Главная Архив номеров N-16 сентябрь 2007 Тренажеры по тактической подготовке корабельных боевых расчетов кораблей и подводных лодок
 

Авторизация



Тренажеры по тактической подготовке корабельных боевых расчетов кораблей и подводных лодок Печать

В.Ю. Андреев, А.Ф. Базлов, В.А. Пазюк, А.Б. Шорин.

 

 

 

 

 

 

Занятия с использованием учебно-тренировочных средств (УТС) являются одной из неотъемлемых составляющих подготовки специалистов ВМФ. Обычным явлением становится параллельная разработка образца военной техники и УТС для подготовки личного состава к эксплуатации данной техники. Использование обучения на базе УТС позволяет существенно снизить затраты и, главное, риски, связанные с проведением обучения в реальных условиях.
Современные корабли насыщены средствами автоматизации, вычислительными комплексами и сложной электроникой, поэтому предъявляются повышенные требования к профессиональной выучке экипажей. Количество технических средств, которыми приходится управлять, непрерывно возрастает и, как следствие, увеличивается риск ошибок. В прошлом УТС использовались для отработки навыков, правил и порядка действий отдельных операторов сложных технических средств. На современном этапе развития тренажерного обучения внимание обращается на особенности тактического применения сложной военной техники в боевых условиях, на оптимизацию совместной работы командных пунктов и боевых постов. УТС подобного назначения получили название тактических тренажеров (ТТ). ТТ наряду с отработкой навыков и умений эксплуатации образцов боевой техники позволяет отрабатывать совместные действия членов экипажа по решению боевой задачи в условиях динамично развивающейся тактической обстановки и противодействия противника. ТТ предназначен для подготовки корабельных боевых расчетов (КБР), командиров кораблей и командиров тактических групп к боевому и тактическому маневрированию, применению оружия и средств радиоэлектронной борьбы, уклонению от оружия противника.

Особенностью ТТ является возможность проводить учебные мероприятия в условиях конкретной тактической обстановки, под которой подразумеваются:
- свойства географического района, в котором развивается тактический эпизод (метеоусловия, гидроакустические характеристики, радиолокационная наблюдаемость, ледовая обстановка);
- многообразные подвижные и неподвижные объекты, функционирование которых влияет на деятельность обучаемых или зависит от него, а именно: боевые единицы противника и взаимодействующих сил, средства поражения, нейтральные объекты и т.д.;
- действия противника и взаимодействующих сил.
Современные тренажеры по тактической подготовке - это многофункциональные аппаратно-программные комплексы, сочетающие в себе свойства информационной системы и системы имитационного моделирования. Перед разработчиками современных ТТ стоят следующие основные задачи:
- разработка универсальных и полных баз данных характеристик объектов моделирования;
- разработка масштабируемой компонентной системы моделирования объектов тактической обстановки и отдельных бортовых систем;
- интегрирование программных имитаторов в единую систему, обеспечивающую эффективное распределенное моделирование тактической обстановки;
- создание интерактивных средств подготовки и управления процессом тренировки;
- разработка автоматизированных средств управления образовательным процессом.
В настоящее время возрастает потребность в ТТ для подготовки КБР конкретных проектов, учитывающих специфические особенности эксплуатации именно этих образцов военной техники. С другой стороны, набирают силу интеграционные процессы, направленные на объединение отдельных специализированных тренажеров и тактических тренажерных комплексов в более крупные образования, функционирующие на фоне единой тактической обстановки. В связи с этим актуальным является разработка единых принципов и подходов к решению обозначенных задач, что позволяет сократить затраты на создание новых ТТ и интеграцию существующих.
Опыт участия в создании тренажерных комплексов тактического назначения (ТТ “Жигули”, ТСТК “Коммандор”, ТТ “Лидер”) позволил НИИ «Центрпрограммсистем» (г. Тверь) выработать определенные пути решения указанных задач.
Создана универсальная база данных тактико-технических характеристик тактических объектов, радиоэлектронных средств и вооружения. База данных включает в себя сведения, достаточные для проведения типовых тренировок, а также обладает возможностью пополнения новыми данными. Пополнение базы данных может осуществляться непосредственно пользователем уже во время эксплуатации тренажера, что позволяет обеспечивать ее актуальность при появлении новых образцов военной техники. Средства доступа к базе данных обеспечивают функции информационной системы - получение отчетов, поиск, экспорт данных. Используемая база данных реализована как с использованием SQL Server, так и с использованием MS Access. Это позволяет работать с базой данных в локальном упрощенном варианте, повышает возможности экспорта-импорта данных.

