Способ выбора рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для обработки входной информации о характеристиках боевых средств. Технический результат заключается в повышении быстродействия и достоверности обработки информации. Указанная задача решается за счет способа выбора рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок, заключающегося в том, что коммутируют исходные данные показателей своих боевых средств и средств каждой группировки противника, записывают их в блок памяти и дополняют исходные данные информацией о выборе сторонами рассматриваемого варианта поражения соседних боевых средств группировок, а также информацией о наличии или отсутствии у сторон сведений о координатах боевых средств группировок противника, данные с выходов блока памяти передают на входы трех арифметических блоков, в каждом из которых в соответствии с выбранной стратегией осуществляется вычисление остатков своих боевых средств и средств противника с учетом информации по рассматриваемому варианту, и с выходов арифметических блоков по команде с блока управления информация об остатках своих боевых средств и средств противника передается на блок визуализации, на котором отображается информация о выборе варианта дополнительного поражения соседних боевых средств группировок и информация сторон. 3 табл.

 

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

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

Техническим результатом является повышение уровня точности обработки получаемой информации при определении стратегии в боевых действиях разнородных группировок с учетом возможности поражения одним выстрелом соседних боевых средств.

С учетом этих и других задач, существует потребность в разработке способа, который позволил бы устранить отмеченные недостатки.

В отличие от известных способов повышение боевой эффективности (результативности) группового боя осуществляется за счет:

- учета разнородности БСр противостоящих сторон;

- выбора рациональной стратегии ведения боя;

- оценки результатов предстоящего боя до его проведения.

Ранее [6-11] авторы рассмотрели БД с учетом разнородности по интенсивности огневого поражения (ИОП), разнородности по обеспечению сторон разведкой о координатах БСр сторон, влияющих на выбор рациональных стратегий. Однако существует еще вид разнородности, связанный с возможностью поражения в одном выстреле дополнительно соседних БСр [1]. Этот подход характеризуется введением числа k_i, определяющего количество дополнительно пораженных соседних БСр (ДПССр) i-ой группировкой в одном выстреле, характеризующаяся мощностью заряда снаряда или наличием высокой концентрации (сосредоточения) БСр.

В предлагаемом изобретении указанная задача решается за счет способа выбора рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок, заключающегося в том, что коммутируют исходные данные показателей своих боевых средств (БСр) и средств каждой группировки противника, записывают их в блок памяти, отличающийся тем, что дополняют исходные данные информацией о выборе сторонами рассматриваемого варианта поражения соседних БСр группировок, информацией о наличии или отсутствии у сторон ведения боя сведений о координатах БСр группировок противника, а также данными разведки при их наличии у соответствующих сторон и соответствующих группировок, причем при получении данных об уничтожении БСр соответствующих сторон и группировок используют коэффициенты соответствующих поражениям противостоящих сторон, исходные и дополнительные данные с выходов блока памяти передают на входы трех арифметических блоков, в которых при обработке используют соответственно данные без учета данных разведки, с учетом данных разведки одной стороной и с учетом данных разведки противоположной стороной, и в каждом из которых в соответствии с выбранной стратегией осуществляют вычисление остатков своих БСр и средств противника на основании полученных данных из блока памяти, и с выходов арифметических блоков по команде с блока управления информацию об остатках своих боевых средств и средств противника передают на блок визуализации, на котором отображают информацию о выборе варианта дополнительного поражения соседних БСр группировок и информацию о наличии или отсутствии у сторон сведений о координатах БСр противника.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Известно математическое описание двустороннего боя с помощью дифференциальных уравнений Осипова-Ланчестера [1-5]. При этом каждая из двух сторон А и В содержит группировку из однородных боевых средств (БСр).

Представляет интерес рассмотрение двустороннего боя с разнородными группировками, когда сторона А имеет одну группировку, а противостоящая ей сторона В пусть включает (для простоты представления) две группировки В₁ и В₂. Показателями БСр стороны А до начала группового боя (ГБ) будут:

М - первоначальное количество боевых средств стороны А;

μ₁, μ₂ - интенсивности поражающего огня (ИОП) БСр, пропорциональные вероятностям поражения цели одним выстрелом р₁, р₂ и скорострельностям ƒ₁ и ƒ₂ БСр, т.е. μ₁=p₁ƒ₁ и μ₂ - p₂ƒ₂ при стрельбе по группировкам В₁ и В₂.

