Новейшие идеи по моделированию боевых действий. О классификации математических моделей боевых действий (операций) объединения ВВС. Моделирование в военном деле

JEL: O38, C44

Математическое моделирование военных конфликтов

Modelling of military conflicts

Прудский Михаил Владимирович

Аспирант кафедры информационных систем и математических методов в экономике, ПГНИУ.

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Prudskiy Mikhail Vladimirovich

Post-graduate student of the chair of information systems and mathematical methods in economics, PSNRU.

Perm State National Research University

Russia, 614990, Perm,

Bukirevastreet, 15.

Phone: +7 342 239 6326

E-mail: [email protected]

[email protected]

Аннотация: Данная статья посвящена описанию военного конфликта, основанного на квадратичных законах Ланчестера на примере войны России в Сирии. Модель показывает течение конфликта в зависимости от соотношения сил, военной мощи сторон, логистики, а также других различных внешних факторов, а также показывает экономическую оценку потерь.

Annotation: This case suggests a model of describing the process of local war conflict, using Lanchester square law-based models in a base of war of Russia in Syria. The article shows the solutions of battle depending on military power, the quantity of forces, reinforcements and other external factors, and shows the economic value of losses.

Ключевые слова: сторона, армия, боевая группа, численность, затраты, потери, Ланчестер, самолеты, эффект, экономика.

Key words: side, army, battle group, number, expenses, losses, Lanchester, planes, effect, economy.

Введение

В современном мире военные конфликты по-прежнему играют ключевую роль во взаимоотношениях между государствами. И хотя эпоха глобальных мировых войн уже прошла благодаря изобретению ядерного оружия, различные менее масштабные локальные военные конфликты по-прежнему имеют место быть. Если посмотреть на политическую карту нашей планеты, то на ней всегда будут присутствовать очаги напряженности. В частности, на данный момент идут военные действия в Сирии, на юго-востоке Украины, в Йемене, Исламское государство на ближнем востоке, гражданские войны в центральной части Африки и т. д. Кроме конфликтов в активной фазе существуют также конфликты в замороженном состоянии, например, конфликт в Приднестровье, конфликт между двумя Кореями, Абхазский и Осетинский конфликты. Также существуют и так называемые «неактивные» конфликты. Это либо подавленные, либо погашенные конфликты, либо те, которые ещё не дошли до своей активной фазы. Примером может послужить конфликт центральной власти в Испании с её провинциями – Каталонией и Страной Басков.

Такое событие, как военный конфликт оказывает большое влияние на жизнь участников. От того, как разрешится конфликт будет зависеть расстановка сил в регионе, экономическая ситуация на территориях участников, характер социальной напряжённости на территориях конфликта, а также многое другое.

Часто бывает так, что конфликт затрагивает не только непосредственных участников, но также и внешние стороны. Любой военный конфликт является магнитом для людей, вооружений, денежных и прочих видов ресурсов. Возникновение конфликта порождает спрос на вооружения, боеприпасы, военную технику и др. и в тоже время большое количество людей становятся беженцами, которые перемещаются в расположенные рядом страны. Многие люди проникают через границу в зону боевых действий для участия в качестве наёмников.

Во многих ситуациях тот или иной исход военного конфликта выгоден участнику, не являющемуся непосредственной стороной конфликта. Например, ему необходима победа одного из участников, проигрыш или ослабление другого, взаимное уничтожение противников, заморозка конфликта или втягивание в конфликт третьей стороны.

Исход конфликта зависит от множества различных факторов. Некоторые из них являются внешними по отношению к военному противостоянию и не контролируются непосредственными участниками конфликта, однако могут серьёзно повлиять на исход боя. К их числу можно отнести вмешательство третьих сил, характер местности, настроения местного населения, погодные условия и прочие случайные или детерминированные факторы.

Согласно международному рейтинговому агентству Global Firepower (GFP) военная мощь государства складывается из следующих больших групп компонентов: численность армии и военно-технических средств, человеческие ресурсы, наземная техника, ВВС, ВМС, экономические, географические и прочие характеристики государства, ресурсы, логистика, финансирование, географические факторы.

Для предсказания эффектов от воздействия таких факторов существуют различные подходы к анализу и прогнозированию военных конфликтов.

Одним из таких способов являются математические модели, отражающих ход и обстоятельства протекания военного конфликта.

Предварительные сведения и объект исследования

Для описания военных действий в научной среде распространено использование подходов на основе модели Ланчестера , где для описания динамики численности воюющих сторон используются система линейных обыкновенныхдифференциальных уравнений вида:

где x – военная сила стороны X; y – военная сила стороны Y; a,b – огневая мощь их оружия.

Огневой мощью оружия, упрощённо, является количество сил противника, которое способна уничтожить единица боевых сил стороны.

Однако в данном виде модель чересчур упрощена и для придания ей большего соответствия действительности можно использовать данную систему, дополненную новыми членами: ,

Где a , b , c , d , e , f , g , h – коэффициенты, которые могут являться значениями, изменяющимися во времени или функциями. Коэффициенты a и b – по-прежнему являются выражением истребительного качества оружия сторон. Коэффициенты c и e – интенсивность потерь от атак по площади (атака артиллерии и бомбардировки). Коэффициенты d и f – небоевые или технологические потери. Коэффициенты h и g – ввод или вывод войск в резерв .

В модели Ланчестера используется упрощение, что в армиях сторон существуют только однородные единицы.

Согласно рейтингу Global Firepower (GFP) основой военной мощи многих развитых государств, входящих в первую десятку рейтинга являются военно-воздушные силы. Именно их применение играет решающую роль в локальных конфликтах по всему миру, которые происходят с участием этих государств. Авиаудары составляют основу тактики армии США , и России в процессе борьбы с Исламским государством. Данный конфликт является асимметричным (в связи с различной информацией, которую получают стороны, а также различными типами и характером вооружений) .

Многие зарубежные исследователи посвящают свои работы военным конфликтам на Ближнем востоке , в связи постоянной активностью жителей этого региона. В частности, в решается задача противостояния регулярной армии и повстанческих формирований в Сирии. Однако целью множества иностранных интервенций является именно уничтожение противника с помощи авиаударов без участия наземных вооружённых сил.

Сложность использования авиации в военных столкновениях заключается в необходимости координировать удары различных авиационных групп в борьбе с ПВО противника.

Модель бомбардировок объектов противника

Для моделирования динамики проведения операции нанесения авиаударов с целью подавления средств сопротивления автором была создана динамическая модель армейского боя с помощью средств MS Excel, которая иллюстрирует атаку на ПВО противника и её экономические последствия. Моделирование проведено для определения динамики изменения численностей нападающих и обороняющейся группировок в зависимости от различных погодных условий.

Боевая задача атакующих групп сводится к уничтожению сопротивления группы, обороняющей стратегический объект. В сражении участвуютдве стороны – обороняющаяся (Y) и атакующая (X). К обеим сторонам в процессе сражения подходят подкрепления, увеличивающие численности сражающихся сторон. На прибытие подкрепления требуются затраты времени и ресурсов, которые зависят от местности, на которой происходит сражение, от степени её покрытия дорожными путями, их качества, уровня транспортной обеспеченности и прочих факторов.

В модели используются три параметра: расстояние до сражения; скорость, с которой подкрепления добираются до места сражения;затраты на перемещение боевой единицы в пространстве.

Также на скорость прибытия подкреплений могут влиять и внешние факторы, например, в случае воздушного боя авиационным частям для прибытия на поле боя не важны виды и характер дорог, присутствующих на местности. Однако им важна скорость и направление ветра.

С учетом вышеперечисленных особенностей функция прибытия подкрепления для авиационной группы будет иметь вид:

где X 2 – численность второй авиационной группы, S – расстояние до боя, U x – скорость самолёта, U w – скорость ветра и μ – угол направления ветра.

На истребительную способность оружия боевых единиц влияют многие факторы. Кроме технологических параметров, оцениваемых экспертно, на боевую мощь влияют характер местности, погодные условия, температура, давление, длительность пребывания в бою, освещенность мест боевых действий.

Предположим, что в результате предварительного экспертного анализа начальные качества оружия участников боя установлены на уровнях a 0 и b 0 соответственно. Однако качество оружия сторон является величиной, убывающей с течением времени из-за морального и физического истощения участников боя, в своём пределе приближаясь к значению 0.

Данная зависимость подчиняется следующему закону:

,

где a 0 – качество оружия участника в начальный момент времени, γ и δ – коэффициенты, определяющие интенсивность истощения войск.

Согласно допущениям, присутствующим в модели Чейза – Осипова –Ланчестера все самолёты атакующей стороны являются однородным между собой.

Обороняющие единицы ПВО (например, зенитные установки) также одинаковы между собой, но их поражающие характеристики отличаются от возможностей самолётных групп.

При проведении бомбардировок самолёты наносят удары сразу нескольким целям одновременно, поэтому в уравнении для ПВО коэффициент, отвечающий за атаку по площади отличен от нуля.

