Координація в багаторівневій АСУ військами
Стаття присвячена дослідженню децентралізованого управління військами з оптимальною координацією як фактора бойової ефективності. Представлені інформаційна технологія вирішення основної задачі організаційного управління з оптимальною координацією в багаторівневій АСУ військами та рекомендації щодо...
Saved in:
| Published in: | Математичні машини і системи |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60013 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Координація в багаторівневій АСУ військами / С.П. Гришин, Л.О. Комарова, А.І. Невольніченко, В.І. Шарий // Мат. машини і системи. — 2012. — № 3. — С. 131-142. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859748130275196928 |
|---|---|
| author | Гришин, С.П. Комарова, Л.О. Невольніченко, А.І. Шарий, В.І. |
| author_facet | Гришин, С.П. Комарова, Л.О. Невольніченко, А.І. Шарий, В.І. |
| citation_txt | Координація в багаторівневій АСУ військами / С.П. Гришин, Л.О. Комарова, А.І. Невольніченко, В.І. Шарий // Мат. машини і системи. — 2012. — № 3. — С. 131-142. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Математичні машини і системи |
| description | Стаття присвячена дослідженню децентралізованого управління військами з оптимальною координацією як фактора бойової ефективності. Представлені інформаційна технологія
вирішення основної задачі організаційного управління з оптимальною координацією в багаторівневій АСУ військами та рекомендації щодо її використання у програмному забезпеченні
комп’ютерних засобів автоматизації управління з метою підвищення якості та оперативності
управління військами (силами).
Статья посвящена исследованию децентрализованного управления войсками с оптимальной координацией как фактора боевой эффективности. Даются информационная технология
решения основной задачи организационного управления с оптимальной координацией в многоуровневой АСУ войсками и рекомендации по использованию в программном обеспечении компьютерных
средств автоматизации управления с целью повышения качества и оперативности управления
войсками (силами).
This article is devoted to decentralized command and control with optimal coordination as a
military effectiveness factor. Information technology for basic problem solution of organizational
management with optimal coordination in multilevel automated troop and command system is given. It is
also provided usage recommendations of the computer software to improve the quality and efficiency
control of troops (forces).
|
| first_indexed | 2025-12-01T22:42:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
© Гришин С.П., Комарова Л.О., Невольніченко А.І., Шарий В.І., 2012 131
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
УДК 355.45
С.П. ГРИШИН, Л.О. КОМАРОВА, А.І. НЕВОЛЬНІЧЕНКО, В.І. ШАРИЙ
КООРДИНАЦІЯ В БАГАТОРІВНЕВІЙ АСУ ВІЙСЬКАМИ
Анотація. Стаття присвячена дослідженню децентралізованого управління військами з оптима-
льною координацією як фактора бойової ефективності. Представлені інформаційна технологія
вирішення основної задачі організаційного управління з оптимальною координацією в багаторівне-
вій АСУ військами та рекомендації щодо її використання у програмному забезпеченні
комп’ютерних засобів автоматизації управління з метою підвищення якості та оперативності
управління військами (силами).
Ключові слова: АСУ військами, централізація управління, координаційна задача, бойова ефектив-
ність.
Аннотация. Статья посвящена исследованию децентрализованного управления войсками с опти-
мальной координацией как фактора боевой эффективности. Даются информационная технология
решения основной задачи организационного управления с оптимальной координацией в многоуров-
невой АСУ войсками и рекомендации по использованию в программном обеспечении компьютерных
средств автоматизации управления с целью повышения качества и оперативности управления
войсками (силами).
Ключевые слова: АСУ войсками, централизация управления, координационная задача, боевая эф-
фективность.
Abstract. This article is devoted to decentralized command and control with optimal coordination as a
military effectiveness factor. Information technology for basic problem solution of organizational
management with optimal coordination in multilevel automated troop and command system is given. It is
also provided usage recommendations of the computer software to improve the quality and efficiency
control of troops (forces).
Keywords: automated troop and command system, centralization of control, coordination task, combat
effectiveness.
1. Вступ
Ефективність системи управління (СУ) бойовою системою (БС) оцінюється співвідношен-
ням бойової ефективності угруповання військ (сил) в акті застосування за призначенням
(ефектом організаційного і оперативного етапів управління виконавчою частиною СУ як
цінністю вихідної інформації) та витрат потенціалу здатності (трудовитрат) управляючої
частини СУ у складі розрахункових одиниць (ро) її сил (підрозділів) за час керування [1–
2]:
)TCNC/(ESRC/ESEC ×≈= , (1)
де ES – бойова ефективність угруповання військ (сил) в акті застосування;
RC – витрати потенціалу здатності управляючої частини СУ;
NC – склад ро сил (підрозділів) СУ;
TC – час керування БС в акті застосування.