В процессе ГБ (t>0) текущее значение БСр стороны А в момент времени t обозначим m(t). Группировки В₁ и В₂ имеют аналогичные показатели: N₁, λ₁, n₁(t) и N₂, λ₂, n₂(t).

При одновременном начале боя группировки А с группировками В₁ и В₂ в зависимости от исходных данных возникают следующие проблемные вопросы:

1) на чьей стороне будет победа?

2) какой стратегии целераспределения придерживаться стороне А?

3) какой ценой досталась победа, т.е. сколько осталось БСр у победившей стороны?

В существующей литературе [1-5] при ведении боя между двумя сторонами ответы эти вопросы имеются. Наличие двух и более разнородных группировок В₁ и В₂ у стороны В не позволяет получить ответ на поставленные выше вопросы.

Рассмотрим следующие стратегии ведения ГБ:

а) стратегия одноэтапного группового боя (ОГБ) S₀, когда сторона А выбирает такое относительное число r₁ своих средств, что по группировке В₁ ведут бой r₁m(t) БСр стороны А, а по группировке В₂ r₂m(t), где r₁+r₂=1. БД ведутся до полного одновременного уничтожения обеих группировок;

б) стратегия двухэтапного группового боя (ДГБ), при которой сторона А на первом этапе выбирает одну из группировок В₁ (стратегия S₁₂) или В₂ (стратегия S₂₁) и всеми боевыми средствами ведет бой до ее полного уничтожения. В то время, как группировки В₁ и В₂ совместно ведут огонь по БСр стороны А. На втором этапе сторона А оставшимися боевыми средствами уничтожает другую группировку В₂ (В₁).

Рациональное ведение ГБ стороной А заключается в выборе такой стратегии при которой наносится максимальный ущерб, либо минимизируются собственные потери.

Дифференциальные уравнения одноэтапных БД при возможности дополнительного поражения соседних БСр (ДПССр). При стратегии S₀ ведется одноэтапный бой с группировками В₁ и В₂. Дифференциальные уравнения, отражающие БД во времени t при отсутствии (наличии) информации о координатах БСр у обеих сторон, запишутся следующим образом:

при начальных условиях m(0)=М, n₁(0)=N₁, n₂(0)=N₂.

- при наличии разведки у стороны А о координатах БСр группировок B₁ и В₂;

- при отсутствии разведки у стороны А о координатах БСр группировки В₁;

- при отсутствии разведки у стороны А о координатах БСр группировки В₂;

- при наличии разведки у группировок В₁ и В₂ о координатах БСр стороны А;

- при отсутствии разведки у стороны В о координатах БСр стороны А.

Дифференциальные уравнения двухэтапных БД при возможности дополнительного поражения соседних БСр (ДПССр):

для первого этапа стратегии S₁₂ запишутся в виде

при начальных условиях m(0)=М, n₁(0)=N₁.

После уничтожения группировки В₁ (n₁(t₁)=0) сторона А на 2-м этапе приступает к уничтожению группировки В₂. Этот бой описывается дифференциальными уравнениями:

при начальных условиях m(t₁)=М₁, n₂(t₁)=N₂.

Для стратегии S₂₁ применяются в такой же последовательности системы дифференциальных уравнений (2) и (3). Отличием от стратегии S₁₂ является порядок уничтожения группировок стороны В: на первом этапе уничтожается группировка В₂, а на втором - группировка В₁.

Факт наличия или отсутствия информации у сторон о координатах БСр противника выражается в раскрытии значений

Учет дополнительного уничтожения БСр стороной А и группировками В₁, В₂ выражается коэффициентами k₀₁, k₀₂ и k₁, k₂, соответственно. Равенство нулю обозначает отсутствие воздействия на соседние боевые средства, k₀₁=0, k₀₂=0, k₁=0, k₂=0. При наличии воздействия можно применить способ нахождения коэффициентов, предложенный в [1].

В качестве примера взяты исходные данные группировок, приведенные в табл. 1.

В случае поражения противостоящими сторонами одного соседнего БСр значения коэффициентов равны: k₀₁=1, k₀₂=1, k₁=1, k₂=1.

Для восьми вариантов наличия или отсутствия ДПССр (в зависимости от влияния разведки сторон для выбранных стратегий) с помощью решений системы уравнений (1), (2), (3) получены результаты боя, которые представлены в столбцах 6-8 таблиц 2 и 3.

Анализ результатов БД с учетом ДПССр и без разведки сторон о координатах БСр неприятеля (табл. 2) показал:

1. Рациональной для всех вариантов является стратегия S₀.