Принимается допущения об отсутствии подкреплений у обороняющейся стороны. Динамика численности сторон описывается следующей системой дифференциальных уравнений:

где h подчиняется закону, определённому ранее.

После анализа сводок министерства обороны, поступающих из Сирии , об уничтожении боевых объектов боевиков были оценены параметры a 0 и e для российской авиации в Сирии. Данные о численности боевых подразделений взяты из опубликованных разведданных Пентагона , а также из пресс-релиза Министерства обороны РФ (см. Таблицу 1).

Для оценки параметров боевой мощи Российской армии в Сирии параметр боевой мощи противника был задан нулевым (атакуемые объекты не оказывали сопротивления, потерь, по крайней мере по сводкам МО нет), также отсутствовали данные о поступающих подкреплениях сторон. Оценка была проведена с учетом ограничения на целую численность войск сражающихся сторон.

Численные эксперименты

Однако если в распоряжении обороняющейся стороны окажутся средства ПВО, обладающие боевой мощью, равной хотя бы 10% мощи авиационных частей РФ, расклад сил изменится.

В таблице 1 представлены параметры сторон в начальный момент времени с учетом наличия боевой мощи у обороняющейся стороны.

Таблица Таблица 1. Характеристики сторон

Параметры второй атакующей авиационной группы (подкрепления): расстояние до боя: 8000 км; базовая скорость: 1000 км/ч.; скорость ветра: 50 км/ч.; угол направления ветра: 90 градусов.

При анализе исходных параметров можно заметить, что авиационные группы технологически превосходят силы ПВО, уступая им в численности.

При данных параметрах авиационным единицам атакующей стороны придётся участвовать в боях. В случае отсутствия подкрепления её силы будут разбиты, а у противника останется 196 стратегических объектов.

Процесс моделирования показал, что для того, чтобы выиграть бой при начальных погодных условиях атакующей стороне понадобится не менее 22 авиационных единиц в качестве подкрепления. Итогом боя будет сохранение трех боеспособных единиц. При изменении погодных условий на неблагоприятные (противоположное направление ветра) число данных самолётов возрастает до 23-х, а число уцелевших к концу боя уменьшается до двух.

Таким образом, данная модель позволяет учитывать влияние на результат боевых действий таких параметров, как скорость ветра и момент прибытия подкрепления.

Авиационный налёт не является единственной областью применения данной модели – расчет доступен и для других ситуаций столкновения различных родов войск, если использовать танки, боевые корабли или мотопехотные войска, заменив характеристики самолётов характеристиками данной военной техники. для сохранения описательной функции задачи необходим учёт местности, в которой происходит сражение, насколько она замедляет или ускоряет движение подкреплений.

Экономическая оценка последствий военного конфликта

Результаты данной модели позволяют оценить экономические затраты на участие в бою. Они складываются из транспортных расходов (в случае воздушного боя это расходы топлива) и будущие расходы на возмещение уничтоженных боевых единиц. В случае благоприятных погодных условий расходы топлива атакующей стороны можно сосчитать по формуле:

где – расходы на топливо в момент времени t,

– численность самолётов атакующей стороны в момент времени t,

– удельный расход топлива в момент времени,

P – стоимость единицы топлива, у.е.,

Х подкр. – размер подкреплений до момента их вступления в бой,

– начальный момент.

Таким образом, если взять в качестве параметров удельный расход топлива самолёта МИГ-29 (0,77 л/ч) и цену авиационного керосина ТС-1 (73 р./л) с сайта группы компаний «Нектон СИА», производящих топливо, то расходы обороняющей стороны при благоприятных погодных условиях составят 59638,81рублей.

В бою атакующая сторона потеряла 79 самолётов с учетом подкрепления в 22 единицы, каждая из которых стоит 30 млн. долларов. При курсе доллара на 14.09.2015 (67, 82 рубля за доллар) расходы армии на возмещение такого количества самолётов составят 2,37 млрд. долл. (161 млрд. рублей). Оборонный бюджет РФ составляет 84,5 млрд долларов. Если бы бой с данными параметрами проходил с участием РФ, то данные потери бы обошлись ей в 2,80% оборонного бюджета (0,23% ВВП). В случае отсутствия свободных денежных средств в бюджете данные потери пришлось бы восполнять за счёт заёмных средств, что бы увеличило внешний долг на 0,23%.

Увеличение расходов на оборону на один процентный пункт приводит к увеличению ВВП в России на 0,17 процентных пунктов согласно исследованию, проведённому аналитиками Сбербанка России по методике Perotti – Corsetti , причём в кризисные годы это значение доходило до 0,31 , поскольку в течение экономического кризиса 2008-2009 годов именно увеличенные расходы на национальную экономику и оборонную промышленность позволяли поддерживать экономику, не позволяя ей упасть на дополнительные 0,9-1,0%.

Также вместе с увеличением расходов на оборонный сектор государству придётся сократить инвестиционные вливания в частный сектор, что приведёт к снижению ВВП. Согласно исследованию, проведённому сотрудниками Центра экономического моделирования и прогнозирования ЗАО «ПРОГНОЗ», также при помощи процедуры Perotti – Corsetti, ежегодное падение составит 0,387% из-за влияний подобного решения на будущие периоды.

Таким образом, потери национальной экономики от участия в конфликте совокупное составят 0,08 процентных пунктов ВВП.

Поскольку расходы государства на проведение данной военной операции составили 0,23% ВВП, это приведёт к снижению национального дохода на 0,02%.

Библиографический список 4. Начальник Главного оперативного управления российского Генштаба генерал-полковник Андрей Картаполов рассказал об оперативной обстановке в Сирии. – Министерство обороны Российской Федерации (22 октября 2015, 18:15).

5. Новиков Д.А. Методология управления. – М.: Либроком, 2011. – 128 с. (Серия «Умное управление»)

6. Новиков Д.А. Иерархические модели военных действий // Управление большими системами. – 2012. – Выпуск 37. – С. 25–62.

7. Пентагон показал снимки предположительно российских самолетов в Сирии. – Рамблер «Новости» (22 сентября 2015, 11:05).

8. Юдаева К.В. Иванова Н.С. Каменских М.В. Эффективность госрасходов в России. М.: Центр макроэкономических исследований Сбербанка России, 2011. – 18 с.

9. Atkinson M.P., Gutfraind A., Kress M. When do armed revolts succeed: lessons from Lanchester theory // Journal of the Operational Research Society. – 2012. – V. 63. – P. 1363-1373.

10. MacKay N.J. When Lanchester met Richardson, the outcome was stalemate: a parable for mathematical models of insurgency // Journal of the Operational Research Society. – 2015. – V. 66, № 2. – P. 191–201.

11. Shults D., Oshchepkov I., Prudskii M., Vlasova N., Zavialov A . Mesuaring socio-economic efficiency of investment: methods comparison // 2nd International Multidisciplinary Scientific Conference on Social Sciences and Arts SGEM2015, Book 2, Vol. 3, No. SGEM2015 Conference Proceedings,(SGEM – 2015). – 2015. – P. 553-560.

12. Taha H. Operations Research: An Introduction (9th ed.). – NY: Prentice Hall, 2011. – 813 p.

HTML clipboard

Имитационная система моделирования боевых действий JWARS ВС США

Капитан 1 ранга Н. Резяпов,
майор С. Чеснаков,
капитан М. Инюхин

В арсенал инструментария всех звеньев руководства ВС США уже довольно давно и прочно вошло компьютерное моделирование. С начала 2000-х годов военное руководство США выделяет средства имитации и моделирования боевых действий в число приоритетных технологий при формировании военно-технической политики. Высокая динамика развития вычислительной техники, технологий программирования, системотехнических основ моделирования различных реальных процессов обозначили огромный прорыв США в области разработки моделей и имитационных систем 1 .

Основными направлениями развития моделирования в ВС США являются: оптимизация структуры ВС, выработка концепций боевого применения войск (сил), развитие тактики и оперативного искусства, оптимизация процесса приобретения новых образцов ВВТ, совершенствование оперативной и боевой подготовки и др. При этом в последнее время акцент делается на создание систем и моделей, направленных на решение задач в области строительства и применения объединенных и коалиционных группировок войск (сил). Примером может служить объединенная система моделирования боевых действий JWARS (Joint Warfare System), представляющая собой модель проведения военных операций объединенными группировками войск. Она позволяет моделировать наземные, воздушные, морские операции и боевые действия, действия сил специальных и информационных операций, защиту/ применение химического оружия, действия систем ПРО/ПВО на ТВД, управления и космической разведки, связи, тылового обеспечения.

JWARS - это современная конструктивная1 система моделирования, разработанная с использованием CASE-средств (автоматизированная разработка программного обеспечения) на языке программирования Smalltalk. Она использует событийное время и имитирует деятельность и взаимодействие военных подразделений. В рамках этой системы достаточно глубоко проработаны вопросы создания трехмерного виртуального боевого пространства, учета погодных условий и особенностей рельефа местности, тылового обеспечения боевых действий, создания четкой системы информационных потоков, а также вопросы поддержки принятия решений в системе управления и контроля.

