Устройство целераспределения и расчета минимального требуемого количества воздействий по целям

Изобретение относится к области автоматизированного управления и может быть использовано в автоматизированных системах управления (АСУ) войсками противовоздушной обороны (ПВО). Техническим результатом является обеспечение расчета минимального требуемого количества воздействий огневых средств группировки ПВО и такого их распределения по целям, при котором эффективность боевых действий группировки ПВО не меньше заданной. Устройство содержит блок задания исходных данных, три блока умножения, два блока деления, два сумматора и вычитатель. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технике автоматизированного управления войсками и может быть использовано в АСУ для выработки рекомендаций по оптимальному распределению огневых средств ПВО, а также для предъявления требований к количеству огневых средств в составе группировки ПВО.

Известна задача целераспределения, которая записывается в следующем виде [Богданов Ю.В., Зубов Н.Н. Оптимизация решений методами математического программирования. - Калинин: ВА ПВО, 1988. С. 14, 15; Динер И.Я. Исследование операций. Л.: ВМА, 1969. С. 438, 439. См. Приложение к описанию заявки]:

где Э(Х) - показатель эффективности боевых действий группировки ПВО (относительный ущерб противнику); j - номер цели;

N - количество целей;

gj - относительная важность j-й цели

pj - вероятность поражения j-й цели за одно воздействие;

x ¯ j - среднее количество воздействий, назначенных на j-ю цель;

n - количество воздействий, которое может осуществить группировка ПВО.

В задаче требуется таким образом распределить воздействия по целям (найти такую совокупность параметров управления X 0 = { x ¯ j 0 } ), чтобы эффективность боевых действий группировки была максимальной (Эmax=Э(Х0)) и выполнялось ограничение (2).

Решение задачи методом неопределенных множителей Лагранжа приведено в [Богданов Ю.В., Зубов Н.Н. Оптимизация решений методами математического программирования. - Калинин: ВА ПВО, 1988. С. 14, 15. См. Приложение к описанию заявки] и имеет вид

Блок-схема устройства, реализующего выражение (3), показана на фиг. 1. Это устройство и выбрано в качестве прототипа.

Устройство содержит:

1 - блок задания исходных данных, с выходов которого снимаются следующие исходные данные:

первые выходы (N выходов по числу целей) - относительные важности целей g j ( j = 1, N ¯ ) ;

вторые выходы (N выходов по числу целей) - вероятности поражения целей за одно воздействие p j ( j = 1, N ¯ ) ;

третий выход - константа, равная единице;

четвертый выход - количество воздействий n, которое может выполнить группировка ПВО;

2 - первый блок умножения (в составе N схем умножения на два входа каждая), на первые входы которого поступает информация с первых выходов блока задания исходных данных 1 об относительной важности целей, а на вторые входы - о вероятностях поражения целей за одно воздействие со вторых выходов блока задания исходных данных 1. Выходы первого блока умножения 2 подключены к логарифмическим (первым) входам третьего блока умножения 7;

3 - второй блок умножения (в составе N схем умножения на два входа каждая), на первые входы которого поступает информация со вторых выходов блока задания исходных данных 1 о вероятностях поражения целей за одно воздействие, вторые входы подключены к выходу первого сумматора 6, а выходы - к первым входам первого блока деления 4;

4 - первый блок деления (в составе N схем деления на два входа каждая), первые входы которого (входы делителя) подключены к выходам второго блока умножения 3, вторые входы (входы делимого) - к выходу вычитателя 10, а выходы - ко вторым входам блока сложения 8;

5 - второй блок деления в (составе N схем деления на два входа каждая), на первые входы которого (входы делимого) поступает константа, равная 1, с третьего выхода блока задания исходных данных 1, а на вторые входы (входы делителя) поступает информация о вероятностях поражения целей за одно воздействие со вторых выходов блока задания исходных данных 1. Выходы второго блока деления 5 подключены ко входам первого сумматора 6 и вторым входам третьего блока умножения 7;

6 - первый сумматор (на N входов), выход которого соединен со вторыми входами второго блока умножения 3;

