений (1) для любого момента t_i, удобно получить с помощью программного комплекса Mathematica при различных исходных данных. В модели приняты исходные данные, представленные таблицей 1, близкие к примеру, приведенному в [1].

Выходными результатами ГБ служат:

• остатки БСр у стороны А М_∞=m(t_∞) и у стороны В N_∞=n_l(t_∞)+n₂(t_∞) после завершения БД, приведенные в таблице 2, (4-й столбец);

• графики динамики изменения БСр в процессе ГБ, фиг. 1-3.

Аргументами, влияющими на результаты ГБ, являются:

• стратегии: S₀, S₁₂ и S₂₁;

• отсутствие (-), наличие (+) у группировок сторон разведданных о координатах БСр неприятеля.

Проанализируем влияние выбора стратегий, применяемых стороной А, при различных сценариях обеспечения разведданными группировок сторон А и В на результаты ГБ путем решения уравнений (1), приведенных в табл. 2, ст. 4.

Анализ столбца 4 табл. 2 позволяет сделать следующие выводы:

■ сценарии 1 и 2: наличие разведки у стороны А⁺ (строки 1-4, 5-8) создает ей возможность победить неприятеля при любой стратегии. Однако выбор нерациональной стратегии S₂₁ (табл. 2, стр. 2,3; 6,7) по сравнению с выбором рациональной стратегии S₁₂ приводит к дополнительным потерям БСр стороны А на 19% (см. формулы (2.1)-(2.4))

■ сценарий 3: при обоюдном отсутствии разведки у сторон А и В (стр. 9-12) выбор нерациональной стратегии S₂₁ (табл. 2, стр. 10) по сравнению с выбором рациональной стратегии S₁₂ (табл. 2, стр. 12), в отличии от сценариев 1 и 2, приводит к поражению стороны А: М_∞(S₂₁, А^-,В^-)=0, N_∞(S₂₁, А^-,В^-)=23;

■ сценарий 4: при отсутствии разведки у стороны А и наличии у стороны В (стр. 13-16) приводит к поражению стороны А при выборе ей любой стратегии.

Анализ результатов стратегий, приведенных в сценариях 3 и, особенно, 4 показывает проигрыш стороны А, что приводит к необходимости проведения мероприятий по отысканию новых возможностей, в частности разработки новой стратегии, которая будет эффективней по сравнению с уже известными.

Предлагаемая авторами стратегия двухэтапного ГБ должна привести, во-первых, к большему уничтожению числа БСр противника, во-вторых, к увеличению количества сохраненных своих БСр по сравнению с уже рассмотренными в [6-10] стратегиями.

Суть новой двухэтапной стратегии S₀₀ с более высоким уровнем боевой эффективности заключается в том, что на 1-м этапе сторона А ведет бой с группировками B₁ и В₂ не до их полного уничтожения, а до выравнивания коэффициентов боевого превосходства (КБП)

стороны А по отношению к группировкам B₁ и В₂ с фиксацией времени выравнивания t*, см. фиг. 1, 2. Исходные первоначальные значения КБП до начала боя показаны в табл. 1, столбец 6, и равны k₁(0)=2.17, k₂(0)=3.71. С течением боя значения КБП будут меняться от времени t k₁(t)>k₁(0), k₂(t)>k₂(0) и в некоторый момент времени t*, в точке пересечения (фиг. 2), приведут к равенству (3).

Значения КБП в зависимости от времени t боя запишутся в виде:

На 1-м этапе расчет относительных потоков интенсивностей огня по двум группировкам В₁ и В₂ произведем по формулам:

Завершение первого этапа эффективных БД осуществляется при наступлении равенства КБП k₁(t)=k₂(t)=k(t*), показанных на фиг. 2, при t=t*. Из графика видно, что k₁(t) представляет возрастающую функцию, которая при пересечении другой функции КБП k₂(t) в точке t=t* становится ей равной. Поэтому определяя t*, можно воспользоваться ситуацией, когда при t<t* наблюдается соотношение k₁(t)<k₂(t), а при t>t* k₁(t)>k₂(t).

Изменяя значение t* в интервале Δt: t*±Δt, можно добиться равенства k₁(t)=k₂(t)=k(t*), говорящее о нахождении t=t*, при котором завершается 1-й этап боя стратегии S₀₀

Для 4-го сценария, наихудшего для стороны А, (см. фиг. 2), автоматически получаем исходные данные (6) для проведения 2-го этапа боя стратегии S₀₀

С момента времени t*=4.538 осуществляем смену стратегий с S₀ на S₀₀, т.е. нанесение огня всеми оставшимися БСр по обеим группировкам B₁ и В₂ (см. (5)), с распределением огневой мощи, характеризуемой коэффициентом

обеспечивающим единовременное поражение обеих группировок В₁ и В₂ на втором этапе. Отметим, что на первом этапе коэффициент r₁(0)=0.728. При этом прирост остатков БСр при применении новой стратегии S₀₀ по сценарию 4 составил М_∞=29 (табл. 3, стр. 20).