Основным назначением JWARS является моделирование боевых действий объединенных оперативных формирований (ООФ), что должно повысить качество объединенного оперативного планирования и применения вооруженных сил, оценки боевых возможностей объединенных формирований и разработки концептуальных документов строительства ВС в целом.

Эта система позволяет осуществлять комплексный контроль процесса оперативного планирования и исполнения, а также многократную отработку выполнения одних и тех же задач, что существенно повышает возможности анализа результатов проводимых действий и выбора наиболее эффективного сценария применения сил и средств.

Возможности JWARS:
- позволяет планировать военные операции продолжительностью более 100 дней;
- временной масштаб моделирования 1:1000 (в 1 000 раз быстрее, чем реальное время);
- время инициализации модели до 3 мин.

Развитие модели осуществляется под непосредственным руководством начальника управления анализа и оценки программ. Подчеркивается значимость JWARS для разработки и проверки перспективных стратегических концепций, развития форм и способов боевого применения ООФ в условиях сетецентрических боевых действий.

Последняя версия JWARS отличается наличием модульной системы моделирования сети межтеатровых воинских перевозок, усовершенствованным блоком моделирования системы управления ООФ, возможностью моделирования ударов по мобильным целям, наличием геоинформационной и геофизической базы данных по Юго-Восточной Азии, Дальнему Востоку, Южной Азии и Южной Америке, возросшим быстродействием вследствие модернизации программного кода и внедрения новой технической базы, возможности конструирования сценария и др.

Моделирование применения ОМП в настоящее время охватывает имитацию защиты от химического оружия и оценку его воздействия на боевые подразделения и окружающую среду. В ближайшей перспективе планируется создание блоков моделирования оценки применения биологического и ядерного оружия.

Модель действий ВВС поддерживает решение около 20 видов типовых задач. Описываются процессы непосредственной авиационной поддержки, применения КР, нанесения массированных ракетно-авиаци-онных ударов (МРАУ), обеспечения ПВО районов боевых действий, уничтожения наземных/воздушных/морских целей, подавления системы ПВО противника, массированного применения БЛА, целеуказания и наведения при временных ограничениях, постановки мин с воздушных носителей, дозаправки в воздухе и т. д.

Модель действий ВМС содержит процессы поражения надводных целей, применения ПЛ против надводных сил, морской блокады, ПЛО (воздушными, подводными и надводными средствами), минной войны на море, поддержки наземных сил корабельной артиллерией, проведения морских десантных операций и др.

Модель действий ПРО/ПВО на ТВД базируется на оценке действий системы «Пэтриот»/ТХААД, «Иджис», лазерного оружия воздушного базирования. Имитируется ракетная угроза и функционирование интегрированной системы ПРО на ТВД.

Моделирование систем управления, связи, компьютерного обеспечения, разведки и наблюдения (C4ISR) основывается на ситуационной цифровой карте обстановки, имитации информационных потоков на поле боя, сборе и агрегации информации об обстановке с распознаванием целей, постановке задач средствам обнаружения, в том числе космическим, и др.

Процесс принятия решений основан на базе знаний по тактическим нормативам, а также предпочтениях лиц, принимающих решения.

Система позволяет моделировать работу средств РЭБ, оценивать процессы восстановления системы управления после воздействия противника.

При моделировании информационных операций имитируется прямое воздействие на системы связи, обнаружения и обработки информации противника.

В настоящее время невозможна оценка последствий динамического ввода информационных вирусов либо искажения информации в компьютерах или информационных потоках противника, а также отсутствует возможность вскрытия мер по введению в заблуждение (планируется реализовать в последующих версиях).
Моделирование функционирования космических сил и средств учитывает планируемую модернизацию (перспективный облик) сил и средств, процессы контроля космического пространства, имитацию противокосмических операций и информационной войны.

Тыловое обеспечение моделируется с учетом автономности, планирования перевозок сил и средств воздушным, железнодорожным, автомобильным, морским и трубопроводным транспортом, обеспечения со стороны союзников и др.

Примерами задач, решавшихся с помощью JWARS в условиях сетецентриче-ских военных действий, являются оценка эффективности:
- защиты критически важных объектов (территория США, базы, группировки ВС на ТВД, силы и объекты союзников и др.);
- нейтрализации ОМП и средств его доставки;
- защиты информационных систем;
- мер по противодействию противнику посредством непрерывного наблюдения, слежения, массированного воздействия высокоточными воздушными и наземными средствами по критическим важным стационарным и мобильным целям;
- новых информационных технологий и инновационных концепций для разработки архитектуры «объединенной» системы управления и системы единой карты оперативной обстановки и др.

JWARS включает продукционную экспертную систему с выводом на основе решающих правил «если.., то.., иначе...». Обновление базы знаний (значений фактов, правил) о противнике осуществляется в результате информационного процесса разведки. База знаний содержит также информацию о своих силах, результатах оценки обстановки, в том числе противником. Она предоставляет пользователям автоматически генерируемые решения, в которые можно вносить свои коррективы в интерактивном режиме. Решающие правила базы знаний являются ключевыми для динамического функционирования модели. В результате срабатывания правила каждому факту могут быть назначены одно или несколько действий. Действия выполняются, когда значение вычисленного факта становится равным определенной пороговой величине и производит изменения в состоянии базы данных.

Срабатывание правил также в автоматическом режиме генерирует запросы к системе разведки, которая выдает нотификации (ответы) на эти запросы. Работа правил определяет динамику поведения модели во времени. Генерируемые системой разведки ответы оцениваются критерием сатисфакции (степени удовлетворения запроса). В случае низкого значения коэффициента удовлетворения запрос переформулируется с учетом взаимозависимости между запросами и состоянием оперативной обстановки.

При оценке оперативной обстановки используется цифровая географическая карта с нанесенной сеткой координат (Common Reference Grid). Для каждой ячейки координатной сетки, соответствующей участку суши, рассчитывается значение показателя, характеризующего степень контроля ситуации своих сил и противника, на базе вычисления «силы влияния» по определенной методике. В результате каждая ячейка окрашивается в синий или красный цвет.

Модель процессов обнаружения и классификации объектов (целей) носит стохастический характер, зависящий от действий сил противника, видимости, степени радиоэлектронного противодействия, характера местности. На основе рассчитанных вероятностей определяется количество обнаруживаемых сил и средств противника из реально присутствующих, затем моделируется вероятностный процесс распознавания/классификации целей, в результате чего они соотносятся, например, либо с конкретным типом образца ВВТ, либо лишь с определенным классом образцов. Затем формируется итоговый доклад работы средства обнаружения.

Процесс ассоциации и корреляции результатов работы различных разведывательных средств в условиях единого информационного пространства заключается в следующем:
1. Результаты обнаружения каждого средства разведки наносятся на ситуационную карту.
2. Экстраполируются позиции каждого из ранее обнаруженных объектов во времени к моменту поступления новых докладов о результатах работы средств разведки.
3. На основе расчета расположения «центра масс» ранее обнаруженных объектов производится отбор вероятных кандидатов для ассоциации с объектами, информация о которых содержится во вновь поступивших докладах о результатах работы средств разведки.
4. Вычисляется вероятностная величина ассоциации объектов.
5. На базе относительной величины вероятности ассоциации определяется, является ли объект вновь обнаруженным из ранее известных или новым объектом, обнаруженным впервые.

Характер алгоритмов, используемых в JWARS:
1. Вероятностный (стохастический) процесс (Монте-Карло) - вычисления на основе генераторов случайных чисел, дискретные выходные величины (моделирование процессов обнаружения, планирование ударов СВН по наземным целям, ПРО/ПВО на ТВД, минная война на море, борьба с ПЛ, противоборство надводных сил флотов и т. д.).
2. Детерминированные вычисления -(аналитические и на основе формул теории вероятностей). Возможно моделирование процессов применения и защиты от ОМП, маневрирования силами и средствами.

Свойства модели JWARS, характерные для условий сетецентрических военных действий:
- возможность динамически в интерактивном режиме реагировать на происходящие события исходя из восприятия ситуации каждой стороной на базе анализа оперативной обстановки;
- создание основы для принятия решения с использованием аналитической оценки сложившейся ситуации;
- осуществление высокой степени координации/синхронизации действий командующего ООФ с действиями подчиненных командиров во всех звеньях руководства;
- интеграция разведывательной информации для приятия решений;
- моделирование поведения «ключевых объектов» (centers of gravity) - военных и экономических - в отношении состояния ВПР противника;
-оценка реализации.конечной цели военной операции (end state), например в виде изменения политики руководства государства;
- описание агрегированных критериев достижения победы (географических -отсутствие подразделений противника на определенной территории, желаемого соотношения сил - избежание потерь своих сил и союзников, нанесение поражения противнику в течение определенного времени);
- определение степени достижения целей военной операции.