7 - третий блок умножения (составе N схем умножения на два входа каждая), логарифмические (первые) входы которого подключены к выходам первого блока умножения 2, вторые входы - к выходам второго блока деления 5, а выходы - к первым входам блока сложения 8 и входам второго сумматора 9;

8 - блок сложения (в составе N схем сложения на два входа каждая), первые и вторые входы которого подключены к выходам третьего блока умножения 7 и первого блока деления 4 соответственно, а выходы являются выходами устройства;

9 - второй сумматор (на N входов), выход которого соединен со вторым входом вычитателя 10;

10 - вычитатель, на первый вход которого (вход уменьшаемого) поступает информация с четвертого выхода блока задания исходных данных 1 о количестве воздействий в составе группировки ПВО, второй вход (вход вычитаемого) подключен к выходу второго сумматора 9, а выход - ко вторым входам (входам делимого) первого блока деления 4.

Устройство работает следующим образом.

Информация об относительной важности целей g j ( j = 1, N ¯ ) и вероятностях ее поражения за одно воздействие p j ( j = 1, N ¯ ) поступает с первых и вторых выходов блока задания исходных данных 1 на соответствующие входы первого блока умножения 2, где находятся их произведения g j p j ( j = 1, N ¯ ) , которые поступают на логарифмические (первые) входы третьего блока умножения 7. Информация о вероятностях поражения целей за одно воздействие p j ( j = 1, N ¯ ) , кроме того, поступает на первые входы второго блока умножения 3 и вторые входы (входы делителя) второго блока деления 5, на первые входы которого (входы делимого) поступает константа 1 с третьего выхода блока задания исходных данных 1. С выходов второго блока деления 5 результаты деления 1 p j ( j = 1, N ¯ ) поступают на входы первого сумматора 6 и на вторые входы третьего блока умножения 7. Суммарный сигнал s = 1 N 1 p s с выхода первого сумматора 6 поступает на вторые входы второго блока умножения 3, с выхода которого произведения s = 1 N 1 p s ( j = 1, N ¯ ) поступают на первые входы (входы делителя) первого блока деления 4. Сигналы 1 p j ln g j p j ( j = 1, N ¯ ) с выходов третьего блока умножения 7 поступают на первые входы блока сложения 8 и входы второго сумматора 9, с выхода которого результат суммирования s = 1 N 1 p s ln g s p s поступает на второй вход (вход вычитаемого) вычитателя 10. Информация о количестве воздействий n, которое может провести группировка ПВО, с четвертого выхода блока задания исходных данных 1 поступает на первый вход (вход уменьшаемого) вычитателя 10, с выхода которого разность ( n s = 1 N 1 p s ln g s p s ) поступает на вторые входы (входы делимого) первого блока деления 4. Результаты деления n s = 1 N 1 p s ln g s p s p j s = 1 N 1 p s ( j = 1, N ¯ ) поступают на вторые входы блока сложения 8, с выходов которого и снимаются сигналы, равные среднему количеству воздействий по j-й цели

Принципиальным недостатком устройства является то, что с целью нанесения противнику максимального ущерба независимо от условий ведения боевых действий распределяются все n воздействий по целям. Однако, как показывает опыт локальных войн и конфликтов, не всегда целесообразно пытаться нанести противнику максимальный ущерб. Очень часто противник отказывается от выполнения своей боевой задачи, если его потери (понесенный им относительный ущерб Э(Х)) превышают некоторый пороговый уровень Эзад. Значение этого порога может быть различным и определяется целями и задачами, которые ставит перед собой противник.

Кроме того, анализ вида целевой функции (1) показывает, что при определенном количестве назначенных на j-ю цель воздействий прирост целевой функции от назначения на эту цель очередного воздействия может быть очень мал и, следовательно, все последующие воздействия используются неэффективно. Таким образом, и с этой точки зрения целесообразно распределять воздействия по целям только до тех пор, пока не будет достигнут заданный (пороговый) уровень ущерба противнику.

В настоящее время в связи с резким сокращением ассигнований на оборону очень остро ставится вопрос выполнения боевой задачи с минимальными затратами (минимальным количеством воздействий).

Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача создания такого устройства, которое позволило бы рассчитать минимальное требуемое количество воздействий и распределить их по целям таким образом, чтобы эффективность боевых действий группировки ПВО была не менее заданной. В формализованном виде задача записывается как

Для решения задачи методом неопределенных множителей Лагранжа составим функцию Лагранжа [Динер И.Я. Исследование операций. Л.: ВМА, 1969. С. 419-421. См. Приложение к описанию заявки]

где λ - неопределенный множитель Лагранжа.

Таким образом, задача (4), (5) на условный экстремум функции F(X) сведена к эквивалентной по решению задаче отыскания безусловного экстремума функции Лагранжа Ф(Х, λ).

Запишем необходимые условия существования экстремума функции Лагранжа

В соответствии с (6), (7)

откуда

и после логарифмирования обеих частей уравнения (9)

Для отыскания неизвестной λ воспользуемся условием (8)

,

откуда

или

Так как j = 1 N g j = 1 , то последнее выражение принимает вид

Подставив (9) в (11), получим

,

откуда, переходя к другому индексу суммирования (s вместо j), получим

После подстановки (12) в (10) получим окончательное выражение для среднего количества воздействий, назначаемых на j-ю цель

При этом целевая функция (4) примет значение

которое и представляет собой минимальное требуемое количество воздействий группировки ПВО по целям.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает реализацию выражений (13), (14).

Решение сформулированной выше задачи достигается тем, что в известное устройство (фиг. 1), содержащее блок задания исходных данных, три блока умножения, два блока деления, два сумматора и вычитатель, причем первые и вторые входы первого блока умножения соединены с соответствующими выходами блока задания исходных данных, вторые выходы которого подключены ко вторым, а третий выход - к первым входам второго блока деления, выходы которого соединены со вторыми входами третьего блока умножения и входами первого сумматора, выход которого подключен ко вторым входам второго блока умножения, выходы которого соединены с первыми входами первого блока деления, а выходы третьего блока умножения подключены ко входам второго сумматора, введены дополнительные связи, причем выходы первого блока умножения подключены ко входам второго блока умножения, а третий и введенный пятый выходы блока задания исходных данных подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, выход которого соединен со вторыми входами первого блока деления, выходы которого подключены к первым (логарифмическим) входам третьего блока умножения, выходы которого, наряду с выходом второго сумматора, являются выходами устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что содержит дополнительные связи между блоками и новый выход блока задания исходных данных.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что входящие в его состав блоки известны.

Однако, при введении дополнительных связей в заявляемое устройство оно проявляет новые свойства, позволяющие не только рассчитывать минимальное требуемое количество воздействий (огневых средств), но и оптимальным образом распределить их по целям. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

Блок-схема устройства представлена на фиг. 2.

Устройство содержит:

1 - блок задания исходных данных, с выходов которого снимаются следующие исходные данные:

первые выходы (N выходов по числу целей) - относительные важности целей

вторые выходы (N выходов по числу целей) - вероятности поражения целей за одно воздействие

третий выход - константа, равная единице;

пятый выход - заданная эффективность Эзад боевых действий группировки ПВО;

2 - первый блок умножения (в составе N схем умножения на два входа каждая), первые и вторые входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания исходных данных 1, а выходы подключены к первым входам второго блока умножения 3;

3 - второй блок умножения (в составе N схем умножения на два входа

каждая), первые входы которого подключены к выходам первого блока умножения 2, вторые входы - к выходу первого сумматора 6, а выходы - к первым входам первого блока деления 4;

4 - первый блок деления (в составе N схем деления на два входа каждая), первые входы которого соединены с выходами второго блока умножения 3, вторые входы - с выходом вычитателя 10, а выход - с первыми (логарифмическими) входами третьего блока умножения 7;

5 - второй блок деления (в составе N схем деления на два входа каждая), первые входы (входы делителя) которого подключены ко вторым выходам блока задания исходных данных 1, вторые входы (входы делимого) - к третьему выходу блока задания исходных данных 1, а выходы - ко входам первого сумматора 6 и вторым входам третьего блока умножения 7;

