Окремі аспекти застосування імітаційного моделювання у підготовці складових сектору безпеки і оборони України

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Окремі аспекти застосування імітаційного моделювання у підготовці складових сектору безпеки і оборони України

Олег Шинкарук

доктор технічних наук, професор Національна академія Державної прикордонної служби України імені Б. Хмельницького, м. Хмельницький

Орест Михайлишин,

кандидат педагогічних наук, доцент Національна академія Державної прикордонної служби України імені Б. Хмельницького, м. Хмельницький

До арсеналу усіх ланок управління збройних сил провідних країн світу увійшов досвід застосування різноманітних систем моделювання дій військ (сил), сфера використання яких є одним з пріоритетів, пов'язаних із підвищенням ефективності їх застосування.

В умовах оптимізації витрат на військову сферу та активізації діяльності суспільства щодо зменшення негативного впливу підготовки військ (сил) на довкілля експерти бачать, що подальше підвищення її інтенсивності та ефективності полягає передусім в комп'ютеризації процесів підготовки особового складу та органів управління. З цією метою застосовують різноманітні тренажери, імітатори та моделювальні навчальні системи.

Застосування тактичних військових ігор є важливим видом індивідуальної підготовки солдатів та офіцерів. Крім створення реалістичного образу імовірного противника, за їх допомогою можливі відтворення реалістичної багатовимірної картини сучасного бою, вдосконалення тактики ведення бойових дій, підготовка до дій у будь-яких природно-географічних умовах, відновлення морально-психологічного стану військовослужбовців, які беруть участь у бойових діях.

Тактичні військові ігри є одним із простих способів використання засобів імітаційного моделювання, що дозволяє зменшити витрати на організацію та проведення навчань (тренувань) і створення нових тренажерних комплексів (симуляторів). Основною перевагою тактичних військових ігор є відсутність реальної загрози для життя і здоров'я навчальної аудиторії, наближеність психологічних умов віртуальної реальності до бойових, що дає можливість набути досвіду ведення військових операцій завчасно, без істотних матеріальних витрат і ризику для життя.

Автор розкриває перспективи поєднання за допомогою ресурсів розподіленого моделювання тренажерів тактичного й оперативно-тактичного рівня. такий підхід сприятиме впровадженню комплексних програм підготовки з використанням ресурсів імітаційного моделювання в органах управління різного рівня та можливості вдосконалення індивідуальних навичок особового складу.

Імітаційне моделювання нині стало потужним інструментом: в усьому світі його використовують для підготовки командирів та штабів до дій під час планування та ведення сучасних операцій. Використання систем імітаційного моделювання дає змогу посадовим особам органів військового управління у реальному масштабі часу набути практичних навичок із виконання процедур управління частинами і підрозділами у реальній бойовій обстановці, а в разі потреби - із корегування прийнятого рішення.

ключові слова: сектор безпеки і оборони України; бойова і оперативна підготовка;, моделювання процесів збройної боротьби; імітаційне моделювання.

Oleg Shincaruk, Orest Mikhailishin. Some aspects of simulation modeling usage in the training of the components in the security and defense sector of Ukraine

The array of all administration parts of the armed forces of the leading countries all over the world has included the application of various modeling systems of troops (forces) actions, the scope of which is of vital importance and related to improving the effectiveness of their usage.

In the context of optimizing military expenditures and intensifying the activities of society to reduce the environmental impact of troops (forces) training, experts find that further enhancement of its intensity and effectiveness is primarily about computerizing the training processes of personnel and governing bodies. Various exercise equipment, simulators and modeling training systems are used with this aim.

The usage of tactical war games is an important form of individual training for soldiers and officers. Besides forming a realistic image of a potential adversary, they can be used to recreate a realistic, multidimensional image of modern combat, improve combat tactics, training for action in any geographical conditions, restoring the moral and psychological status of military personnel involved in combat operations.