Программно система JWARS состоит из трех модулей: функционального, имитационного и системного, которые объединены в единый комплекс. Функциональный модуль содержит прикладное программное обеспечение, позволяющее моделировать боевые функциональные возможности. Специальное программное обеспечение имитационного модуля создает виртуальное изображение боевого пространства. Системный модуль обеспечивает функционирование аппаратных средств системы JWARS и создает человеко-машинные интерфейсы обмена данными, с помощью которых осуществляется ввод исходных данных и получение результатов моделирования.

Функциональный модуль. Основным элементом системы JWARS является объект боевого пространства - Battle Space Entity (BSE), Номинальный уровень детализации: батальон для общевойсковых операций, эскадрилья для воздушных операций, корабль для морских операций и разведывательные платформы для систем разведки и наблюдения. Вспомогательными объектами боевого пространства выступают объекты инфраструктуры (порты, аэродромы и т. п.), пункты управления (штабы, командные пункты, узлы связи и т. п.). Объекты боевого пространства характеризуются статическими (например, радиус поражения ударных средств) и динамическими (в частности, координаты местоположения) свойствами. Данные также включают информацию о взаимодействии объектов друг с другом и внешней средой.

Взаимодействие объектов боевого пространства в системе JWARS реализуется с помощью различных алгоритмов, которые меняются в зависимости от характера моделируемой деятельности, функциональных возможностей модели, с которой алгоритм связан, и наличия данных. Все взаимодействия между объектами боевого пространства в JWARS представляют собой события моделирования. Значимость отдельных событий может изменяться от относительно низкой до очень высокой.

Имитационный модуль. Этот модуль содержит средства имитации необходимой инфраструктуры, разработанные объектно-ориентированным методом, что обеспечивает их модульность и, следовательно, достаточную гибкость, необходимую для оперативного внесения изменений в виртуальное боевое пространство.

Система JWARS предъявляет жесткие требования к хранению и обработке данных. Для соответствия этим требованиям необходима надежная система управления базами данных. В JWARS для этих целей используется система управления базами данных (СУБД) ORACLE, которая служит для хранения всей информации, в том числе как входной, так и выходной.

Подобно другим имитационным системам последнего поколения JWARS в обязательном порядке поддерживает стандарты HLA-архитектуры 2 .

Системный модуль. Он включает аппаратные средства системы JWARS, с помощью которых пользователи осуществляют моделирование. Человеко-машинный интерфейс используется при разработке сценариев боевых действий, ведении разведки боевого пространства, осуществлении боевого управления и контроля, а также при проведении анализа результатов.

Имитация широкого спектра военных подразделений в JWARS обеспечивается применением баз знаний о событийных данных, правилах и причинно-следственных связях, которые в совокупности позволяют аналитически описать положение своих формирований и войск (сил) противника, а также внешние условия. По заявлениям разработчиков, сравнительно небольшой набор причинно-следственных связей обеспечивает возможность моделирования различных военных операций с достаточно высокой степенью реалистичности без вмешательства человека.

Более ранние версии системы JWARS позволяли учитывать такие факторы, как уровень подготовки личного состава и его морально-психологическое состояние. В результате имелись возможности по созданию подразделений разного уровня боеспособности, с различными личными качествами командиров, такими как склонность к авантюризму, обеспокоенность некачественным решением поставленной боевой задачи и др. Эти характеристики дают определенную гибкость при создании стратегии поведения тех или иных подразделений. В последних версиях JWARS была установлена жесткая иерархия командной линии постановки задач, которая позволила в целом имитировать реальную оценку выполнения задач подчиненными подразделениями и вырабатывать оптимальные варианты их боевого применения. Другими словами, вышестоящие инстанции ставят боевую задачу и вводят ограничения для ее решения.

Главная цель создания причинно-следственных связей состоит в том, чтобы в автоматизированном режиме воспроизводить поведение подразделения исходя из складывающейся боевой обстановки. Есть возможность применения мастера создания причинно-следственных данных для выработки неограниченного числа новых правил.

Так как правила могут быть сохранены как данные, то легко формировать наборы правил, не изменяя при этом программного кода системы JWARS.

Самые простые правила JWARS используют элементарные логические отношения (больше чем, и, или, и т. д.), в то время как более сложные рассуждения о том, благоприятна ли ситуация или нет, строятся на основе более сложных отношений (если, то, иначе).

Одной из тенденций развития этого инструментария системы JWARS будет реализация в скором времени возможности построения логических причинно-следственных правил на основе математического аппарата нечеткой логики.

Для облегчения применения пользователем нечетких правил будет реализована система автоматизированной помощи и интуитивно понятного графического интерфейса. ; Подразделения в системе JWARS имеют разнообразные возможности и могут выполнять различные действия или задачи одновременно, если они не противоречат друг другу (например, оставаться на месте и передвигаться). Действия подразделения могут быть изменены в зависимости от полноты данных о ситуации. Например, сталкиваясь с превосходящими силами противника, подразделение, обладающее неполной информацией относительно местоположения других дружественных союзных сил, может отступить, пока ситуация не станет более определенной. Чем более сомнительна ситуация, тем раньше будет начато отступление. Как только ситуация определится, могут быть предприняты специальные действия, соответствующие моменту. Подразделение должно использовать все имеющиеся в его распоряжении ресурсы для того, чтобы решить поставленные задачи, не нарушая ограничений, например, касающихся числа потерь личного состава и техники.

В более ранних версиях JWARS, в которых не было системы причинно-следственных связей на тактическом уровне, отмечались случаи, когда в процессе моделирования боевые подразделения вместо вступления в бой продвигались к своим целям, лишь отвечая огнем. Встречались также случаи, когда подразделения неуместно вступали в бой. База знаний причинно-следственных связей позволила улучшить возможности по оценке ситуации и вносить изменения в варианты боевого применения подразделений. Как показано на рисунке на с. 32, подразделение атакует противника, сближается с ним, уничтожает его или заставляет отступить, а затем возобновляет выполнение первоначального задания. Тем временем подразделения обеспечения, как свои, так и противника, оценивают ситуацию как опасную и пытаются не попадать в зону ведения огня.

Правила JWARS могут быть легко связаны с определенными типами подразделений. Это позволяет пользователям формировать новые подразделения и автоматически назначать им соответствующие наборы правил и действий, основанные на различных комбинациях характеристик. Любое подразделение, созданное как боевое (бронетанковое, пехотное и т. п.), может унаследовать эти правила. Однако некоторые правила для небольших подразделений (группы глубинной разведки, группы специального назначения) могут быть более важными по отношению к общим боевым правилам.

Для обеспечения действий небоевых подразделений разрабатываются соответствующие правила, которые, например, заставляют их менять курс, чтобы избежать столкновений с противником. Боевые и небоевые подразделения, подчиняясь приказу общего начальника о перемещении в определенное местоположение, определяют свой маршрут на основе имеющихся правил. В связи с этим возможны существенные различия в их маршрутах.

Практика использования JWARS показывает, что наборы нечетких правил - это хороший инструмент для принятия сложных решений, так как они не только обеспечивают возможность выбора среди предопределенных вариантов действий, но и позволяют генерировать новые. Однако в этой системе в основном все еще используются стандартные, а не нечеткие правила в связи с полнотой наборов стандартных правил и их простотой использования при принятии структурированных решений. Большинство экспертов считает, что стандартные правила гораздо проще формулировать. Однако в перспективных версиях JWARS будут улучшены инструменты редактирования и автоматизированной проверки нечетких правил с целью облегчения работы с ними.

Один из ключевых аспектов деятельности военных подразделений - совместные действия. Поскольку одна из главных функций системы - это оценка эффективности действий различных структур, совместные действия должны быть очень гибким компонентом модели. Например, обеспечение ресурсами подразделений в JWARS может осуществляться из многочисленных источников, часть из которых в определенных условиях обстановки предпочтительнее, но при этом любой из них отвечает минимальным требованиям. Понимание этого компромисса будет главной задачей применения баз знаний в областях совместного использования ограниченных ресурсов.

Подразделения в системе JWARS не договариваются о совместных действиях и не формируют временные коалиции, а запрашивают дополнительные ресурсы и используют запасы, основываясь на оценке ситуации. Таким образом, подразделение, участвующее в боевых действиях, может запросить дополнительную огневую поддержку и получить ее от одного или более источников в зависимости от расставленных приоритетов. При следующем запросе в качестве обеспечивающего может выступить другое подразделение или вид оружия, но в любом случае поддержка будет осуществляться, пока не исчерпаны все ресурсы.