Тут, як уже відомо, оцінкою ефективності «бойової» системи в акті застосування є
співвідношення її системного (бойового) ефекту та витрат потенціалу боєздатності («тру-
довитрат») сил у складі NS ро, якими за час дій TS цей ефект досягнуто:
)TSNS/(WSRS/WSES ×≈= , (2)
де WS – бойовий ефект БС, як збитки об’єктів відповідальності;
RS – витрати потенціалу боєздатності військ (сил) БС в акті застосування;
132 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
NS – склад ро військ (сил) БС;
TS – час застосування БС.
Метою розгляду є визначення впливу фактора децентралізації управління з коорди-
нацією, поряд з іншими факторами, на ефективність СУ.
2. Основні шляхи підвищення ефективності АСУ
На організаційному етапі (підготовка бойових дій) управляючою частиною (підсистемою
органів управління СУ) розробляються плани розподілу ро сил виконавчої частини бойової
системи війська (сили) по об’єктах застосування XS та їх дій по виконанню завдань щодо
плану розподілу, які остаточно визначають очікувану бойову ефективність сил в операції.
На протязі організаційного етапу органами управління СУ здійснюється збір даних обста-
новки, планування розподілу засобів і дій сил по об’єктах застосування та постановка за-
вдань силам. Через динамічну зміну обстановки по своїх силах, по противнику та зовніш-
ніх умовах застосування сил актуальність планів і, на їх ґрунті, бойових завдань силам, що
відповідала обстановці на момент збору даних, за час підготовки TR операції значно зни-
жується, бо вони перестають відповідати реальній обстановці на момент початку дій сил
щодо виконання завдань. Таким чином, ефективність реальної СУ на момент початку дій
сил суттєво відрізняється від максимальної ефективності ідеальної СУ. Характер зміни у
часі t актуальності планів, або очікуваної бойової ефективності дій сил ( )tES , показаний
на рис. 1, достатньо коректно описується рівнянням лінійної регресії:
te)0(ESdt)t(e)0(ES
)t(TS)t(NS
)t(WS
)t(ES
t
0
⋅−≈⋅−=
⋅
= ∫ , (3)
де ( )0ES – рівень планової ефективності дій сил на момент збору даних обстановки;
e – середній темп зміни очікуваної ефективності через зниження актуальності планів та
бойових завдань до початку дій сил, тобто за час підготовки дій TR.
Рис. 1. Залежність рівня планової бойової ефективності БС від витрат часу на етапі організаційного
управління при евристичному та оптимальному управлінні в СУ
Геометрично ідеальна СУ (при оптимальному і миттєвому плануванні) задається
точкою з координатами 0),ES( опт , а реальна (при евристичному та тривалому у часі пла-
нуванні) – точкою з координатами TR),ES( евр . Якість реальної АСУ оцінюється мірою її
Дії військ
(сил)
(ESоевр,TRавт)
τпз τвр τзд
(ESопт,TR)
(ESевр,TR)
Збір та аналіз
даних обстановки
TR
Вироблення
рішення
Постановка
завдань силам
t
ES(t)
(ESопт,0)
(ESевр,0)
0
(ESопт,TRдок)
(ESопт,TRавт)
(ESоевр,TRноп)
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3 133
наближення до ідеальної і може бути оцінена саме співвідношенням значень їх ефекту (як
ефективності сил), а оперативність – часом реагування СУ на поточну обстановку (трива-
лістю етапу організаційного управління). Проблемною задачею тому стає визначення шля-
хів наближення реальної СУ до ідеальної. Умовно таке наближення показане ланцюгом
дуг, які відповідають таким факторам впливу на ефективність: підвищення якості плану-
вання та скорочення витрат часу.