Tactical war games are one of the more common ways which allowed to use simulation tools to reduce the cost of organizing and conducting exercises (training) and creating new training complexes (simulators). The main advantage of tactical war games is the absence of a real threat to the life and health of the training audience, the closeness of the psychological conditions of virtual reality to combat actions, which gives the opportunity to gain experience in conducting military operations in advance, without significant material costs and life threats.

The perspective is the combination of tactical and operational-tactical level simulators using distributed simulation resources. Such an approach will facilitate the implementation of comprehensive training programs using imitation modeling resources at various levels of government and the ability to improve the individual skills of staff.

Simulation modeling has become a powerful means nowadays: it is used around the world to prepare commanders and staffs for action while planning and conducting modern operations. The use of simulation systems enables military officials to gain practical skills in real time to perform unit and unit management procedures in a real combat conditions, and, if it necessary, to take the decision.

Key words: security and defense sector of Ukraine, combat and operational training, modeling of the processes of armed struggle, simulation modeling.

вступ

постановка проблеми. У Концепції розвитку сектору безпеки і оборони України [1], що визначає систему поглядів на розвиток без- пекових та оборонних спроможностей України у середньостроковій перспективі, передбачені шляхи ефективного розвитку сектору безпеки і оборони в сучасних умовах. Зокрема виділені пріоритети: щодо запровадження інтегрованої системи освіти, бойової і спеціальної підготовки персоналу у секторі безпеки і оборони із залученням викладачів, інструкторів із держав-членів НАТО, формування нової культури безпеки зі збереженням за необхідності спеціалізації та індивідуалізації системи підготовки кадрів; удосконалення бюджетної політики шляхом раціонального розподілу видатків на розвиток, бойову підготовку і оперативну діяльність відповідно до найкращих практик держав-членів НАТО. Серед основних шляхів досягнення необхідних оперативних та інших спроможностей складових сектору безпеки і оборони окреслено: досягнення й підтримання необхідного рівня бойової та мобілізаційної готовності військ (сил) і правоохоронних органів до виконання завдань за призначенням, наближення їх за складом, рівнем підготовки та оснащення озброєнням, військовою і спеціальною технікою до стандартів НАТО; набуття оперативної і технічної сумісності визначеним складом сил та засобів сектору безпеки і оборони із відповідними підрозділами держав-членів НАТО; підвищення рівня індивідуальної фахової підготовки особового складу органів державного та військового управління, його відповідальності за прийняття рішень. Реалізація зазначених шляхів можлива за умови впровадження імітаційного моделювання у підготовку військ (сил).

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання щодо впровадження імітаційного моделювання у підготовку складових сектору безпеки і оборони України у наукових джерелах висвітлені досить широко [2]-[7].

Наприклад, авторами розглянуто історичні аспекти застосування імітаційного моделювання, висвітлено історію розвитку імітаційного моделювання за двома періодами: докомп'ютерним та комп'ютерним, приділено увагу видам імітаційного моделювання [3].

Запропоновано шляхи інтегрування імітаційного моделювання у процес оперативної і бойової підготовки Збройних Сил України, розглянуто технічні й організаційні аспекти застосування імітаційного моделювання у підготовці органів управління тактичної і оперативно-тактичної ланок. Розглядається архітектура систем моделювання на сучасному етапі, зокрема бібліотеки стандартних програмних модулів: генерування випадкових чисел, форматування специфічних доповідей, виконання складних математичних обчислень, управління ходом моделювання тощо [4].

Розглядається методика підготовки і проведення командно- штабних навчань, у тому числі багатонаціональних, за допомогою комп'ютерів із використанням ресурсів імітаційного моделювання. Описано цикл робіт зі створення засобів і систем розподіленого імітаційного моделювання на платформі сучасних комп'ютерів та операційних систем [6]. Як ми бачимо, висвітлення аспектів застосування імітаційного моделювання у військовій сфері триває постійно. Однак технічні й організаційні можливості наявних засобів імітаційного моделювання не враховують навчання представників об'єднаного штабу, інших військових формувань і правоохоронних органів, а також союзних держав. Урахування цього досвіду надасть змогу підрозділам військ (сил), збройним силам інших держав, міжнародним організаціям відпрацьовувати навчально-бойові завдання в тісній взаємодії зі штабами об'єднаних і видових командувань Збройних Сил.