В целом необходимо отметить, что развитие систем моделирования и имитации в США рассматривается как один из основных факторов обеспечения эффективности строительства и применения ВС. Громадный потенциал, накопленный в данной области, уже сейчас оценивается как значительно опережающий возможности других стран мира в этой сфере. В перспективе ожидается дальнейшее глобальное комплексирование моделей и внедрение систем виртуальной реальности (искусственного многомерного боевого пространства) на базе телекоммуникационных сетей, призванных обеспечить доступ пользователей как к оперативной, так и физической моделируемой среде, стандартизированным моделям и базам данных, а также к различного рода сценариям. Перспективные системы моделирования боевых действий будут имитировать применение ВС на любом континенте, на море, в воздухе и космическом пространстве, весь спектр их задействования (включая миротворческие операции, борьбу с терроризмом и т. п.). Системы будущего смогут с высокой степенью точности моделировать действия на фоне искусственно созданной боевой обстановки, воспроизводящей особенности любого ТВД. В качестве противника будут выступать как полностью, так и частично компьютеризированные «аналоги» реальных войсковых формирований.

1 По степени задействования человека зарубежные специалисты четко разделяют все средства моделирования и имитации на натурные, виртуальные и конструктивные. Конструктивные средства предполагают применение виртуальных войск (сил) в виртуальном боевом пространстве.

2 Под HLA-архитектурой понимается структура имитационной системы на уровне взаимосвязей отдельных компонентов, а также стандарты, правила и спецификации интерфейсов, определяющие взаимодействие моделей при разработке, модификации и функционировании.

Зарубежное военное обозрение №11 2008 С. 27-32

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 12/1987, стр. 36-44

УПРАВЛЕНИЕ ВОЙСКАМИ

Б. А. КОКОВИ X ИН ,

контр-адмирал запаса, кандидат военно-морских наук, доцент

В статье излагается сугубо личное мнение автора. Приглашаем читателей высказать свое отношение к рассматриваемым в ней вопросам.

В ДАННОЙ статье рассматривается вопрос создания математических моделей (методик) для обоснования расчетами решений, принимаемых командующими (командирами) при подготовке и ведении боевых действий. В принципе эта проблема существует в течение всей истории войн и военного искусства, но наиболее остро встала в XX веке в связи с появлением и быстрым развитием новых видов оружия и техники. В настоящее время она заключается в том, чтобы создать такие математические модели, которые могли бы полнее обеспечивать практическую деятельность командующих (командиров) и их штабов.

Из-за ряда обстоятельств эта задача полностью еще не решена. Долгое время считалось, что основные трудности и неудачи в ее решении обусловлены недостаточными возможностями вычислительной техники и математики. При современном уровне их развития эта точка зрения становится неубедительной и несостоятельной. Сейчас первоочередное внимание уделяется методологической стороне проблемы. Поэтому прежде всего необходимо вскрыть, проанализировать и устранить причины, затрудняющие создание приемлемых для практики моделей операций (боевых действий). На мой взгляд, первая (главная) причина лежит в области основных понятий (категорий) теории войны и военного искусства, а поэтому прежде всего важно точно знать, что представляют собой вооруженная борьба и составляющие ее военные действия, называемые удар, бой, сражение, операция, каковы их сущность, внутреннее, объективно необходимое содержание и структура, как они взаимосвязаны между собой, чем отличаются друг от друга.

К сожалению, на эти вопросы, как мне представляется, нет четких, ясных, логически обоснованных ответов. Например, «боевые действия» теория определяет так: 1) организованные действия частей, соединений всех видов ВС при выполнении поставленных боевых задач. К боевым действиям оперативно-стратегического и стратегического масштаба обычно применяют термин «военные действия»; 2) форма оперативного применения объединений и соединений видов ВС в рамках операции (или между операциями) в составе объединения более крупного масштаба. Разновидностями боевых действий являются систематические боевые действия как особая форма оперативного применения объединений войск ПВО, ВВС, ВМФ. Эти неясные, противоречивые, неподдающиеся логическому объяснению определения, на мой взгляд, порождены масштабной классификацией, согласно которой действия войск принято подразделять на боевые, оперативные и стратегические не в зависимости от их сущности и объективно необходимого содержания, а «в зависимости от масштаба вооруженной борьбы, возможностей войск (сил), цели и характера боевых задач».

Возникает вопрос: можно ли разработать практически приемлемые математические модели, не оперируя достаточно точными и глубокими основными понятиями (категориями) военного искусства? Вообще можно. Но к чему это ведет? Прошло много лет, затрачено немало сил и средств, но проблема так и не нашла своего полного теоретического и практического решения. Более того, порой поднимается вопрос, в том ли направлении ведутся исследования. Если необходимые модели создавать без строгих и глубоких теоретических обоснований, получаемые с их помощью результаты не будут заслуживать полного доверия. «Нельзя успешно двигаться вперед методом проб и ошибок. Это дорого обходится обществу». Следовательно, для обеспечения надежного, теоретически обоснованного решения проблемы прежде всего надо уточнить и углубить наши понятия о сущности, содержании, структуре вооруженной борьбы, составных частях военного искусства.

Для этого требуется.

Первое. Твердо придерживаться марксистско-ленинского определения войны как организованной вооруженной борьбы между государствами или классами внутри государства, которая по своей социально-политической природе есть «продолжение политики насильственными средствами». «Насилие - это в настоящее время армия и военный флот...» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 171). Политическая, экономическая, идеологическая и другие формы борьбы не только не прекращаются, а, наоборот, ожесточаются во время войны, оказывая в конечном итоге решающее влияние на ее исход, что, однако, не изменяет сущности и объективно необходимого содержания войны как вооруженной борьбы. Данное в Советской Военной Энциклопедии определение войны как совокупности всех форм борьбы, включая и вооруженную, повторяет устаревшую точку зрения, существовавшую еще в начале XIX века. Я считаю, что такое определение искаженно отражает действительность, вносит путаницу в понимание предмета военной науки, затрудняет решение теоретических и прикладных проблем, в том числе и моделирования операций (боевых действий). Исторический опыт подтверждает, что военная наука всегда занималась и занимается войной как вооруженной борьбой и военным искусством, а поэтому теория войны и военного искусства - это и есть собственно «военная» наука, ее философская (фундаментальная) часть.

Второе . Отделить теорию войны и военного искусства от теоретических описаний типовых вариантов ведения войны и военных действий в зависимости от складывающихся условий военно-политической обстановки в мире и взглядов военного руководства противостоящих сторон Дело в том, что типовые варианты и взгляды в форме уставных положений подменили военную науку. Офицерский корпус командно-штабной специальности учится, работает, обучает подчиненных не по науке, а по взглядам; действия своих войск организуются по нашим взглядам, противник оценивается по его взглядам. Все это неизбежно ведет к принятию шаблонных решений, которые не могут в полной мере обеспечить разработку математических моделей, приемлемых для штабов.

Третье. Обучение офицерского состава и лиц, привлекаемых к моделированию военных действий, необходимо начинать с доказательства истинности (соответствия объективной действительности) категорий военной науки, подобно тому, как, например, в геометрии доказываются теоремы. В. И. Ленин подчеркивал: «Категории надо вывести (а не произвольно или механически взять) (не «рассказывая», не «уверяя», а доказывая)...» (Полн. собр. соч., т. 29, с. 86). Это позволит обучаемым одновременно познать сущность способов стратегических, оперативных, боевых действий и теорию военного искусства в целом.

В работе «Категории военного искусства в свете материалистической диалектики» сделана попытка вывести категории войны и военного искусства, уточнить и свести их во взаимосвязанную систему, сформулировать следующие основные положения.

Действия войск (сил) в войне («военные» действия) включают развертывание, переразвертывание и создание группировок: на театре военных действий - для ведения взаимосвязанных операций («стратегические» действия); в операции - для ведения взаимосвязанных боев («оперативные» действия); в бою - для взаимосвязанного применения оружия, а также само его применение по противнику («боевые» действия). Следовательно, в современных условиях при ведении войны только обычным оружием военные действия - это совокупность стратегических, оперативных и боевых (тактических) действий. В принципе они могут вестись любым количеством войск, но верхний предел их целесообразно ограничивать таким количеством, при дальнейшем увеличении которого вероятность выполнения поставленной задачи практически остается на том же уровне.

Вооруженная борьба и составляющие ее военные действия ведутся не вообще, как кто хочет, а объективно необходимыми способами, которыми являются бой, операция, перегруппировка, военные действия. Способ - это организованные определенным образом действия войск данного состава при выполнении поставленной задачи в конкретных условиях сложившейся обстановки. Военные действия, как бы они ни назывались, есть не что иное, как проявление сущностей основных способов при различном их сочетании. При этом действия войск как одной, так и другой стороны в ходе войны непрерывно переходят друг в друга в строго определенной последовательности, которую невозможно изменить. Сущность их заключается в объединении и сосредоточении усилий, возможностей войск там и в тот момент, где и когда это необходимо. В бою это достигается путем объединения огневой мощи для поражения тех объектов (группировок) противника, уничтожением (выводом из строя) которых обеспечивается выполнение поставленной задачи. Такой путь позволяет значительно увеличить общую силу натиска или сопротивления войск, по отношению к арифметической сумме индивидуальных возможностей боевых единиц создать необходимое превосходство над противником и нанести ему поражение. В операции - объединением конечных результатов действий войск во всех боях, составляющих данную операцию, для поражения тех группировок и объектов противника, уничтожением которых обеспечивается выполнение поставленной задачи.

