Способ выбора оптимальной стратегии в боевых действиях разнородных группировок

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Техническим результатом является повышение уровня точности обработки информации за счет учета разнородности характеристик БСр группировок и выбора стратегии оптимального целераспределения по групповым объектам, что ведет к повышению боевой эффективности (результативности) в групповом бою: уничтожения противника с минимальными потерями собственных БСр. Способ выбора оптимальной стратегии в боевых действиях разнородных группировок, по которому исходные данные боевых средств сторон А и В записывают в блок памяти, где исходные данные дополняют информацией о распределении боевых средств группировки сторон А по каждой группировке стороны В и осуществляют моделирование группового боя одновременно со всеми группировками противника с учетом данных, осуществляют моделирование, когда используют данные о расположении боевых средств группировок, с отметкой результатов группового боя в выбранных дискретных временных точках, полученные в дискретных выделенных точках как начальные для второго этапа моделирования, определяют окончательные остатки своих боевых средств и уничтоженных боевых средств противника, которые выводят на табло отображения. 2 ил., 6 табл.

 

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

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

Техническим результатом является повышение уровня точности обработки информации за счет учета разнородности характеристик БСр группировок и выбора стратегии оптимального целераспределения по групповым объектам, что ведет к повышению боевой эффективности (результативности) в групповом бою: уничтожения противника с минимальными потерями собственных БСр.

Ранее [6-11] авторы рассмотрели групповые БД с учетом разнорордности по интенсивности огневого поражения, разнородности по обеспечению сторон разведкой о координатах БСр сторон, влияющих на выбор рациональных стратегий. В отличие от известных способов повышение боевой эффективности (результативности) группового боя (ГБ) осуществляется за счет:

- учета разнородности БСр противостоящих сторон;

- выбора рациональной стратегии ведения ГБ;

- оценки результатов предстоящего боя до его проведения.

Почти все подходы ведут к дополнительному сохранению своих БСр по результатам БД стороной А, основываясь на выборе рациональной стратегии. Рассмотрим новый вид разнородности, связанный с увеличением количества группировок БСр, к которому прежние подходы [6-11] не давали эффективного применения. Увеличение количества БСр требует разработки нового способа БД с нахождением оптимальной стратегии.

Согласно изобретению указанная задача решается за счет выбора оптимальной стратегии поражения разнородных группировок таким образом, что коммутируют исходные данные о значениях показателей своих боевых средств и средств каждой группировки противника, записывают их в блок памяти, отличающийся тем, что ее дополняют информацией о распределении относительного числа r_i боевых средств стороны А для ведения огня, каждое из которых определяют произведением числа N_i боевых средств i группировки противника, умноженной на интенсивность огневого поражения λ_i этой группировки, деленной на общую сумму ΣN_i*λ_i всех произведений r_i=N_i*λ_i/ΣN_i*λ_i, вычисляют относительные вклады r_i*M выделенных боевых средств стороны А и осуществляют моделирование группового боя одновременно со всеми группировками противника, сохраняют полученные в выбранных дискретных временных точках промежуточные результаты остатков боевых средств сторон, для каждой дискретной временной точки с набором результатов первоначального моделирования осуществляют вторичное моделирование с фиксацией окончательных остатков своих боевых средств и уничтоженных боевых средств противника, которые выводят на табло отображения.

Сущность предлагаемого способа заключается в рассмотрении двустороннего боя с разнородными группировками, когда сторона А имеет одну группировку, а противостоящая ей сторона В включает три группировки B_1, B_2, В₃. Показателями БСр стороны А до начала группового боя (ГБ) будут:

М - первоначальное количество боевых средств стороны А;

μ₁, μ₂, μ₃ - интенсивности поражающего огня (ИОП) БСр при стрельбе по группировкам В₁, B₂, B₃;

m(t) - убывающая величина М в процессе БД в момент времени t;

N₁, λ₁, n₁(t); N₂, λ₂, n₂(t); N₃, λ₃, n₃(t) - аналогичные показатели группировок В₁ В₂, В₃. Стороны А, В не имеют информации о координатах БСр группировок противника.

Стратегии БД и их классификация рассмотрены авторами в более ранних патентах [6-11]. Рациональное ведение ГБ, во-первых, приводит к максимизации нанесенного ущерба противнику, а во-вторых, к минимизации своих потерь.

Покажем, что добавление третьей группировки приводит не только к количественному, но и качественному изменению ведения ГБ. Иллюстративные исходные данные противоборствующих группировок приведены в табл. 1.

Рассмотрим БД с выбором известных стратегий при БД с тремя группировками:

1. Поэтапные результаты поочередного уничтожения группировок в последовательности: В_1, B₂, В₃ показаны в табл. 2. Конечным результатом стало поражение стороны А М_∞(t₃)=0 (строки 2, 3, столбец 4), с остатком БСр стороны В N_∞(t₃)=12 (строки 4, 5, столбец 4).

2. Одновременное уничтожение на первом этапе 2-х группировок В₁, В₂, на втором - В₃. Конечным результатом стало поражение стороны В N_∞(t₂) =0 (табл. 3, строки 4, 5, столбец 3), с остатком БСр стороны А М_∞(t₁₂,₃) =20 (табл. 3, строки 2, 3, столбец 3).

3. Результаты одновременного уничтожения трех группировок В_1, В₂, В₃ приведены в табл. 3, из которой видно, что победила сторона А (табл. 3, строки 2, 3, столбец 4) с остатком БСр М_∞(t₁₂₃)=32.