Мета статті полягає у проведенні аналізу та узагальненні досвіду застосування імітаційного моделювання підготовки військ (сил) та визначенні основних напрямів розвитку імітаційного моделювання у підготовці складових сектору безпеки і оборони України.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

До арсеналу всіх ланок управління збройних сил провідних країн світу увійшов досвід застосування різноманітних систем моделювання дій військ (сил), сфера використання яких є одним з пріоритетів, пов'язаних із підвищенням ефективності їх застосування.

В умовах оптимізації витрат на військову сферу та активізації діяльності суспільства щодо зменшення негативного впливу підготовки військ (сил) на довкілля експерти бачать, що подальше підвищення її інтенсивності та ефективності полягає передусім в комп'ютеризації процесів підготовки особового складу та органів управління. З цією метою застосовують різноманітні тренажери, імітатори та моделю- вальні навчальні системи.

Використання комп'ютерів і тренажерів сприяє удосконаленню усього процесу підготовки військ (сил) [4]: зростають інтенсивність бойового навчання і пропускна здатність навчально-матеріальної бази; підвищується ефективність двосторонніх навчань, на яких вибирають імовірного противника із застосуванням тренажерів і комп'ютерів; привносяться елементи реалізму в підготовку командирів та офіцерів штабів; покращується якість підготовки офіцерів, які навчаються швидко приймати правильні рішення.

Крім того, у разі використання систем імітаційного моделювання досягається значна економія коштів за рахунок скорочення витрат на польові виходи, використання боєприпасів, пального і мастильних матеріалів.

У збройних силах НАТО використовують такі класи моделей (за видом модельованих об'єктів і ступенем участі людини у моделюванні) [8]:

1. Натуральні (LiveSimulation) - ті, хто навчаються, безпосередньо керують реальними об'єктами. Моделі цього класу забезпечують візуалізацію об'єкта, яким управляють (танка, гармати, літака тощо), включаючи його вигляд у різних проекціях у відомій обстановці або застосування реальних систем озброєння та військової техніки під час підготовки військ (бойових стрільб, водіння, тактичних навчань).

2. Віртуальні (VirtualSimulation) - ті, хто навчаються, безпосередньо керують віртуальними об'єктами. Це основний клас моделей, покладених в основу тренажерів ОВТ. Системи цього класу можуть бути застосовані у процесі прийняття рішень.

3. Конструктивне моделювання (ConstructiveModelorSimulation) - ті, хто навчаються, за допомогою комп'ютерної програми керують віртуальними об'єктами. У моделях цього класу імітується поведінка програмно-керованих віртуальних об'єктів (одиниць ОВТ, військових формувань). Роль людини полягає у визначенні вихідних даних.

Кінцевий результат досягається встановленим алгоритмом роботи комп'ютерної програми.

Використання імітаційного моделювання дає можливість поліпшити бойову готовність військ (сил), сприяє створенню єдиної досконалої технологічної інфраструктури, яка відповідатиме вимогам підготовки Збройних Сил України, інших військових формувань і правоохоронних органів як на тактичному, так і на оперативному і стратегічному рівні, удосконаленню навичок командирів та органів управління різного рівня, окремих солдатів, а також військових підрозділів.

Імітаційне моделювання - процес конструювання моделі, що імітує складну реальну систему, і експеримент на цій моделі, щоб або зрозуміти поведінку системи, або оцінити (з відповідними обмеженнями) різні стратегії (способи дій), що забезпечують функціонування системи. Імітаційне моделювання є методом дослідження, спрямованим на опис поведінки системи, висунення припущень і гіпотез, які можуть пояснити поведінку системи, використання цих гіпотез для передбачення майбутньої поведінки. Цей метод моделювання є одним із найдієвіших інструментів дослідження складних систем, управління якими пов'язане із прийняттям рішень в умовах невизначеності. Під час імітаційного моделювання процеси функціонування системи-оригіналу підмінюються процесами, імітованими іншою системою (моделлю), але з дотриманням основних правил (режимів, алгоритмів) функціонування оригіналу. За допомогою моделей, що імітують реальність, дослідник проводить серії спеціально організованих варіантних розрахунків й отримує ті знання, без яких вибрати альтернативний варіант своєї стратегії не може.

