Об автоматизации управления истребительной авиацией

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 7/1993, стр. 68-71

Об автоматизации управления истребительной авиацией

В.Н.ЮХНЕВСКИЙ,

кандидат технических наук

ПОВЫШЕНИЕ эффективности автоматизированных систем управления (АСУ) боевыми действиями истребительной авиации (ИА) в настоящее время имеет не просто актуальное, а приоритетное значение. Однако в дальнейшем их совершенствовании возникли проблемы принципиального характера. Так, проведенные в последние годы широкомасштабные исследования по улучшению математического обеспечения различных типов существующих АСУ в целях повышения качества управления действиями истребителей не дали желаемого результата. Объяснить это моральным старением принимаемых на вооружение образцов АСУ из-за большой продолжительности их создания можно только отчасти. Дело даже не столько в том, что расширение возможностей авиационной техники и вооружения одновременно порождает проблему их эффективного использования в бою (сражении), сколько в качественно новом содержании вопросов автоматизации вследствие необходимости формализации процессов принятия решений и создания вычислительных программ АСУ, непосредственно влияющих на ход боевых действий.

Многолетние исследования в области автоматизации по-прежнему ориентируются на разработку рациональных алгоритмов при сохранении традиционных взглядов на структурные и функциональные принципы построения автоматизированных систем управления. Есть основания полагать, что причины недостаточной эффективности последних не сводятся к несовершенству конкретных алгоритмов, а имеют методологический характер и являются в основном следствием прошлых концептуальных решений, которые сейчас воспринимаются как сами собой разумеющиеся и находятся вне поля зрения разработчиков АСУ. Вполне понятно, что, пока не будут выявлены такие методологические ошибки, нельзя рассчитывать на реальный прогресс в повышении эффективности автоматизированного управления. Все это обусловливает целесообразность широкого обсуждения рассматриваемых проблем.

Анализ развития и эксплуатации АСУ различных уровней свидетельствует, что недостаток традиционных подходов к автоматизации процессов управления является в общем плане результатом упрощенчества в решении принципиальных вопросов. В первую очередь имеется в виду обоснование с чисто инженерных позиций идеологии автоматизации и конкретных алгоритмов управления. Так, первые образцы зарубежных и отечественных АСУ ИА создавались с использованием принципов и технологического опыта разработки приборов управления зенитным огнем. Это было продиктовано необходимостью срочного решения актуальной практической задачи повышения эффективности действий авиации за счет автоматизации управления, хотя неадекватность механизмов управления зенитными средствами и истребителями сейчас очевидна. Тем не менее старые принципы продолжают работать, нейтрализуя эффект от внедрения новых разработок. Примером может служить используемый в АСУ принцип непрерывности управления, реализуемый в виде квазинепрерывной (с фиксированным интервалом) передачи команд управления на борт самолета, в то время как его смысл состоит в непрерывности контроля за ситуацией с корректировкой по мере необходимости ранее принятых решений.

Другой пример. Принятие гипотезы о прямолинейном движении воздушной цели, действительно, упрощает задачу управления самолетом, поскольку программа наведения в этом случае рассчитывается без учета многих деталей боевой обстановки, вероятных задач противника и способов их выполнения. Но расплата за упрощение процесса - невозможность учета на уровне математического обеспечения более сложных прогнозируемых вариантов действий СВН и истребителей. В итоге требуемые согласованные, так называемые групповые, действия подменяются «суммой» одиночных наведений истребителей. Следующий образец традиционного упрощения - разделение процесса автоматизированного управления на два этапа: целераспределение, устанавливающее связки «атакующий истребитель - цель (цели)», и реализация спланированных воздействий. Причем зачастую задача целераспределения ИА решалась на пункте управления, а наведения истребителей - на пункте (пунктах) наведения. Однако высокий динамизм развития ситуации в воздухе требует, чтобы обработка информации, оценка воздушной обстановки и планирование боев осуществлялись в тесном единстве по ходу боевых действий (как во встречном сражении).