Анализ результатов таблиц 2, 3 вызывают необходимость разработки новой, более эффективной (оптимальной) стратегии.

4. Согласно табл. 1 рассчитаем относительные потоки интенсивностей огня трех группировок В₁, В₂, В₃ по формулам:

5. Составим дифференциальные уравнения одноэтапных БД. При стратегии S₀ ведется одноэтапный бой с группировками В_1, В₂, В₃. Дифференциальные уравнения, отражающие БД во времени t при отсутствии информации о координатах БСр у стороны А, запишутся в виде:

Отсутствие, наличие информации у стороны В о координатах БСр стороны А выражается в раскрытии значений R_B.

R_B=1 - при наличии разведки у стороны В о координатах БСр стороны А;

R_B=m(t)/М - при отсутствии разведки у стороны В о координатах БСр стороны А.

Исходные данные группировок, отображены в табл. 1. Рассмотрим ситуацию, когда каждая из сторон не имеет информации о координатах БСр противостоящей группировки.

6. Вначале определим начальную точку , с которой после уточнения, начнем второй этап моделирования с другими значениями r_i.

Для этого зафиксируем их результаты, т.е. значения m(t_i), n₁(t_i), n₂(t_i), n₃(t_i) во временных точках t_i, , как показано в табл. 4, строки 1-5 со значениями r₁=0.446; r₂=0.315; r₃=0.239, рассчитанными по формулам (1а).

Осуществим вторичное моделирование БД по исходным данным первых 5-ти строк табл. 4, с занесением результатов по каждому столбцу в последнюю 6-ю строку. Результаты 6-й строки показывают, что при получаем наивысшее значение остатков БСр у стороны А М_∞(t_i)=37.

7. Уточним дискретные значения остатков М_∞(t_i), путем превращения дискретных значений t_i в аналоговые. Итак, запишем строки 1 и 6, табл. 4

t_i = {0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6},

М_∞ = {31.624, 31.8, 35.01, 36.282, 36.882, 36.922, 36.78}

попарно объединим, получив на первом месте аргумент, на втором - функцию

data: = {0.5, 31.624}, {1, 32.8}, {2,35.01}, {3, 36.28}, {4, 36.88},{5, 36.92}, {6, 36.78}}.

Аппроксимируя имеющиеся пары с помощью степенной функции

M[t]=Fit[data,{31.624, t, t^∧2, t^∧3, t^∧4, t^∧5,}, t],

получаем аналоговую функцию степенного вида:

M_∞[t]=30.568+1.775t+0. 8476t²-0.4367t³+0.0674t⁴-0.0036t⁵,

поиск максимума которой

FindMaximum [М_∞[t]=30.568+1.775t+0.8476t²-0. 4367t³+0.0674t⁴-0.0036t⁵, {t, 5}]

выдает результат {М_∞=36.927, {t*→4.743}}.

График функции M_∞(t) приведен на фиг. 2. Сравнение остатков у стороны А после БД с применением рациональной стратегии (табл. 3) с M_∞=32 и предлагаемой авторами - оптимальной с М_∞=37, говорит о ее превосходстве на 16%.

Рассмотрим ситуацию с еще худшим положением дел у стороны А, когда у нее нет разведанных о координатах всех 3-х противостоящих ей группировок В₁ В₂, В₃, а сторона В - имеет информацию о координатах БСр стороны А. Не повторяя подробности предыдущего рассмотрения, остановимся на основных итоговых результатах этой ситуации.

В табл. 2а приведены результаты проигрыша стороны А: 1) после поочередного уничтожения только группировки В₁ (табл. 2а, столбец 2);

2) после одновременного уничтожения группировок В₁, В₂, (табл. 2а, столбец 3);

3) после одновременного уничтожения группировок В₁, В₂, В₃ (табл. 2а, столбец 4).

В табл. 3а показаны результаты БД благодаря применению оптимальной стратегии S_o^*, определенной аналогично первой ситуации, когда у обеих сторон не было развединформации о координатах БСр противостоящих сторон. Из табл. 2а, 3а видно, что сторона А может выиграть бой только используя оптимальную стратегию.

Итак, предложенный способ позволяет получить заявленный технический результат повышения уровня точности обработки информации за счет учета разнородности характеристик БСр группировок и выбора стратегии оптимального целераспределения по групповым объектам, что ведет к уничтожению противника с минимальными потерями собственных БСр.

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

- 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 различных видов разнородности группировок, их грамотного учета с возможностью выбора оптимальной стратегии позволяет оперативно и без дополнительных затрат достичь требуемого результата.

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

Использованные источники

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

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

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

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

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

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

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

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

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

10. Черноскутов А.И., 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.

11. 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 №2602395 G06F, 17/00, 17/13, G06Q 10/06.

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

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

Способ выбора оптимальной стратегии в боевых действиях разнородных группировок, по которому исходные данные боевых средств сторон А и В записывают в блок памяти, отличающийся тем, что исходные данные дополняют информацией о распределении боевых средств группировки сторон А по каждой группировке стороны В и осуществляют моделирование группового боя одновременно со всеми группировками противника с учетом данных, когда каждая из сторон не имеет информации о координатах боевых средств, осуществляют моделирование, когда используют данные о расположении боевых средств группировок, с отметкой результатов группового боя в выбранных дискретных временных точках, полученные в дискретных выделенных точках как начальные для второго этапа моделирования, определяют окончательные остатки своих боевых средств и уничтоженных боевых средств противника, которые выводят на табло отображения.