6 - первый сумматор (на N входов), выход которого подключен ко вторым входам второго блока умножения 3;

7 - третий блок умножения (в составе N схем умножения на два входа каждая), первые (логарифмические) входы которого подключены к выходам первого блока деления 4, вторые входы - к выходам второго блока деления 5, а выходы - ко входам второго сумматора 9;

9 - второй сумматор (на N входов), выход которого является выходом устройства;

10 - вычитатель, первый вход которого (вход уменьшаемого) подключен к третьему выходу блока задания исходных данных 1, а второй вход (вход вычитаемого) - к пятому выходу этого же блока 1.

Устройство работает следующим образом.

Информация об относительной важности целей g j ( j = 1, N ¯ ) и вероятностях ее поражения за одно воздействие p j ( j = 1, N ¯ ) поступает с первых и вторых выходов блока задания исходных данных 1 на соответствующие входы первого блока умножения 2, где находятся их произведения g j p j ( j = 1, N ¯ ) , которые поступают на первые входы второго блока умножения 3. Информация о вероятностях поражения цели за одно воздействие p j ( j = 1, N ¯ ) , кроме того, поступает на первые входы (входы делителя) второго блока деления 5, на вторые входы которого (входы делимого) поступает константа, равная «единице», с третьего выхода блока задания исходных данных 1. Эта же константа поступает на первый вход (вход уменьшаемого) вычитателя 10, на второй вход (вход вычитаемого) которого поступает информация с пятого выхода блока задания исходных данных 1 о заданном уровне потерь противника Эзад. С выхода второго блока деления 5 результаты деления 1 p j ( j = 1, N ¯ ) поступают на входы первого сумматора 6 и на вторые входы третьего блока умножения 7. Суммарный сигнал s = 1 N 1 p s с выхода первого сумматора 6 поступает на вторые входы второго блока умножения 3, с выхода которого произведения g j p j s = 1 N 1 p s ( j = 1, N ¯ ) поступают на первые входы (входы делимого) первого блока деления 4, на вторые входы которого (входы делителя) поступает информация (1 - Эзад) с выхода вычитателя 10. Результаты деления g j p j s = 1 N 1 p s 1 Э з а д ( j = 1, N ¯ ) поступают на первые (логарифмические) входы третьего блока умножения 7, с выходов которого и снимаются сигналы x ¯ j 0 ( j = 1, N ¯ ) , представляющие собой среднее число воздействий по каждой цели (см. выражение (13)). Эти сигналы, кроме того, поступают на входы второго сумматора 9, с выхода которого снимается значение целевой функции

представляющее собой минимальное требуемое количество воздействий огневых средств группировки ПВО по целям (14).

Конструкция предлагаемого устройства основана на использовании известных элементов и технических трудностей не представляет.

Устройство целераспределения и расчета минимального требуемого количества воздействий по целям, содержащее блок задания исходных данных, три блока умножения, два блока деления, два сумматора и вычитатель, причем первые и вторые входы первого блока умножения соединены с соответствующими выходами блока задания исходных данных, вторые выходы которого подключены ко вторым, а третий выход - к первым входам второго блока деления, выходы которого соединены со вторыми входами третьего блока умножения и входами первого сумматора, выход которого подключен ко вторым входам второго блока умножения, выходы которого соединены с первыми входами первого блока деления, а выходы третьего блока умножения подключены ко входам второго сумматора, отличающееся тем, что в него введены дополнительные связи, причем выходы первого блока умножения подключены ко входам второго блока умножения, а третий и введенный пятый выходы блока задания исходных данных подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, выход которого соединен со вторыми входами первого блока деления, выходы которого подключены к первым (логарифмическим) входам третьего блока умножения, выходы которого, наряду с выходом второго сумматора, являются выходами устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам информатики и вычислительной техники и может быть использовано для синтеза арифметико-логических устройств, для создания быстродействующих и производительных цифровых устройств суммирования и вычитания чисел в двоичной системе счисления в прямых кодах.