Рассмотренные примеры характеризуют определенный стиль мышления в вопросах создания средств автоматизации управления. Он ориентирован на решение практических задач с позиций управления техническими объектами, т.е. без должного внимания к специфическим особенностям, обусловленным природой вооруженного противоборства (конфликта), - необходимости учета при принятии решений нескольких возможных вариантов действий противника в конкретной боевой обстановке, включая выявление его ошибочных и демонстративных действий, и др. В этом заключается наиболее характерная и имеющая далеко идущие последствия особенность упрощенчества в решении проблем автоматизации.

Во многих отношениях показательны упрощения методологического, фундаментального свойства. Так, специалист по военной кибернетике обычно не сомневается в том, что при анализе процессов управления должны использоваться вероятностно-статистические методы. Не является исключением и область военно-прикладных исследований рациональной деятельности человека в конкретных ситуациях. Вместе с тем известны и очевидны доводы о неправомерности применения этих методов к исследованию целесообразной деятельности вообще и конфликта в частности. Вероятность - мера возможности осуществления какого-либо события, оцениваемая по результатам многократного воспроизведения установленного процесса его получения в условиях, подверженных влиянию большого количества случайных факторов. В реальном же конфликте решение должно приниматься с учетом конкретных (неповторимых) условий. В конфликте тоже существует неопределенность, но она совершенно другого рода. Механизм ее учета является интеллектуальным, основывающимся на причинно-следственном анализе, и ничего общего не имеет с жесткой логической схемой преобразования случайных входных данных.

Достаточно широкое распространение получила подмена решения проблемы в целом суммой решений по ее отдельным фрагментам. Обычный прием заключается в определении типичных ситуаций и нахождении для них рациональных решений. Сюда следует отнести, например, составление и использование таблиц решений, в которых типовым боевым задачам и условиям их выполнения с учетом возможных задач и способов действий противника соответствуют способы боевого применения истребителей. Такой прием уместен, если речь идет о неавтоматизированном процессе принятия решения. Здесь набор типовых решений выполняет вспомогательную роль - позволяет выбрать основу решения, которое в последующем подлежит уточнению, а возможно, и перевыбору. В противном случае получается решение по шаблону, что является признаком низшего качества управления и одной из причин поражения в бою (сражении).

Проблемы автоматизации управления неразрывно связаны с определением места и функций человека в АСУ. Основное методологическое положение инженерной психологии, используемое при разработке больших человеко-машинных систем, состоит в концепции антропоцентризма. В соответствии с ней лицо, принимающее решение, должно иметь возможность непосредственно управлять каждым существенно важным элементом системы или вмешиваться в работу автоматически (автономно) действующих звеньев системы управления, основываясь на результатах текущего анализа качества их функционирования. В любом случае творческий характер принимаемых решений достигается благодаря тому, что человек включается в систему как последовательное звено. При этом его роль не ограничивается принятием основных решений. Переосмысление ситуации по ходу боевых действий и корректировка ранее принятых решений - тоже творческий процесс. Следовательно, качество автоматизированного управления непосредственно зависит от опыта, знаний и интеллекта лиц, принимающих решения.

Однако в современном воздушном бою ситуация меняется быстро и человек не в состоянии сразу воспринять, оценить ее и принять грамотное решение. Об относительно низкой скорости его мыслительных процессов можно судить по времени, необходимому для осуществления элементарных операций: реакция на свет составляет 0,15 - 0,2 с, для определения положения самолета в пространстве по приборам требуется 1,55 с, визуально - 1,35 с. Поэтому не существует принципиальной возможности для выработки в ходе боя творческих решений, которые бы всесторонне учитывали детали обстановки, прогноз ее развития и т.д. Следовательно, концепция антропоцентризма для условий современного воздушного боя может быть реализована лишь на основе принятия решений по жесткой схеме (шаблону), что неприемлемо с точки зрейия обеспечения требуемого качества управления истребительной авиацией. Ограниченность психофизиологических возможностей человека становится непреодолимым препятствием на пути повышения эффективности использования его интеллектуального потенциала в АСУ.