Першим шляхом є наукова організація (ресурсна оптимізація) процесу роботи СУ
на етапі організаційного управління. Актуальність планів на момент початку дій сил зни-
жується через поступові зміни оперативно-тактичної важливості об’єктів застосування, їх
характеристики ураження, чисельний склад сил противника та їх вогневу могутність, через
зміну чисельного складу своїх сил ( )tNS (розрахункових одиниць), втрату боєздатності,
бойові втрати та зниження їх вогневої могутності, а також через зміну умов зовнішньої об-
становки в районі бойових дій, що разом веде до зниження очікуваного реального бойово-
го ефекту ( )tWS , зростання очікуваної тривалості дій сил ( )tTS і витрат потенціалу боєзда-
тності в цілому. Тоді, згідно з (2), реальна бойова ефективність БС при евристичному
управлінні (на момент початку дій сил) складе (відповідна точка на рис. 1):
{ } )0(ESTRe)0(ES)TR(ES евревр <⋅−= . (4)
Наукова організація та інформатизація процесу роботи штабів підвищують їх опе-
ративність скороченням тривалості основних заходів організаційного етапу в цілому (збір
даних, вироблення рішення, постановка завдань силам):
TR∆τ∆τ∆τ∆ ПЗВРЗД −=−−− (5)
і тим самим відвертають значну втрату очікуваної бойової ефективності сил:
∫ ×=
TP∆
0
dt)t(e)RT∆(ES∆ . (6)
Наукова організація процесу (НОП) відповідає переводу СУ з початкової точки
)TR,ES( евр в точку )TR,ES( нопевр .
Автоматизація виконавських функцій управління в органах СУ засобами інформа-
тизації також скорочує тривалість етапів процесу організаційного управління, що відпові-
дає переводу СУ в точку )TR,ES( автевр .
Оптимізація планів розподілу засобів та дій сил, яка досягається впровадженням ві-
дповідних процедур обробки даних комп’ютерних засобів автоматизації творчих функцій
управління, відповідає переводу СУ в точку )TR,ES( автотп .
Подальше скорочення тривалості TR організаційного етапу дає перехід до ієрархіч-
ної системи органів управління при одночасному зниженні ступеня централізації управ-
ління і оптимальній координації з боку вищого органу управління – перевод СУ в точку
)TR,ES( докотп .
Якщо характер впливу на фактори ефективності СУ науковою організацією проце-
су, автоматизацією функцій (інформатизації) та оптимізацією планів операції є достатньо
очевидним, то вплив децентралізації управління з оптимальною координацією в СУ потре-
бує докладного аналізу.
3. Децентралізація управління в СУ
Децентралізація управління припускає ієрархічність управляючої частини у структурі СУ,
коли існують декілька рівнів органів управління з певними відносинами підпорядкування.
134 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
Якщо вищому органу управління безпосередньо підпорядковані усі NS ро сил, то
таке управління силами вважають повністю централізованим. Якщо вищому ОУ підпоряд-
ковані m ОУ наступного рівня ієрархії, які безпосередньо керують силами NS, підпорядко-
ваними кожному ОУ в кількості ро відповідно:
∑
=
==
m
1i
ii NSN,m,1i,N , (7)
то таке управління силами вважають частково децентралізованим. Якщо кожна з NS ро сил
діє самостійно, то таке управління силами вважають повністю децентралізованим. Ступінь
централізації управління пов’язана з мірою узагальнення керування усіма ро сил (спряму-
вання інтересів ОУ до інтересів системи) і має таку кількісну оцінку.
Відносна частка сил, якими керує кожний ОУ, що витікає із (7):
m,1i),NS/(Nu ii == . (8)
Тоді керування силами з боку системи ОУ задається вектором
m,1i,uU i == . (9)
Вплив кожного ОУ на «загальність» керування силами природно пов’язати з вагою
даного ОУ, як тією ж відносною часткою сил, якою він керує; тому зважена сума віднос-
ного впливу усіх ОУ на загальність керування силами NS і буде оцінкою ступеня централі-
зації управління:
∑ ∑∑
= ==
=
=
×=
m
1i
m
1i
2
i
2
ii
m
1i
i u
NS
N
NS
N
uUS . (10)
Нехай, наприклад, при частково децентралізованому управлінні, в порядку коорди-
нації, 3=m органам управління згори підпорядковані NS=15 ро сил у кількості відповідно
до кожного:
роNроNроN 32 5;7;31 === .