Устройство для преобразования данных на основе полиномов может содержать процессор. Этот процессор может быть сконфигурирован для идентификации данных, которые релевантны для набора из одного или более запросов, и для генерирования вектора источника информации, который указывает на источники информации, ассоциированные с данными.

Изобретение относится к технологиям управления электронной информацией и, более конкретно, относится к системе и способу эффективного выполнения процедуры имитации сети.

Изобретение относится к способу оценки вероятности добычи на буровой площадке. .

Изобретение относится к области моделирования динамических систем. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для прогнозирования данных в системах различного назначения. .

Изобретение относится к техническим средствам информатики и вычислительной техники и может быть использовано для синтеза арифметико-логических устройств, для создания быстродействующих и производительных цифровых устройств суммирования вычитания чисел в троичной системе счисления в прямых кодах.

Изобретение относится к области печатной техники и может быть использовано для прогнозирования потребления расходных материалов и стоимости выполнения задания на печать для цифровых типографских систем.

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Изобретение относится к области вычислительной техники. .

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Технический результат - повышение точности обработки информации для выбора рациональной стратегии (PC) при неполноте разведывательной информации о координатах боевых средств (БСр) группировок сторон.

Изобретение относится к области проектирования нефтяного коллектора управления им и его отдачей. Технический результат - более точная оценка фактических условий в существующем коллекторе, разработка и реализация разумного плана мероприятий для увеличения краткосрочных рабочих дебитов и долгосрочной нефтеотдачи коллектора.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе обработки геофизических данных. Заявлен способ для одновременной инверсии полного волнового поля сейсмограмм кодированных из источников (или приемников) геофизических данных, чтобы определять модель физических свойств для области геологической среды.

Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений со сложно построенными кавернозно-трещиновато-пористыми коллекторами.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при обработке данных сейсмических исследований. Заявлен способ перестроения моделей (110) Q геологической среды на основании сейсмических данных (10) путем осуществления лучевой Q томографии сдвига центроидных частот.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при обработке сейсмических данных при поиске месторождений углеводородов. Заявленный способ идентификации геологических особенностей из геофизических или атрибутивных данных предполагает использование выполняемого в окне анализа главных компонент или анализа независимых компонент, либо диффузионного картирования.

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах для обработки результатов векторной регистрации параметров, получаемых регистраторами параметров электрического режима на отдельных объектах (узлах) энергосистемы.

Изобретение относится к области цифровых вычислений и может быть использовано в криптографии. Техническим результатом является повышение достоверности и производительности.

Изобретение относится к использованию цифровой вычислительной техники при моделировании боевых действий разнородных группировок. Техническим результатом является повышение уровня достоверности компьютерного моделирования боевых действий.

Изобретение относится к способу моделирования сетей связи. Технический результат заключается в повышении достоверности моделирования сетей связи, а также в возможности моделирования фрагментов сетей связи, инвариантных имеющимся, с учетом физико-географических условий местности и топологических неоднородностей, возникших в процессе развития сети.

Изобретение относится к способу и устройству оценки связей или отображений сигналов. Технический результат заключается в повышении эффективности оценки свойств сигналов. Устройство содержит средства оценки связи или нескольких связей двух или нескольких сигналов или их передаточных функций, представляемых на вещественной или соответственно комплексной числовой плоскости, средства оценки произвольно определяемого отображения или отображений сигнала или нескольких сигналов, представляемых на вещественной или комплексной числовой плоскости, средства определения инвариантов отображения или нескольких отображений связи или связей для одного или нескольких отрезков сигнала или средства определения инвариантов отображения или нескольких отображений произвольно определяемого отображения или произвольно определяемых отображений для одного или нескольких отрезков сигнала. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к области автоматизированного управления и может быть использовано в автоматизированных системах управления войсками противовоздушной обороны. Техническим результатом является обеспечение расчета минимального требуемого количества воздействий огневых средств группировки ПВО и такого их распределения по целям, при котором эффективность боевых действий группировки ПВО не меньше заданной. Устройство содержит блок задания исходных данных, три блока умножения, два блока деления, два сумматора и вычитатель. 2 ил.

Наверх