Под влиянием нарастания сложности и неопределенности боевой обстановки, обусловленного качественным совершенствованием средств (систем) вооруженной борьбы, научно-технического прогресса, прежде всего в микро- и оптоэлектронике, создании новых информационных технологий, современные системы управления претерпевают изменения, проявляющиеся, скорее, в естественным образом формирующихся тенденциях. Среди них целесообразно выделить следующие: сокращение количества звеньев в структурах управления с одновременным повышением самостоятельности (автономности) действий и многофункциональности управляемых групп (одиночных) истребителей; ужесточение требований к оперативности управления боевыми действиями различных формирований; возрастание значения централизованного управления с акцентированием внимания на координации действий истребителей (их групп) в ходе выполнения общей боевой задачи; усиление интеграционных процессов, обусловленных стремлением достичь необходимой оперативности управления.

Тенденция к универсальной интеграции имеет особое значение. Она является отражением происходящего формирования единого подхода к формализации процессов управления на основе интерпретации конкретных задач в терминах принятия решений. Это и понятно - только при условии использования общих принципов и единой методологии можно достичь непротиворечивости и согласованности в решениях, принимаемых на различных уровнях управления ИА.

Сейчас все более ясно осознается тот факт, что главные резервы повышения качества управления связаны с решением принципиальных, фундаментальных вопросов. Расширяется понимание вспомогательной (ограниченной) роли количественных методов в исследовании таких сложных проблем, как проблемы управления. В познании нового и при выработке решений человек оперирует в первую очередь логическими рассуждениями. Поэтому центр тяжести исследований в области человеко-машинных систем смещается к изучению процессов мышления. Это общая тенденция. Поскольку в современном бою летчик не располагает временем на творческий, нешаблонный подход к решению поставленных задач, то единственная возможность повышения эффективности автоматизированного управления заключается в разработке и применении интеллектуальных вычислительных программ в бортовых и наземных элементах АСУ. Такие программы должны обеспечивать оперативное (по ходу боевых действий) планирование боев и адаптивное управление группами истребителей, а также каждым истребителем в группе в реальном масштабе времени. Их разработка неразрывно связана с конструктивным анализом и моделированием механизмов мышления человека, что относится к разряду фундаментальных исследований. Тем самым решение традиционно прикладной проблемы автоматизации ставится в непосредственную зависимость от их результатов.

Таким образом, проведенный анализ показывает, что требуемый уровень качества управления истребительной авиацией может быть достигнут за счет объединения усилий военно-прикладных и фундаментальных исследований в области принятия решений, поиска общего принципиального решения проблемы автоматизации управления боевыми действиями ИА и разработки адекватных ему алгоритмов управления.

К этому необходимо добавить следующее. Среди типовых задач управления ИА выделяется одна наиболее общая - управление групповым воздушным боем (ГВБ), в котором в той или иной мере присутствуют фрагменты различных форм организации групповых действий авиации. Отсюда общая проблема принятия решения в боевых действиях приобретает в сфере автоматизации процессов управления ИА более осязаемые контуры в виде проблемы управления группой истребителей в ГВБ. Для ее кардинального решения требуется разработка интеллектуальных вычислительных программ систем управления истребителями, что непосредственно связано с проведением исследований на математической модели ГВБ, обеспечивающей имитацию реальных действий противоборствующих сторон. Такая модель создана. Она позволяет отрабатывать принципы и способы управления группой истребителей в воздушном бою с группой самолетов противника. Особенности моделирования процессов принятия решений на борту ведущего группы заключаются в использовании: единой информационной модели, необходимой для накопления и обработки информации от различных источников, контроля и прогнозирования тактической обстановки; унифицированных методов обработки информации, поиска воздушных целей, формирования программ управления истребителями; математического аппарата решения задачи оперативного планирования и адаптивного управления группой истребителей. Полученные с помощью модели результаты обнадеживают. На наш взгляд, они могут найти применение при разработке алгоритмов управления перспективных АСУ, бортовых систем искусственного интеллекта пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, систем управления воздушным движением.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации