Исследование задач интегрированной системы моделирования и анализа эффективности среды
функционирования
в развитии идеи Joint Warfare System
Г.М.
Антиох,
студ., grygoryant@gmail.com
МАИ, г. Москва
А.В. Рожнов,
с.н.с., к.т.н., rozhnov@ipu.ru
ИПУ РАН, г. Москва
Предлагается развитие известного инструментария
оценки ожидаемых результатов при формировании приемлемых условий согласования
иерархических решений, к примеру, военно-технических
проектов.
Proposed
the development of a well-known assessment tool expected results in the
formation of acceptable conditions of approval hierarchical solutions, for
example, military-technical projects.
В рассматриваемых практикой частных
случаях задачи многоаспектного переговорного процесса в контексте обоснования
требований также иногда заключаются и в том, чтобы разработанный инструментарий
позволял оперативно сформировать наглядную
многомерную картину поведения объектов на каждом допустимом этапе принятия
решений, а также предоставлял возможность производить количественную оценку
развития ситуации. В рассматриваемых неоднозначных условиях существенную роль
играют эксперты, чье мнение учитывается в каждом акте принятия решений на базе проблемно-ориентированных систем управления
(ПрОСУ) в развитии идеи JWARS (Joint Warfare System – "система
объединенных военных действий", - прикладная система, сориентированная для
т.н. "mission critical" (критических
задач) [1-3].
Реализация JWARS
представляла собой конструктивную модель современного на тот момент театра
военных действий, предназначенную для многостороннего анализа ситуаций,
возникающих в условиях возникновения и анализа условий развития военных конфликтов. Пользователями системы JWARS
были заявлены подразделения Министерства обороны США, такие как боевое командование,
объединенный штаб, обслуживающий отдел, канцелярия советника по национальной
безопасности и другие. При этом система включала следующие базовые разделы [2]:
анализ достаточности вооруженных сил; определение
требований к новым боевым возможностям; анализ альтернативных систем оружия, в
частности, их стоимости и эффективности действия; анализ альтернатив в
планировании и бюджете; оценка хода военных действий; оценка стоимости альтернативных силовых структур; оценка
способностей объединенных действий, в частности, сопоставления результатов и затрат
[3].
Перспективные
задачи JWARS подразумевали взаимодействие
существующих родов войск и вспомогательных служб, в числе которых упоминались
следующие [3]: командование, управление, связь и компьютеры (C4); разведка,
обнаружение и слежение (ISR); тактическая и стратегическая мобильность; тыл и
снабжение; охрана; огневая мощь; наземные операции, включая маневры, прямые и
косвенные бои; морские и десантные операции; воздушные и космические операции; специальные
операции; военные операции, отличные от боевых; информационные военные действия
и др. Для разработки системы JWARS Министерство обороны США выбрало язык Смолток [4]. При
этом JWARS была объектно-ориентированной
системой и составляла из около 2500 классов, содержащих до 50000 методов [2-4].
В предлагаемой интерпретации возможной конверсионной области приложение
прикладного инструментария рассматриваются две и более стороны (организации,
региона, государства, их коалиции и др.), которые договариваются о формировании
военно-технического проекта, или же, например, о строительстве нового порта (моста,
нефтеперерабатывающего или автомобильного завода, газопровода и прочее), инвестициях
в строительство и долях владения им преимущественно в ближней и среднесрочной
перспективе с учётом возможностей изменения его стратегического значения
впоследствии при существенном изменении внешних условий [5-15].
Новый подход
согласования иерархических решений в
практике обоснования условий проектирования и функционирования
проблемно-ориентированных систем рассматривается на примере задач управления
группой объектов: приложение методологии Data Envelopment Analysis (DEA), именуемой также в отечественных
источниках как технология анализа среды
функционирования (АСФ), обеспечивает формулирование исходных требований к
качеству реализуемых базовых функций (функциональные
требования) в числе искомых основных предпосылок системной интеграции (что вполне применимо и к экономической) [8,
12, 13].
Так
называемая проблемно-ориентированная
система управления при согласовании иерархических решений ориентирована на управление группой объектов в критичной
социотехнической среде. В этом случае "логическая
структура сложной системы" и "диспозиция"
существенно дополняют показанную проблематику в совокупности производных
программных и технических, а также технологических решений [14, 15].
На основных этапах рассматриваемого подхода каждая
сторона определяет цель (ориентир), которую она достигнет через некоторый
заданный промежуток времени. Для определенности он введён для двух сторон 
и 
, соответственно. С формальной точки зрения это может
означать, что в многомерном пространстве показателей задаются две точки 
и 
, которые анализируемые в действиях стороны достигнут в обозримой
перспективе через определённое количество и лет.
На рисунке 1 показано сечение многомерного
множества производственных возможностей по одному выходному и одному выходному
показателю. Точками 
и 
обозначены исходные
положения регионов, а точки и представляют собой намеченные
цели для регионов. Векторы направлений 
и 
, определенные выше как градиенты функции потенциалов,
являются в некотором смысле идеальными направлениями движения и определяют эквипотенциальные
поверхности. Учитывая, что в реальности направления движения будут отклоняться
от этих идеальных направлений, с помощью экспертов определяются конусы
возможных направлений 
для цели и 
для цели .
Сами конусы направлены в сторону увеличения
выходных показателей (рис. 1), а вершины конусов будут находиться в точках
достижимых целей и , т.е. конусы и являются рецессивными
конусами.
рис.
1
Построение конусов возможных направлений развития
Такие конусы можно задать,
например, с помощью следующих попарных сравнений между показателями модели
Определение таких попарных соотношений – распространённая
операция в различного рода социально-экономической деятельности. Однако следует
подчеркнуть, что в представленном соотношении не могут определить любой
многогранный конус в многомерном пространстве показателей. Более того,
существуют многогранные конусы в многомерном пространстве показателей, которые
не могут представлены в указанном виде.
На рисунке 2 показан общий вид многогранных конусов
возможных направлений развития в трехмерном пространстве показателей.
рис.
2 Построение многогранных конусов возможных направлений развития в трёхмерном пространстве показателей
В предлагаемом подходе также возможно использовать
модифицированную функцию потенциала. Она является выпуклой и дает значительно
лучшую оценку, чем линейная функция. Эквипотенциальные поверхности в этом случае
определяются сопряженным конусом по отношению к конусу возможных направлений () для цели (). Вычисление модифицированной функции потенциала подробно
описано в смежных работах и представляет собой дальнейшее развитие представленного
подхода.
При решении задач
согласования иерархических решений в группе объектов представляется удобным
ввести и использовать разноплановые ориентиры
развития среды функционирования, более подробное рассмотрение которых
представляет непосредственный интерес при решении практических задач ПрОСУ.
В данной работе под ориентиром развития понимается,
в наиболее общем виде представлений ядра
экономики обмена, обоснованное основание системы координат целей и
критериев выбора подавляющего большинства сторон, в достаточной мере близких к
явной области рассогласования решений. Формализация ориентира развития позволяет
представить многие частично и попарно несравнимые цели и критерии различных
сторон процесса согласования иерархических решений в виде, пригодном для
применения линейных зависимостей параметров, соответствующих им методов.
Таким образом, особенности
применения языков программирования высокого уровня с динамической типизацией
данных учитываются при решении совокупности прикладных задач: автоматизация, робототехника;
диспетчеризация, планирование; интерфейс пользователя; коммуникации, связь;
медицина, экспертные системы; обработка коммерческой информации; системы
управления; тренажеры, моделирование; обучение программированию.
Литература
1. Ахтиох Г.М. Обоснование направлений системной интеграции элементов интеллектных
технологий концепции «Intelligence, Surveillance and Reconnaissance» в развитии идеи «Joint Warfare System» // 6-й
Межотраслевой конкурс научно-технических работ и проектов «Молодёжь и будущее
авиации и космонавтики». – М.: МАИ, 2014.
2.
JWARS DoD //
www.dtic.mil/jwars
3. А. Иванов. Министерство
обороны США выбирает Смолток // www.math.rsu.ru/smalltalk/~ va/dodsml.ru.html
4. Кирютенко Ю.А., Савельев В.А. Объектно-ориентированное программирование. Язык Smalltalk.
– М.: "Вузовская книга", 2006
5. Рожнов А.В., Лобанов И.А., Бимаков Е.В. Обоснование задач системной интеграции и
информационно-аналитическое моделирование ПрОСУ на предпроектном этапе
жизненного цикла // XII ВСПУ-2014. Москва, 16-19 июня
6. Макаров А.А. Методы и модели согласования иерархических решений. – Новосибирск:
Наука, 1979.
7. Бенсусан А., Лионс Ж.-Л., Темам Р. Методы декомпозиции, децентрализации и координации
и их приложения // В сб. Методы вычислительной математики. – Новосибирск: Наука,
1975.
8. Кривоножко В.Е., Рожнов А.В., Лычёв А.В. Построение гибридных
интеллектуальных информационных сред и компонентов экспертных систем на основе
обобщённой модели анализа среды функционирования // Нейрокомпьютеры: разработка,
применение. 2013, № 6. С. 3-12.
9. Белавкин П.А., Федосеев С.А., Рожнов А.В., Лобанов И.А. Исследование стратегической
мобильности проблемно-ориентированных систем управления и их позиционирование в
условиях развития информационного пространства // Известия ЮФУ. Технические
науки. 2013. Тематический выпуск "Перспективные системы и задачи управления",
№ 3. С. 211-217.
10.
Жарков И.Д., Рожнов А.В.,
Бурлака А.И.
Исследование ситуаций с неполной информацией и моделирования информационной
структуры декларативной игры, обеспечивающей заданное поведение игроков //
Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2008, № 7. С. 37-40.
11.
Рожнов А.В., Савицкий А.С.,
Баландин А.Е., Бикеев С.И. Математические и программные аспекты ультраоснащения инвариантной
схемы обработки информации на основе инструментально-моделирующего комплекса //
Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2008, № 7. С. 36-37.
12.
Рожнов А.В., Лычёв А.В. Исследование среды
функционирования и задач многопрофильного ситуационного центра // Материалы
21-й научно-технической конференции «Системы безопасности – 2012» (Москва). М.:
Академия ГПС МЧС России, 2012. С. 88-90.
13.
Купач О.С., Рожнов А.В.,
Гудов Г.Н.
Диверсификация технологии анализа среды функционирования в прикладных сервисах
геоинформационных интеллектных систем / Шестая Всероссийская мультиконференция
по проблемам управления (30.09 – 5.10.2013) // Материалы мультиконференции: в 4
т. Дивноморское: Изд-во ЮФУ, 2013. Т. 4 (УРиСС-2013). С. 59-62.
14.
Бажанов О.В., Рожнов А.В.,
Лобанов И.А., Абросимов В.К., Захаров В.Л. Инструментально-моделирующий комплекс
исследования процессов управления и диспозиции сложного динамического объекта в
группе. Патент на полезную модель RU 141445, МПК G05B23/02.
15.
Лобанов И.А., Рожнов А.В.,
Павловский И.С. Инструментальное средство визуализации ОКМ. Свид. программы для ЭВМ
№ 2014610356. – М.: ИПУ РАН, 2014.