Обчислюємо відносну частку сил, якими керує кожний ОУ, згідно з (8):
15/5u;15/7u;15/3u 321 === ,
тоді оцінка ступеня централізації («загальності») управління, згідно з (10):
.369,0)15/5()15/7()15/3( 2222
3
2
2
2
1 =++=++= uuuUS
Координація з боку вищого ОУ полягає у підпорядкуванні кожному ОУ нижчого
рівня ієрархії частки сил (згідно з планом координації по силах):
IU
m
1i
i
m
1i
ii N;NSN,m,1i,N)NS(YS
==
=== = Ø (11)
і призначенні групи об’єктів застосування (згідно з планом координації по об’єктах):
IU
m
1i
i
m
1i
ii M;MSM,m,1i,M)MS(ZS
==
=== =Ø, (12)
по яких вони самостійно планують дії сил. Значне скорочення часу на планування (підви-
щення оперативності роботи) при зниженні ступеня централізації пояснюється тим, що усі
ОУ нижчого рівня планують дії малої чисельності підпорядкованих сил m,1i,N i = по ма-
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3 135
R(X)
W(X) X
R(X
o
) Rmax
W(X
o
)
Wmax
{X
o
}
{X}
{XR}
{XW}
W
R
0
Рис. 2. Множина Парето як аргумент функціоналу,
ефект (витрати) максимальної ефективності для
системи об’єктів
лій чисельності призначених об’єктів m,1i,M i = і ставлять їм бойові завдання одночас-
но, тоді як при повній централізації управління вищій орган самотужки планує дії усіх NS
ро сил по усіх MS об’єктах і ставить бойові завдання кожній ро сил послідовно.
Оскільки інтереси нижчих ОУ не суворо співпадають з інтересами вищого ОУ, тоб-
то системи війська (сили) в цілому, то загальна планова ефективність ( )0,1 =< tSCES буде
завжди нижчою, ніж при повністю централізованому управлінні ( )0,1 == tSCES . Але іс-
нує можливість точного вирішення координаційної задачі, коли для обраного плану ZS ро-
зподілу груп об’єктів між нижчими ОУ (на множині можливих планів підпорядкування
нижчим ОУ груп ро сил { }YS , кожний з яких
m,1i,N)NS(YS i == (13)
задовольняє обмеження на потрібний рівень системного (бойового) ефекту:
потрo WS)YS(WS ≥ , (14)
існує такий (оптимальний) план координації
m,1i,NYS o
i
o == , (15)
який мінімізує загальну чисельність ро сил угруповання:
∑
=
==
m
1i
o
i
}Y{
o N)Y(NSmin)YS(NS . (16)
Це означає узгодження інтересів нижчих ОУ з інтересами вищого ОУ, коли загаль-
носистемна планова ефективність при децентралізації буде дорівнювати ефективності пов-
ністю централізованого управління. Відмітимо, що задача оптимальної координації інварі-
антна для визначення оптимального плану ZS розподілу об’єктів між нижчими ОУ з обра-
ним планом YS підпорядкування сил (15).
4. Задача оптимальної координації
Почнемо з доказу теорем, на які спирається дана задача.
Теорема 1. Множина Парето надає системну функцію максимальної ефективності.
Нехай для системи об’єктів застосування ресурсу існує множина можливих рішень-
планів розподілу { }X , кожному з
яких відповідає певне значення ефек-
ту ( )XW і витрат ресурсу ( )XR ,
якими ефект досягнутий. Корисність
(ефективність) даного рішення X оці-
нюється співвідношенням саме цих
двох показників:
)X(R/)X(W)X(E = . (17)
Розглянемо рис. 2, який пояс-
нює взаємозв’язок перелічених мно-
жин.
Кожне рішення X геометри-
чно представлено точкою { }WRX ,
на несучій площині WOR з відповід-
136 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
ними координатами на вісі абсцис 0R та на вісі ординат OW . Для можливих значень ви-
трат (множини значень відрізку max0R 0Rmax ) та відповідних до них можливих значень
ефекту (множини значень відрізку max0W ) виникає область рішень { }X , яка відповідає ме-
тоду повного перебору.
Розглянемо всередині { }X підмножину рішень, рівноцінних по значенню витрат. Це
точки вертикалі { }RX . Зрозуміло, що серед них найкращим, тобто оптимальним, є }{X o ,
бо ефект для нього максимальний. Розглянемо тепер всередині { }X підмножину рішень,
рівноцінних по значенню ефекту. Це точки горизонталі }{XW . Зрозуміло, що серед них
найкращим, тобто оптимальним, є }{X o , бо витрати для нього мінімальні. Таким чином,
верхня ліва межа області { }X , що є множиною оптимальних рішень }{X o , є саме множи-
ною Парето, ефективність яких максимальна.
Множина можливих рішень, таким чином, встановлює відношення відповідності
між елементами множини ( ){ }XW та множини ( ){ }XR , яке в теорії множин є функцією:
)}X(W{)X(W)}X(R{)X(R:)X(F},X{X ⊂→⊂⊂∀ . (18)
Оскільки множина Парето { }0X є крайньою межею області припустимих рішень
{ }X , то вона встановлює «відношення відповідності» між елементами )}{W(X o та
)}{R(X o , які саме дають максимальне значення їх співвідношення (ефективності). Таким
чином, множина Парето, що є аргументом функції витрат )R(X o , надає системну функцію
( )RW максимальної ефективності, аргументом якої є функція витрат, тобто функціонал
Парето.