При этом предполагается не только поражение избранных объектов, но и использование результатов действий войск в одних боях для повышения их эффективности в других. При перегруппировке на ТВД - путем развертывания и переразвертывания войск при всестороннем их обеспечении в целях своевременного создания полностью подготовленных группировок для ведения операций в решающем месте и в решающий момент войны; в войне - объединением и использованием во взаимных интересах конечных результатов действий войск во всех операциях, направленных на разгром вооруженных сил противника на данном театре военных действий, а также путем своевременного создания всесторонне обеспеченных группировок для ведения запланированных операций.

На основании изложенного можно сказать, что для практической деятельности командующих (командиров) и их штабов требуется разрабатывать математические модели способов ведения боя (операции) на основе того качественного и количественного состава войск, который выделен или может быть выделен для выполнения поставленной задачи с учетом внутренней структуры войны и военного искусства (схема 1). При их создании важно также учитывать естественно-исторический процесс развития и смены способов ведения войны, составляющие ее военные действия в зависимости от появления и развития новых видов оружия и технических средств (схема 2).

Четвертое. Теорию войны и военного искусства, т. е. философскую (фундаментальную) часть военной науки, необходимо вывести из узковедомственного подчинения и передать в Академию наук СССР, где она должна быть представлена наравне со всеми другими общественными науками. Это, на мой взгляд, единственно реальный путь, способный поднять военную науку на более высокий, качественно новый уровень, обеспечивающий надежное, теоретически обоснованное решение многих прикладных проблем, в том числе и моделирования военных действий.

Вторая причина трудностей в разработке моделей заключается в том, что сейчас к ним предъявляется требование - учесть по возможности все факторы, которые могут влиять на организацию и ведение операции (боевых действий). Это неизбежно ведет к резкому увеличению непредсказуемой исходной информации. Такие модели могут быть использованы лишь в исследовательских целях, но не для работы командующих (командиров) и штабов при планировании военных действий.

В настоящее время модели разрабатываются заранее и представляют собой математический аналог типового боя (операции), в котором в максимально возможной степени учитываются: существующая организационная структура войск (сил), их штатный количественный и качественный состав; типовые параметры различных военных действий, зафиксированные в руководящих документах; конкретные военно-географические условия театров военных действий и др. Причем это касается как наших войск, так и противника. В жизни конкретные военные действия никогда полностью не совпадают с типовыми. Учитывая, что организация, штатный состав войск (сил) и другие условия непрерывно и быстро изменяются, разработанные модели также теряют свою практическую ценность. Это третья причина.

Четвертая заключается в том, что специалисты в области военного искусства (операторы) активно участвуют в создании типовых математических моделей военных действий, моделируют их только в части, касающейся разработки словесной модели в виде формулирования возможных вариантов решений воюющих сторон. Исходная информация закладывается заранее. Недостающая ее часть, необходимая для того, чтобы модель «работала» в условиях конкретной обстановки, периодически уточняется и выбирается из так называемой постоянной информации.

Общий недостаток штабных моделей заключается в том, что с их помощью можно оценить только одну сторону военного искусства командира (командующего), принимающего решение, которая характеризует его умение организовывать действия войск в целях максимального использования их потенциальных возможностей. Вторая (с точки зрения военного искусства более сложная и трудная сторона) - использование, а при возможности и создание (путем введения противника в заблуждение, быстрого и неожиданного маневра войск и т. д.) условий, позволяющих ослабить противника и значительно увеличить объединенные усилия своих войск на главном направлении в решающий момент боя (операции),- существующими моделями оценивается слабо.

На основании изложенных выше положений, касающихся теории войны и военного искусства, мною предлагается один из возможных подходов, который может обеспечить создание практически приемлемых для штабов математических моделей военных действий . Суть его сводится к следующему.

Каждая модель боя (операции) должна уточняться соответствующим командующим (командиром) и его штабом на основе той информации, которой они располагают в период выработки и принятия решения, при определении только замыслов действий противостоящих сторон.

Почему только замыслов?

Исторический опыт свидетельствует о том, что фактический ход военных действий обычно соответствовал именно замыслам действий сторон и никогда не совпадал полностью с подробно разработанными решениями (планами) независимо от того, какая сторона (наступающая или обороняющаяся) достигла или не достигла своей цели. Например, немецко-фашистская армия, военачальники которой отличались скрупулезностью, особенно при планировании внезапного нападения, успешно начала войну против Советского Союза и вела ее в 1941 году в соответствии с замыслом, положенным в основу плана «Барбаросса». Однако в дальнейшем ход событий значительно отличался от плана. Б конечном итоге цель войны не была достигнута из-за недостаточной обоснованности ее замысла: не были учтены единство, сплоченность советского народа и беспримерный героизм наших воинов.

Таким образом, модель, разработанная на основе информации, описывающей подробно предстоящий ход военных действий сторон, будет заведомо не соответствовать фактическому ходу событий, и результаты расчетов окажутся весьма сомнительными. При применении предлагаемого подхода важно, чтобы в формулировках замыслов действий сторон четко просматривалась сущность военного искусства, которая, на мой взгляд, заключается в умении стать сильнее противника, создать подавляющее превосходство над ним в решающий момент и в решающем месте войны и составляющих ее военных действий. (Здесь речь идет не о создании общего военного превосходства в глобальном масштабе, чего добиваются Соединенные Штаты Америки, а об искусстве (умении) победить имеющимися силами агрессора в случае его нападения). Понимание этого является той основой, которая объединяет в диалектическом единстве стратегию, оперативное искусство и тактику. Вместе с тем каждая составная часть военного искусства имеет свою сущность. Но, по моему мнению, сущность стратегии, оперативного искусства и тактики состоит в умении создать подавляющее превосходство над противником в решающий момент, в решающем месте путем объединения и взаимного использования конечных результатов всех операций (боев), направленных на достижение поставленной цели, а также в способности применять условия конкретной обстановки в интересах своевременного развертывания всесторонне обеспеченных группировок для ведения запланированных операций (боев).

Разработка моделей (производство расчетов) и анализ их результатов могут иметь следующий порядок: определяются общее соотношение сил сторон в районе проведения операции (боя) к моменту ее начала, а также варианты замыслов действий противника и своих войск; выбирается критерий оценки возможных замыслов; вычисляются по избранному критерию ожидаемые результаты при всех сочетаниях вариантов их замыслов; анализируются результаты и выбирается наиболее целесообразный замысел операции (боя).

При определении каждого варианта действий той и другой стороны, избираемого для оценки, требуется сформулировать: где (на каком направлении, в каком районе, в какой зоне, полосе и против каких объектов противника), когда (в какой момент, период) и как (каким путем, способом, приемом и т. п.) необходимо создать подавляющее превосходство над противником. Изменение ответа хотя бы на один изэтих вопросов рождает новый вариант замысла действий данной стороны.

Критерием оценки вариантов действий сторон при всех возможных их сочетаниях может служить вероятность нанесения поражения противнику (выполнения поставленной задачи) или соотношение сил сторон на главном направлении в решающий момент операции (боя). Переведя это на язык математики, можно сказать: на главном направлении в решающий момент надо суметь (именно «суметь» - в этом заключается искусство военачальника в пределах материальных возможностей войск) создать такое соотношение сил в свою пользу, при котором поставленная задача была бы выполнена с вероятностью, например, не менее 0,8. При этом следует подчеркнуть, что речь идет о качественном соотношении сил сторон, выраженном количественными величинами. Такая вероятность поражения служит критерием, обеспечивающим выбор наиболее целесообразных вариантов замысла предстоящей операции.

Анализ результатов расчетов и выбор оптимального варианта замысла операции (боя) целесообразно производить с помощью теории игр. При этом следует иметь в виду, что в данном случае определяются такие варианты, применяя которые противостоящие стороны не рискуют проиграть больше или выиграть меньше, чем это возможно по избранному критерию в данной обстановке.

Если противник равный или сильнее как по составу войск, так и по уровню военного искусства, выбор «гарантированных» замыслов никогда не сможет обеспечить достижение победы. Поэтому в предлагаемом методе моделирования операции (боевых действий) для анализа с помощью теории игр нужно отобрать только те варианты замыслов сторон, при которых достигается подавляющее превосходство над противником в решающий момент, в решающем месте боя (операции). Естественно, это рискованно, но без этого победить сильного противника нельзя. Из них можно выбрать относительно лучший по критерию, который должен установить командующий (командир), вырабатывающий замысел.

Применение предлагаемого подхода к созданию математических моделей попытаемся показать на двух классических примерах.