Значимую часть ТТ представляет cобой модель тактической обстановки. Это совокупность унифицированных компонентов, реализованных в виде подключаемых модулей, в которых реализованы модели объектов, радиоэлектронных и технических средств, тактика действий противника, модели физических сред. Реализация моделей в виде отдельных модулей позволяет гибко изменять набор моделей объектов, расширять номенклатуру моделей, модернизировать их, не меняя при этом программное обеспечение поста руководства обучения (ПРО) и вычислительно-моделирующего комплекса (ВМК). Правила написания моделей используют распространенную в настоящее время концепцию программных интерфейсов (COM-технология), что позволяет привлекать сторонние организации для разработки отдельных моделей. Распределенное моделирование предъявляет определенные требования к реализациям моделей, которые должны поддерживать клиент-серверную технологию. При этом каждая модель обеспечивает два режима функционирования - серверный и клиентский. Серверная часть осуществляет непосредственно моделирование, клиентская только предоставляет результаты моделирования на различных узлах сети. Это приводит к тому, что данные о состоянии модели скрыты от остальных компонентов тренажера, что обеспечивает дополнительную гибкость и масштабируемость системы. Необходимо отметить, что в таком подходе есть и существенный недостаток - необходимость запуска множества клиентских копий одной и той же модели на разных узлах вычислительной сети. Однако опыт разработки ТТ, особенно с участием нескольких организаций, позволяет сделать вывод о необходимости в первую очередь обеспечить максимальную независимость компонентов системы.
Само понятие модели в рамках ТТ достаточно широкое - это может быть модель корабля, радиолокационной станции, гидроакустического поля, тактики действий при решении конкретной боевой задачи. Реализация модели предоставляет не только функции моделирования, но и обеспечивает оконный интерфейс пользователя, графику на фоне карты тактической обстановки, сервис документирования и сохранения собственного состояния. Так, модель надводного корабля предоставляет пользователю окно для управления маневрированием, применением оружия и радиоэлектронных средств; модель гидроакустического комплекса (ГАК) обеспечивает визуализацию прогнозной зоны обнаружения (рис. 1). Модель физической среды через собственное окно позволяет изменять условия проведения тренировки (метеоусловия, ледовую обстановку и т.п.).
Важной задачей, решаемой УТС тактического назначения, является программная имитация боевых действий противника и взаимодействующих сил. Наличие системы моделирования боевых действий приводит к снижению нагрузок и повышению эффективности роли преподавателя при проведении занятия. Преподаватель освобождается от выполнения рутинных операций по непосредственному управлению многочисленными объектами, тем самым ему предоставляется больше возможностей и времени для контроля и оценки действий обучаемых. Модель тактических действий - это особый вид модели, которая позволяет автоматически управлять объектом тактической обстановки, формируя команды управления. Отдельные модели могут имитировать действия целых формирований, в частности, разработаны модели боевых действий корабельной и авиационной поисковых ударных групп. Модель тактических действий обеспечивает окно, которое позволяет задавать параметры решения тактической задачи. Интерактивная графика непосредственно в окне ПРО, на фоне карты, демонстрирует предполагаемый план тактических действий (рис. 2). В ходе тренировки модель может реализовывать достаточно сложную логику, основываясь на сведениях о тактической обстановке, получаемых посредством информаци онного сервиса системы моделирования. Предусмотренная возможность запуска моделей по расписанию позволяет заранее создавать и опробовать сценарии проведения тренировки.
Неотъемлемой частью ТТ являются автоматизированные рабочие места обучаемых (АРМО), на которые устанавливаются программные имитаторы средств радиоэлектронного и штурманского вооружения, общекорабельных систем. Программные имитаторы тесно взаимодействуют с моделью объекта, управляемого обучаемыми (активного объекта). Модель активного объекта осуществляет взаимосвязь АРМО с ВМК, реализует взаимодействие технических средств активного объекта, управляемых с различных АРМО. Активная модель обеспечивает высокую степень адекватности, поскольку связана с конкретным проектом корабля. Серверную часть этой модели можно загружать на любую ПЭВМ и, таким образом, не занимать вычислительные ресурсы ВМК.