2. Отклонение от рациональной стратегии, в лучшем случае, приводит к дополнительным потерям БСр стороны А (варианты 1, 3, 8), в худшем случае, - к поражению стороны А (варианты 2, 4, 5, 6, 7).

3. Максимальный остаток БСр стороны А приходится на 8-й вариант, который равен: M_∞(S₀)=38, M_∞(S₁₂)=33, M_∞(S₂₁)=29, при значениях коэффициентов ДПССр k₀₁=1, k₀₂=1, k₁=0, k₂=0.

4. Минимальный остаток БСр стороны А приходится на 4-й вариант, который составляет: M_∞(S₀)=2, M_∞(S₁₂)=1, N_∞(S₂₁)=16, при значениях коэффициентов ДПССр k₀₁=0, k₀₂=0, k₁=1, k₂=1.

Анализ результатов БД с учетом ДПССр и с разведкой сторон о координатах БСр противника (табл. 3) выявил следующие особенности:

1. Отсутствие единой рациональной стратегии для всех рассмотренных вариантов в отличие от предыдущего анализа. В данном случае каждый вариант имеет свою рациональную стратегию.

2. Отклонение от рациональной стратегии никогда не приводит к поражению стороны А по сравнению с предыдущим анализом.

3. Максимальный остаток БСр стороны А приходится на 8-й вариант, который равен: M_∞(S₀)=42, M_∞(S₁₂)=41, M_∞(S₂₁)=41, при значениях коэффициентов ДПССр k₀₁=1, k₀₂=1, k₁=0, k₂=0 (совпадение с предыдущим анализом).

4. Минимальный остаток БСр стороны А приходится на 4-й вариант, который составляет: M_∞(S₀)=20, M_∞(S₁₂)=19, M_∞(S₂₁)=19, при значениях коэффициентов ДПССр k₀₁=0, k₀₂=0, k₁=1, k₂=1 (совпадение с предыдущим анализом).

Итак, предложенный способ позволяет получить заявленный технический результат повышения точности обработки информации для определения предложенной рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок с учетом возможности поражения одним выстрелом соседних боевых средств.

Решение авторами разнообразных примеров для группировок с различными вариантами позволило выявить следующее:

- возможность управлять исходом БД, не прибегая к разработке новых БСр, что требует больших финансовых и временных затрат, и, не используя количественного наращивания БСр, что не всегда реализуемо и оперативно выполнимо;

- необходимость моделирования различного вида разнородности, ее грамотного учета с возможностью выбора рациональной стратегии позволяет в кратчайшее время, оперативно и без дополнительных затрат достичь требуемого результата.

Реализация предлагаемого способа возможна: на первом этапе - с помощью разработанных алгоритмов и моделей с применением ЭВМ, на втором, - в виде автономного прибора.

Использованные источники

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

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

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

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

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

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

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

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

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

11. Черноскутов А.И., Ситкевич А.В. и др. Способ и устройство выбора рациональной стратегии в боевых действиях группировок сторон с однородными боевыми средствами. Патент №2571613, G06F 17/00.

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

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

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

Способ выбора рациональной стратегии в боевых действиях разнородных группировок, заключающийся в том, что коммутируют исходные данные показателей своих боевых средств (БСр) и средств каждой группировки противника, записывают их в блок памяти, отличающийся тем, что дополняют исходные данные информацией о выборе сторонами рассматриваемого варианта поражения соседних БСр группировок, информацией о наличии или отсутствии у сторон ведения боя сведений о координатах БСр группировок противника, а также данными разведки при их наличии у соответствующих сторон и соответствующих группировок, причем при получении данных об уничтожении БСр соответствующих сторон и группировок используют коэффициенты соответствующих поражениям противостоящих сторон, исходные и дополнительные данные с выходов блока памяти передают на входы трех арифметических блоков, в которых при обработке используют соответственно данные без учета данных разведки, с учетом данных разведки одной стороной и с учетом данных разведки противоположной стороной, и в каждом из которых в соответствии с выбранной стратегией осуществляют вычисление остатков своих БСр и средств противника на основании полученных данных из блока памяти, и с выходов арифметических блоков по команде с блока управления информацию об остатках своих боевых средств и средств противника передают на блок визуализации, на котором отображают информацию о выборе варианта дополнительного поражения соседних БСр группировок и информацию о наличии или отсутствии у сторон сведений о координатах БСр противника.