В известном сражении при Каннах (216 г. до н. э.) карфагенский полководец Ганнибал, несмотря на двойное общее численное превосходство противника, почти полностью уничтожил римское войско. Общий численный состав и потери сторон были следующими:

Это была не случайная победа. Еще до начала боя Ганнибал поставил перед собой цель не просто добиться успеха, а полностью уничтожить римскую армию. Свой замысел он искусно претворил в жизнь.

Римская пехота была построена в боевой порядок (фалангу), имеющий не менее 34 шеренг в глубину и около 1700 человек по фронту. Конница располагалась на флангах. Войска Ганнибала строились в шесть колонн, из которых две средние (общим числом 20 тыс. человек) состояли из слабой испанской и недавно навербованной галльской пехоты. Их окаймляли две колонны по 6 тыс. африканских испытанных ветеранов. На флангах пехоты находились кавалерийские колонны: на левом - тяжеловооруженная конница (кирасиры Газдрубала), на правом- легкая конница (преимущественно нумидийская).

Дальнейший ход событий был следующий. С началом боя конница Газдрубала опрокинула римских всадников, частью сил помогла нумидийской коннице обратить в бегство римских всадников на левом фланге римской пехоты и главными силами бросилась на тыл фаланги, заставив ее сначала повернуться назад, а потом остановиться. В центре фронта после короткой схватки римляне решительно атаковали галлов и испанцев, нанесли им большие потери и заставили карфагенский Центр попятиться. Личное присутствие здесь Ганнибала удержало галлов от разрыва фронта и бегства. В этот решительный момент под влиянием удара с тыла римская фаланга остановилась, что означало ее гибель, только крайние шеренги окруженной толпы римских легионов могли действовать оружием, а задние - представляли мишень для летящих камней, дротиков и стрел. Исход боя был решен. Дальше было побоище.

Исходя из фактического хода событий, словесную модель действий карфагенских войск, т. е. замысел Ганнибала, можно сформулировать так: малыми силами сдержать первый натиск фаланги римской пехоты в центре, смести римскую конницу на флангах, полностью окружить и ударом с тыла остановить продвижение фаланги, лишив ее тем самым наступательной силы, и, используя ее неповоротливость и слабую обученность римской пехоты, полностью разгромить противника. Замысел римского полководца Сервилия: всю силу пехоты направить на центр боевого построения карфагенян, решительной атакой смять противника, обратив его в бегство, после чего поочередно разбить разрозненные Части пехоты и кавалерии.

Суть сложившейся конфликтной ситуации и весь расчет сводятся здесь к решению одного вопроса: у кого было больше шансов - у Ганнибала, чтобы сдержать натиск римской фаланги в центре до того момента, когда конница Газдрубала нанесет по ней удар с тыла и остановит ее, или у Сервилия, чтобы сокрушить центр боевого построения карфагенян, прежде чем остановить и перестроить фалангу для действий на других направлениях? Математического описания самих действий войск сторон для решения этого вопроса не требуется.

Проанализировав, как говорится, «обратным ходом» конечный результат боя с позиций сущности военного искусства, можно сказать, что в решающий момент боя на решающем направлении (в центре) Ганнибал сумел создать (за счет удара, по фаланге с тыла) подавляющее (по меньшей мере четырехкратное) превосходство над противником и тем самым не допустил сокрушения центра своей пехоты.

В ходе Великой Отечественной войны при ведении военных действий на сталинградском направлении сложилась ситуация, аналогичная рассмотренной выше, только при другом общем количественном соотношении войск воюющих сторон и значительно большем размахе военных действий. Судя по фактическому ходу событий, общий замысел наших войск заключался в том, чтобы малыми силами удержать правый берег Волги в районе Сталинграда, сосредоточить на флангах немецко-фашистской группировки превосходящие силы, сходящимися ударами окружить и уничтожить ее.

Для обоснования этого замысла, на мой взгляд, достаточно создать такую математическую модель, которая решала бы один вопрос: кто имеет больше шансов - наши войска, чтобы удержать плацдарм на правом берегу Волги по меньшей мере до полного окружения противника, или противник, которому необходимо было сбросить наши обороняющиеся войска в Волгу прежде, чем повернуть свои войска навстречу нашим наступающим войскам? Разрабатывать для обоснования данного замысла сложную математическию модель таких крупномасштабных военных действий было бы нецелесообразно: она не дала бы более точных, заслуживающих доверия результатов. Скорее наоборот.

Конечно, анализируя отдельные примеры, нельзя делать категоричных выводов. Но некоторые соображения высказать можно.

Первое. Модели, не учитывающие военное искусство полководцев, будут неполно отражать объективную действительность и всегда давать однозначный ответ: победит сторона, которая имеет численное превосходство и большие материальные возможности. Применение таких моделей научит офицеров побеждать числом, а не умением. Чтобы учесть в математических моделях уровень военного искусства и выработать соответствующие коэффициенты, необходимо тщательно проанализировать исторический опыт, как это показано выше на двух примерах.

Второе. Основным условием успешного использования предлагаемого подхода является умение выявлять суть конфликтных ситуаций, складывающихся при подготовке и ведении военных действий, и оценить их с точки зрения сущности военного искусства.

Третье. Чем короче, четче и яснее сформулированы замыслы действий сторон, тем легче выявить сущность складывающейся конфликтной ситуации и определить вопрос, требующий расчетов для своего решения. Чем проще модель, тем она ближе к действительности, менее искаженно ее отражает, требует меньше исходной информации. Очевидно, что и математический аппарат для таких моделей также будет несложным (в пределах теории вероятностей и теории игр).

Напомним, что предлагаемый подход относится только к моделям для обоснования замыслов принимаемых решений. Математические модели для исследовательских целей, графического отображения на экране принимаемых решений по текущей обстановке и другие здесь не рассматриваются.

В заключение отметим, что заслуживает внимания еще один в общем-то известный подход к созданию моделей (которые условно можно назвать «дуэльными»), когда командующий (командир) играет «шахматную партию» с ЭВМ, имитирующей противника. Конечно, этот путь сложный, трудоемкий, но, на мой взгляд, перспективный с точки зрения повышения эффективности обучения офицеров военному искусству.

Математическая модель и методика оперативно-тактических расчетов - одно и то же.

Военная Мысль.- 1987.- № 7.- С 33-41

Военный энциклопедический словарь.- М.: Воениздат, 1986.- С. 89

Там же.-С. 145.

Материалы Пленума Центрального Комитета КПСС, 25-26 июня 1987 г.- М. Политиздат, 1987.-С. 12.

Советский энциклопедический словарь.- М.: Сов. энциклопедия, 1983.- С. 238

Военный энциклопедический лексикон.- Ч. III.- СПб, 1839.- С. 454.

Морской атлас-Т. III.- Ч. 1.-МО СССР, 1958 -Л. 1,

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

Военная историческая библиотека

Главная Энциклопедия Словари Подробнее

Моделирование в военном деле

Метод военно-теоретического или военно-технического исследования объекта (явления, процесса, системы) путем создания и изучения его аналога (модели) способного замещать изучаемый объект в процессе исследования с целью получения информации о реальной системе. По сравнению с реальной системой (прототипом) модель может иметь совершенно иную природу. Между реальной системой и ее моделью должно быть установлено определенное соответствие (аналогия) по тем признакам (факторам, свойствам), которые в той или иной мере должны быть обязательно учтены для достижения цели исследования. Выявленные в процессе М. свойства и особенности поведения модели переносятся с использованием метода аналогий на реальный (моделируемый) объект. Степень соответствия модели тому фрагменту реальной действительности, для изучения которой формируется модель, называется адекватностью модели. Неадекватная модель не способна замещать прототип (оригинал) в процессе исследования, т.к. в этом случае нарушается логическая основа М. - возможность переноса информации об одних объектах на другие, т.е. возможность формирования умозаключения по аналогии. М. - основная методологическая концепция познания и практического овладения реальной действительностью в военном деле и является в определенном смысле обобщением метода аналогий. Различают материальное (предметное) и идеальное М.

При материальном М. в качестве модели предполагается использование некоторого материального предмета. По природе аналогии материальное М. делят на физическое (макетирование, обеспечивающее аналогию физической природы оригинала и модели) и аналоговое (обеспечивающее сходство процессов, протекающих в оригинале и модели). Идеальное М. основывается на мысленной идеализированной аналогии реального объекта и его модели, а по способу отражения реального объекта (или по глубине формализации) делится на знаковое и интуитивное М. По способу представления знаковых моделей различают математическое, логическое (логико-математическое) и графическое М.

Математическое М. предполагает использование математической модели, под которой понимают систему математических соотношений, зависимостей (обычно в форме математических уравнений и ограничивающих условий), описывающую с определенных сторон исследуемый объект и замещающую его в процессе познания. По вычислимости различных показателей, отношений и т.п. методы математического М. делятся на аналитические и алгоритмические.

Интуитивное М. проводится на вербальном (описательном) уровне. При этом методе ограничиваются лишь анализом качественных обобщенных понятий, отражающих общие тенденции развития явлений. Многие из перечисленных форм и способов М. используется в форме имитационного М., при котором в качестве аналога изучаемого фрагмента реальной действительности применяется модель имитационная.