Імітаційне моделювання здавна використовують у військовій справі: військові ігри, командно-штабні навчання (КШН) проводять для імітації майбутніх операцій. Імітаційне дослідження, проведене з використанням імітаційних моделей, є основною формою системного аналізу ефективності бойових дій. Події під час імітації розгортаються в часі, як правило, у тому порядку, що і в реальній системі, але за зміненою часовою шкалою. Дію випадкових факторів ураховують за допомогою спеціальних датчиків випадкових чисел (імітаторів). У певному місці процес імітації може бути припинений для проведення, наприклад, військової гри, експертного опитування або натурного експерименту з використанням проміжних даних, отриманих під час машинної імітації. Результати гри, експертизи або експерименту можуть бути використані для продовження імітації процесу на комп'ютері.

На цей час найбільш поширеним є моделювання процесів збройної боротьби (бою, операції) з метою обґрунтування прийнятих рішень у галузі управління військами (силами) і зброєю під час підготовки та ведення бойових дій, розбудови збройних сил, розроблення програм розвитку озброєнь, оперативної підготовки штабів і т. д. Сутність імітаційного моделювання полягає в імітації процесу функціонування системи в часі з дотриманням таких же співвідношень тривалості операцій, як і в системі оригіналу. У результаті застосування імітаційного моделювання отримують оцінки вихідних характеристик системи, необхідні для вирішення завдань аналізу, управління та планування.

Існують такі узагальнені вимоги до моделей:

1) достовірність результатів моделювання - достатньо точне відображення найважливіших сторін модельованих процесів та їх закономірностей;

2) оперативність - можливість отримання та практичного використання результатів моделювання в режимі роботи органів управління або протягом визначеного терміну (0,5-4 год);

3) контрольованість результатів - можливість контролювати результати дій військ (сил);

4) відповідність рівню керівництва - відповідність наявності вхідної інформації у органі управління рівню деталізації вхідної інформації і результатів моделювання, наочності та формі подання даних;

5) системність - можливість отримання законів розподілу очікуваних результатів бойових дій;

6) деталізація - забезпечення достатнього рівня чутливості процесів, описаних у математичній моделі, через вибір достатньої кількості параметрів оцінювання.

Практично всі сучасні навчання у збройних силах високорозви- нутих країн проводять із використанням комп'ютерних засобів моделювання бойової обстановки, що сприяє досягненню стратегічної раптовості, високої прихованості заходів, цілеспрямованості підготовки військ (сил) і підвищенню ефективності підготовки у цілому, а також значної економії фінансових витрат та інших ресурсів [8].

Сьогодні для досягнення результатів під час виконання завдань, поставлених перед підрозділами тактичного рівня, набуває значення ефективність управління зброєю, особовим складом та підрозділами загалом. Під час проведення заходів бойової підготовки визначальною стає підготовка органів управління, посадових осіб пунктів управління, командирів та особового складу підрозділів до ефективного ведення дій.

Головними вимогами до бойової підготовки є максимальне наближення до реалістичної бойової обстановки, системність, висока якість, організованість, поступовий перехід від простого до складного, поєднання навчання і виховання. Ефективність підготовки визначається її ретельним плануванням, творчою всебічною підготовкою до проведення заняття (навчання), розвинутою сучасною матеріально-навчальною базою, умілим використанням тренажерів, засобів об'єктивного контролю тощо.