В табл. 3 приведены результаты боя при использовании новой стратегии S₀₀ для всех сценариев 1-4 (стр. 6, 11, 16, 21), из которых видно ее превосходство по сравнению с известными стратегиями S₀, S₁₂ и S₂₁ для сценариев 2-4.

Итак, предложенный способ позволяет получить заявленный технический результат повышения боевой эффективности (результативности) группового боя.

Решение авторами разнообразных примеров для группировок с различными исходными данными выявило:

- возможность управлять исходом боя, не прибегая к разработке новых БСр, что дорого и долговременно, не используя количественного их наращивания, что не всегда возможно и всегда не оперативно;

- необходимость моделирования различного вида разнородности, их грамотного учета с умением выбора разработанной стратегии позволяет в кратчайшее время достичь наивысших уровней боевой эффективности.

Реализовать предлагаемый способ возможно, на первом этапе, с помощью ЭВМ для АСУ военного назначения, на втором, - в виде запрограммированного прибора.

Использованные источники

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

2. 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.

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

4. Иванилов В.Ю., Огарышев В.Ф., Павловский Ю.Н., Имитация конфликтов. - М.: ВЦ РАН, 1993, 196 с.

5. 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.

6. Черноскутов А.И. и др. (RU). Способ и устройство целераспределения по групповым объектам, патент №2419140, G06F 17/00, G0F 5/04, F41G 7/34, F41G 7/00.

7. Черноскутов А.И. и др. (RU). Способ и устройство выбора стратегии в боевых действиях разнородных группировок, патент №2467382, G06F 17/00.

8. Черноскутов А.И. и др. (RU). Способ и устройство выбора стратегии целераспределения по групповым объектам, патент №2469386, G06F 17/00, G0F 5/04, F41G 7/34.

9. Черноскутов А.И. и др. (RU). Способ и устройство оценки влияния запаздывания ввода резерва в боевых действиях разнородных группировок, патент №2496084, G06F, 17/00.

10. Черноскутов А.И., Спренгель А.В., Ситкевич А.В. Способ и устройство обработки информации, используемые для выбора рациональных стратегий в боевых действиях разнородных группировок. Патент №2571613 G06F, 17/00, 17/13, G06Q 10/06.

Изобретение относится к области цифровых вычислительных систем для обработки входной информации о характеристиках боевых средств противоборствующих сторон. Техническим результатом является обеспечение двухэтапного моделирования одновременного боя с группировками противника с учетом разнородности характеристик боевых средств группировок. В способе исходные данные значений показателей своих боевых средств и средств каждой из группировок противника дополняют информацией о потоках интенсивностей огневого поражения группировок противника, каждый из которых равен произведению числа боевых средств в группировке на интенсивность огневого поражения, вычисляют относительные вклады потоков интенсивностей огня каждой группировки противника и осуществляют первый этап моделирования одновременного боя с группировками противника с распределением потока своего воздействия пропорционально относительным вкладам потоков интенсивностей огня каждой группировки противника до наступления времени, при котором значения коэффициентов боевого превосходства по каждой группировке противника становятся равными, и осуществляют второй этап моделирования до окончательного уничтожения остатков боевых средств группировок противника с фиксацией оставшихся своих боевых средств и уничтоженных средств противника. 3 табл., 3 ил.

Способ двухэтапного моделирования одновременного боя с группировками противника с учетом разнородности характеристик боевых средств группировок, заключающийся в том, что исходные данные значений показателей своих боевых средств и средств каждой из группировок противника записывают в блок памяти, отличающийся тем, что исходные данные дополняют информацией о потоках интенсивностей огневого поражения группировок противника, каждый из которых равен произведению числа боевых средств в группировке на интенсивность огневого поражения, вычисляют относительные вклады потоков интенсивностей огня каждой группировки противника и осуществляют первый этап моделирования одновременного боя с группировками противника с распределением потока своего воздействия пропорционально относительным вкладам потоков интенсивностей огня каждой группировки противника до наступления времени, при котором значения коэффициентов боевого превосходства по каждой группировке противника становятся равными, и осуществляют второй этап моделирования до окончательного уничтожения остатков боевых средств группировок противника с фиксацией оставшихся своих боевых средств и уничтоженных средств противника.