От ВМК модель «активного» объекта получает тактическую обстановку и транслирует ее в АРМО по согласованным интерфейсам. А в обратную сторону собирает обработанные АРМО действия обучаемых и передает информацию о них ВМК для внесения изменений в тактическую обстановку. Например, по факту производства выстрела торпедой передает ВМК команду на порождение нового объекта «торпеда» и передает модели торпеды параметры стрельбы, выработанные на АРМО БИУС. Модель «активного» объекта осуществляет и синхронизацию информации между различными АРМО. Например, АРМО средств наблюдения сможет наблюдать обстановку только после включения на АРМО технических средств соответствующей антенны (выдвижное устройство), а это повлечет за собой уменьшение скорости движения из-за увеличения сопротивления движению и т.п.
За счет того, что активные модели реализуются по тем же правилам, что и универсальные модели, разработанные для объектов обстановки, обеспечивается их взаимозаменяемость. В частности, появляется возможность проведения тренировок с неполным составом КБР. При работе с неполным составом рабочих мест функции недостающих АРМО выполняют модели, используемые для обычных объектов обстановки.
Многообразие и большое количество моделируемых объектов предъявляют особые требования к ВМК. Этот компонент является связующим звеном между моделями (в том числе и РМО) и ПРО. ВМК обеспечивает распределенное моделирование тактической обстановки за счет распределения моделей по узлам вычислительной сети. ВМК реализует функции сетевого обмена, предоставляя информацию о текущем состоянии тактической обстановки (состоянии всех отдельных моделей). Этот компонент также осуществляет общее управление процессом выполнения кода моделей, синхронизацию модельного времени, функции сохранения и восстановления тренировки.
Управление процессом запуска и хода тренировки осуществляется с ПРО. Современные ТТ требуют нескольких рабочих мест данного назначения. Это связанно с тем, что, несмотря на наличие автоматизированных средств, управление развитием сложного тактического эпизода - достаточно трудоемкий процесс. Несколько ПРО с разделением функций управления позволяют обеспечить необходимую динамичность управления. Программное обеспечение ПРО достаточно универсально и может быть использовано в нескольких различных ТТ. ПРО отображает географическую карту с районом боевых действий, на фоне которой отображается тактическая обстановка, и предоставляет средства управления ходом тренировки. Многочисленные параметры ПРО позволяют настроить внешний вид под конкретные задачи, будь то управление взаимодействующими силами или исключительно документирование значимых моментов тренировки (рис. 3).
В составе современного ТТ обязательно присутствует подсистема администрирования учебного процесса. Это позволяет упростить процесс внедрения нового тренажера в образовательный процесс учебных центров ВМФ. Система поддержки учебного процесса реализует функции подготовки учебных программ, составления расписания занятий, автоматизированной оценки действий обучаемых и получения отчетных документов о проведенных занятиях.
Область тренажеростроения активно развивается, появляются новые требования к ТТ, поэтому рассмотренные компоненты постоянно модернизируются. В части разработки баз данных тренажерных комплексов перспективны XML-технологии, позволяющие использовать различный набор параметров для описания одних и тех же сущностей и высокую переносимость. Требования к адекватности моделей объектов и технических средств приводят к необходимости постоянно модернизировать библиотеку моделей для расширения их номенклатуры и повышения степени адекватности. Особенно остро стоит вопрос о включении в ТТ элементов экспертной оценки тактических ситуаций и искусственного интеллекта при реализации автоматического поведения объектов противника. В плане развития ВМК ТТ важным видится вопрос обеспечения надежности функционирования системы. Опыт разработки показывает, что с увеличением и усложнением компонентов системы увеличивается ее нестабильность. В то же время необходимо развивать направление, связанное с комплексированием тренажерных комплексов, и учитывать этот вопрос при разработке новых ТТ.

 
Разработка сайтов