Однією з основних вимог до ефективності проведення бойової підготовки є використання тренажерів як для одиночної підготовки військовослужбовців, так і для підготовки та злагодження тактичних підрозділів нижчої ланки (обслуги, екіпажу, групи, відділення, взводу).

Усі тренажери можна поділити на три основних види [9]: реальні - реальні зразки озброєння та військової техніки в реальних умовах обстановки (польове заняття, навчання із проведенням бойових стрільб, навчально-бойові заняття) для підготовки військовослужбовців; віртуальні - віртуальні зразки озброєння і військової техніки або їх компоненти (наприклад, кабіна водія або механіка-водія) у віртуальних умовах обстановки для підготовки військовослужбовців; конструктивні (військові ігри) - комп'ютерні програми (програми імітаційного моделювання), які оперують віртуальними військовослужбовцями, що використовують віртуальні зразки військової техніки та озброєння і проводять бойові дії у віртуальних умовах обстановки.

Вибір тренажера (реального, віртуального або конструктивного) залежить від виду тренування та навчальної мети, якої необхідно досягти. Для відпрацювання певного етапу навчання можливо застосувати усі три типи тренажерів. Система тренажерів забезпечує: одиночну підготовку володіння зброєю в будь-яку пору року, час доби, у різних метеорологічних умовах, на різній місцевості, а також навчання водіїв (механіків-водіїв) водіння транспортних засобів; вогневу підготовку в повному обсязі курсу стрільб, злагодження екіпажів, обслуг, відділень, груп, взводів; тактичну підготовку та бойове злагодження підрозділів взводної ланки в умовах, максимально наближених до бойових, у тому числі умовах двостороннього бою; підтримання необхідного рівня боєздатності військових підрозділів протягом усього періоду підготовки.

Для проведення заходів одиночної та колективної підготовки в арміях провідних країн світу широко застосовують комерційне програмне забезпечення (тактичні військові ігри) та спеціалізовані засоби імітаційного моделювання [8].

Нині застосування тактичних військових ігор є важливим видом індивідуальної підготовки солдатів та офіцерів. Крім створення реалістичного образу імовірного противника, за їх допомогою можливі відтворення реалістичної багатовимірної картини сучасного бою, удосконалення тактики ведення бойових дій, підготовка до дій у будь- яких природно-географічних умовах, відновлення морально-психологічного стану військовослужбовців, які беруть участь у бойових діях.

Тактичні військові ігри є одним із простих способів використання засобів імітаційного моделювання, що дозволяє зменшити витрати на організацію та проведення навчань (тренувань) і створення нових тренажерних комплексів (симуляторів). Основною перевагою тактичних військових ігор є відсутність реальної загрози для життя і здоров'я навчальної аудиторії, наближеність психологічних умов віртуальної реальності до бойових, що дає можливість набути досвіду ведення військових операцій завчасно, без істотних матеріальних витрат і ризику для життя [10].

Перспективою є поєднання за допомогою ресурсів розподіленого моделювання тренажерів тактичного й оперативно-тактичного рівня. Такий підхід сприятиме впровадженню комплексних програм підготовки з використанням ресурсів імітаційного моделювання в органах управління різного рівня та можливості вдосконалення індивідуальних навичок особового складу.

Основними формами підготовки командних кадрів та органів управління ЗС України залишаються командно-штабні навчання із залученням військових формувань видів збройних сил (родів військ і спеціальних військ), інших військових формувань та правоохоронних органів, перевірка бойової готовності, тренування та збори керівного і командного складу.

Високий рівень інтенсивності оперативної підготовки забезпечують насамперед за рахунок застосування у процесі навчання сучасних систем моделювання операцій (бойових дій), які дають можливість органам управління відпрацьовувати навчальні завдання із залученням мінімально необхідної кількості особового складу, техніки та коштів.