Имитационное М. представляет собой процесс конструирования модели имитационной сложной реальной системы и постановки эксперимента на этой модели с целью либо понять поведение системы, либо оценить (в рамках соответствующих ограничений) различные стратегии (способы действий), обеспечивающие функционирование данной системы. Имитационное М., является методом исследования направленным на описание поведения системы; выдвижение предположений и гипотез, которые могут объяснить наблюдаемое поведение системы; использование этих гипотез для предсказания будущего поведения. Этот метод М. является одним из самых действенных инструментов исследования сложных систем, управление которыми связано с принятием решений в условиях неопределенности. При имитационном М. процессы функционирования системы-оригинала подменяются процессами, имитируемыми другой системой (моделью), но с соблюдением основных правил (режимов, алгоритмов) функционирования оригинала. В процессе имитации фиксируются определенные события и состояния или измеряются выходные воздействия, по которым вычисляются характеристики качества функционирования системы. С помощью моделей, имитирующих реальность, исследователь проводит серии специально организованных вариантных расчетов («прогоны» модели) и получает те знания, без которых выбрать альтернативный вариант своей стратегии он не может. Имитационное М. издавна используются в военном деле. Военные игры (маневры, учения, командно-штабные учения и т.д.), проводятся для проигрывания (имитации) предстоящих операций и относятся к имитационному моделированию. Так в РВСН при проведении командно-штабных военных игр широко используются штабные математические модели и другие, отражающие связь эффективности боевых действий с факторами ее определяющими. В связи с бурным развитием вычислительной техники широкое распространение получили военные игры с использованием ЭВМ. Имитационное исследование, проводимое с использованием имитационных моделей, является основной формой системного анализа эффективности боевых действий. События при имитации разворачиваются во времени, как правило, в том порядке, в каком они следуют в реальной системе, но в измененной временной шкале. Действие случайных факторов учитывается с помощью специальных датчиков случайных чисел (имитаторов). В определенном месте процесс имитации может быть приостановлен для проведения, например, операционной военной игры, экспертного опроса или натурного эксперимента с использованием промежуточных данных, полученных при машинной имитации. Результаты игры, экспертизы или эксперимента могут быть использованы для продолжения имитации процесса на ЭВМ.

К настоящему времени наиболее распространено М. процессов вооруженной борьбы (боя, удара, сражения, операции и т.п.) с целью обоснования принимаемых решений в области управления войсками и оружием при подготовке и ведении боевых действий, строительстве вооруженных сил, разработке программ развития вооружений, оперативной подготовке штабов и т.д. При изучении боевых действий Ракетных войск стратегического назначения метод М. является практически единственным методом познания и выработки военно-технических решений. К настоящему времени создан большой класс моделей одиночных, групповых и массированных ударов группировок РВСН разнообразного состава в различных формах боевого применения (в ответном, ответно-встречном, упреждающем ударах), предназначенных в основном для исследования эффективности боевых действий в широком диапазоне возможных условий обстановки. Эти модели выражают связь эффективности боевых действий с различного рода факторами, её определяющими. Особое значение имеют задачи планирования ракетно-ядерных ударов (в частности, задача целераспределения), решаемые только с использованием метода М. Не менее важную роль играет М. при выборе рационального состава и структурно-функционального облика системы вооружения ВС и, в частности, РВСН. В этом направлении М. является основным методом при обосновании предложений в Государственную программу вооружения, а также при формировании государственного оборонного заказа. При создании ракетно-ядерного вооружения в период научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских разработок метод М. можно назвать ведущим, особенно на стадии, так называемого, внешнего проектирования систем, а также в практике военно-экономического анализа ракетного вооружения. Исследование способов преодоления систем ПРО требует использования различных методов и приемов М. Современная теория ядерного сдерживания базируется на широком, всеохватывающем использовании разнообразных методов М.

В 2018 году в Военной академии ВКО (г. Тверь) вышла в свет монография «Теоретические основы и математические модели синтеза замысла на ведение воздушной операции». Монография разработана авторским коллективом академии под редакцией заместителя начальника академии по учебной и научной работе доктора военных наук, профессора генерал-майора Гончарова А. М.

В 2018 году в Военной академии ВКО (г. Тверь) вышла в свет монография «Теоретические основы и математические модели синтеза замысла на ведение воздушной операции». Монография разработана авторским коллективом академии под редакцией заместителя начальника академии по учебной и научной работе доктора военных наук, профессора генерал-майора Гончарова А. М.

В монографии получила дальнейшее развитие теория моделирования военных действий применительно к разработке замыслов воздушных операций. Сложность вооруженной борьбы, в том числе воздушных операций, и дефицит располагаемого времени потребовали для разработки и обоснования замыслов, решений и планов операций, боевых и других действий, использования математического моделирования. Для решения этой задачи к моделям выдвигались требования оперативности (по времени) и адекватности моделирования, возможным реальным действиям. Для этого к настоящему были разработаны потенциальные, аналитические и имитационные модели и моделирующие комплексы, обеспечивающие получение за различное время и с различной точностью ожидаемых результатов планируемых действий группировок войск (сил).

Однако все модели и моделирующие комплексы, разработанные в интересах Вооруженных Сил, не позволяют автоматизировано разрабатывать замыслы операций и боевых действий. Перед применением потенциальных, аналитических и имитационных моделей должностные лица органов военного управления должны вручную определить элементы замыслов операций и боевых действий и их значения.

При этом для определения замысла воздушной операции необходимо: распределить силы и средства между приемами по нанесению ударов по объектам противника и по отражению ударов его средств воздушного нападения; распределить ударные силы и средства по направлениям (районам) действий, а также для подавления противовоздушной обороны и нанесения ударов по объектам противника; распределить силы и средства ПВО по направлениям (районам), рубежам и объектам обороны.

Показанные элементы замысла воздушной операции и их значения должностные лица органов военного управления устанавливают на основе своих знаний, опыта и интуиции. Однако не все должностные лица владеют ими в необходимой степени. Поэтому разрабатываемые ими значения элементов замысла операции могут быть далекими от рациональных. Причина в том, что потенциальные, аналитические и имитационные модели относятся к математическим моделям динамики системы и могут вычислять результаты только разработанных способов действий.

Для получения рациональных значений элементов замыслов воздушных операций в монографии впервые разработаны принципиально новые модели – игровые модели синтеза, которые автоматизировано формируют варианты рациональных параметров системы, то есть варианты рациональных значений элементов замысла операции, а также модели управления, которые изменяют установленные значения и определяют изменение ожидаемых результатов операции при различных управляющих воздействиях.

Методической основой для генерации вариантов замысла воздушной операции в монографии приняты игровые модели «нападение-оборона», разработанные Ю. Б. Гермейером, О. Гроссом, В. Ф. Огарышевым, Д. А. Молодцовым, многошаговое обобщение модели Т. Н. Данильченко, К. К. Масевичем, динамическое квазиинформационное расширение модели Б. П. Крутовым.

Проведенное в монографии дальнейшее обобщение модели «нападение-оборона» состоит в учете неоднородности средств сторон через соответствующее изменение вероятности воздействия на каждом уровне обороны и удара, которое, в свою очередь, есть результат решения соответствующей задачи целераспределения.

Это привело к задачам на кратный минимакс со связанными ограничениями для определения гарантированного результата ударов и обороны, который дает многоуровневая модель «нападение-оборона» с неоднородными ресурсами сторон. Данная модель основана на целераспределении при помощи решения классической транспортной задачи на каждом уровне.

Программная реализация разработанных моделей, взаимоувязанных в иерархическую структуру, существенно расширит возможности моделей и их комплексов. Она позволит автоматизировано формировать рациональные параметры элементов замысла воздушной операции для полного использования боевых возможностей группировки войск (сил), а именно:

— прогнозировать элементы замысла действий ударных и оборонительных сил и средств противника, рациональные с его точки зрения;

— распределять силы и средства между приемами по нанесению ударов по объектам противника и по отражению ударов его средств воздушного нападения;

— обосновать требуемые группировки сил и средств на направлениях (в районах);

— распределять ударные силы и средства по направлениям (районам) действий, а также для подавления противовоздушной обороны и нанесения ударов по объектам противника;

— распределять силы и средства ПВО по направлениям (районам), рубежам и объектам;

— проводить адаптивно со сложившейся ситуацией оценку возможностей системы управления по изменению параметров элементов замысла операции.

Возможности игровых моделей синтеза и моделей управления позволят избежать кропотливого труда по ручной разработке и ручному вводу параметров элементов замысла операции и поиску их рациональных значений.

Разработанные в монографии и взаимоувязанные в иерархическую структуру модели для генерации рациональных параметров замысла воздушной операции на ТВД могут служить методологической основой для дальнейшего развития теории моделирования военных действий применительно к разработке замыслов армейских, морских операций, операций флота, операций на ТВД и др.