Застосування комп'ютерних засобів моделювання бойових дій під час проведення командно-штабних навчань привело до виникнення нового виду командно-штабних навчань - із використанням засобів імітаційного моделювання бойових дій військ (сил), що значно відрізняються від традиційних навчань: дії тих, хто навчається, не залежать від задуму, тому що динаміка бойових дій моделюється й оперативно відображається на вихідних пристроях відповідно до прийнятих рішень; система моделювання воєнних дій створює передумови об'єктивного оцінювання рівня професійної підготовки командного складу та органів управління через надання кількісно-якісних показників реалізації прийнятих рішень. У більшості країн світу імітаційне моделювання обрано як ефективний і рентабельний засіб навчання та підготовки власних збройних сил для участі у воєнних операціях (бойових діях).

Проведення КШН із використанням засобів імітаційного моделювання бойових дій військ (сил) істотно розширює можливості для відпрацьовування питань організації і ведення бойових дій, дослідження способів і форм застосування військ (сил) та нових зразків озброєння в операціях із визначенням різних аспектів (економічних, політичних, географічних та ін.).

Військові фахівці провідних країн світу вважають навчання з використанням засобів імітаційного моделювання однією з основних форм підготовки командирів і штабів. Переваги навчально-бойової діяльності під час проведення навчань з використанням засобів імітаційного моделювання бойових дій військ (сил) забезпечуються: підвищенням прихованості загального спрямування оперативної та бойової підготовки військ (сил); оперативністю корегування планів проведення навчань відповідно до поточних змін військово-політичної обстановки; зменшенням збитку, що завдається довкіллю.

Командно-штабні навчання з використанням засобів імітаційного моделювання бойових дій надають такі можливості: забезпечити підвищення рівня навченості і злагодженості органів управління, зменшуючи кількість залучених військ (сил); імітувати складну обстановку, аналізувати й оцінювати дії сторін за різними варіантами у найкоротші терміни; оперативно змінювати обстановку; зберігати відпрацьовані документи, результати навчань, проводити порівняльний аналіз декількох навчань; моделювати операції (бойові дії) для перевірки нових положень воєнного мистецтва, організаційно-штатної структури військ (сил) і визначення форм та способів 'їх застосування, підвищувати ефективність заходів оперативної підготовки.

ВИСНОВКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПОДАЛЬШИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Імітаційне моделювання нині стало потужним інструментом: в усьому світі його використовують для підготовки командирів та штабів до дій під час планування та ведення сучасних операцій. Використання систем імітаційного моделювання дає змогу посадовим особам органів військового управління у реальному масштабі часу набути практичних навичок із виконання процедур управління частинами і підрозділами у реальній бойовій обстановці, а в разі потреби - із корегування прийнятого рішення.

Таким чином, підготовка військ (сил) із використанням ресурсів імітаційного моделювання дає змогу визначити способи забезпечення ефективної роботи органів управління в умовах ведення бойових дій, якщо раніше посадові особи такі функціональні обов'язки не виконували. Імітаційне моделювання є одним із головних інструментів, за допомогою якого війська (сили) можуть набувати певного бойового досвіду навіть в умовах мирного часу.

Основними напрямами розвитку імітаційного моделювання у підготовці складових сектору безпеки і оборони України будуть:

поєднання за допомогою ресурсів розподіленого моделювання тренажерів тактичного й оперативно-тактичного рівня;

моделювання процесів збройної боротьби (бою, операції) з метою обґрунтування прийнятих рішень у галузі управління військами (силами) і зброєю під час підготовки та ведення бойових дій, оперативної підготовки штабів;

використання тренажерів (реальних, віртуальних, конструктивних) як для одиночної підготовки військовослужбовців, так і для підготовки та злагодження тактичних підрозділів нижчої ланки (обслуги, екіпажу, групи, відділення, взводу).

З урахуванням міжнародного досвіду впровадження систем імітаційного моделювання у бойову і оперативну підготовку військ (сил) актуальним питанням, що потребує подальшого дослідження, є розробка об'єднаної системи для проведення спільного міжвідомчого навчання органів управління тактичної і оперативно-тактичної ланок управління Збройних Сил, інших військових формувань і правоохоронних органів України.

імітаційна модель збройні сили оборона

Список використаних джерел