)}X(R{W o . (19)
Теорему доведено.
Теорема 2. Оптимальне рішення повнорозмірної задачі розподілу тотожньо до ком-
позиції оптимальних рішень малорозмірних задач розподілу при оптимальній координації.
Для системи M об’єктів та N одиниць засобів оптимальне рішення (план призна-
чень) є матрицею
NM
o
ij
o
NM πΠ
×× = , (20)
де ijπ – компонента рішення, яка може приймати такі значення:
1=ijπ , якщо на i -й об’єкт призначена j -та одиниця засобів;
0=ijπ – у протилежному випадку.
Вважається, що план розподілу X (кількості одиниць засобів) і план призначень П
(кожної одиниці засобів) по об’єктах застосування пов’язані очевидним співвідношенням:
для однорідних засобів
M,1i,πxX
N
1j
ijiо === ∑
=
; (21)
для повністю різнорідних засобів
NMijijр πxX
×
== ; (22)
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3 137
для засобів різних видів ),1( Zk = , але однорідних в середині кожного виду
ZMkj
ijikk πxX
×⊂
∑== . (23)
Метод повного перебору (ПП), який завжди гарантує знаходження оптимального
рішення, потребує перевірки множини NM}X{ = варіантів (матриць П) призначень на ма-
ксимальне значення його ефективності як співвідношення значення функції системного
ефекту та кількості засобів, якими воно досягнуте.
)X(ES)X(NS/)X(WS)X(ES
{X}
ooo max== . (24)
Але при значній розмірності ( )NM × матриці (1) метод ПП стає абсолютно неефек-
тивним по трудовитратах на здобуття рішення, тому потрібно застосовувати спеціальні
методи багатовимірної оптимізації, які дозволяють знайти оптимальне рішення завдяки
використанню відповідної евристики для кардинального скорочення області пошуку
(множини рішень).
Так, для вирішення задачі нелінійного опуклого програмування застосовується іте-
раційний метод кінцевих різниць (КР), головною евристикою якого є максимальна ефекти-
вність розподілу на даній ітерації як співвідношення умовного приросту системного ефек-
ту та витрат на застосування кожної одиниці засобів по даному об’єкту. Оскільки на кож-
ній ітерації процедури на матриці (1) оптимально розподіляється одиниця засобів на пев-
ний об’єкт, тому загальна кількість ітерацій дорівнює кількості одиниць засобів N. Метод
гарантує збіжність процедури та одержання оптимальних вкладених рішень (в рішення по-
внорозмірної задачі) при обмеженнях на потрібний системний ефект (основна – обернена
задача) чи витрати на застосування засобів (другорядна – пряма задача).
Для вирішення неопуклих задач розподілу застосовується універсальний метод ди-
намічного програмування, який є ітераційним методом упорядкованого перебору (на кож-
ному кроці), причому кількість ітерацій дорівнює кількості об’єктів розподілу. Метод та-
кож гарантує збіжність процедури та одержання оптимальних вкладених рішень (в рішен-
ня повнорозмірної задачі) при обмеженнях на потрібний системний ефект (обернена зада-
ча) чи витрати на застосування засобів (пряма задача).
Нехай задана система об’єктів своїми функціями ефект/витрати:
MS,1i),x(w ii = , (25)
де ix – кількість однорідних (для спрощення) засобів, що можуть бути застосовані по i -му
об’єкту, причому існує значення аргументу «над ураження» maxix , якому відповідає макси-
мальне значення функції ураження )x(w maximaxi :
.MS,1i)},maxx(maxw)x(w0{),maxxx0( iiiiii =≤≤≤≤ (26)
Таким чином, існує крайнє значення кількості засобів, що можна розподілити між
об’єктами системи:
∑
=
=
MS
1i
imax maxxNS , (27)
та відповідне до нього крайнє значення системного ефекту, який утворюється даною кіль-
кістю засобів:
138 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
∑
=
=
MS
1i
imax maxwWS . (28)
Нехай знайдений (деяким придатним спеціальним методом) оптимальний план oX
розподілу NS )NSNS0( max<< одиниць однорідних засобів по критерію максимуму ефек-
тивності (5) – вектор:
NSx,M,1i,x)NS(XS
M
1i
o
i
o
i
o === ∑
=
, (29)
якому відповідає значення системного ефекту
∑
=
=
M
1i
o
ii
o )x(w)XS(WS . (30)
Таким чином, розмірність даної задачі складе )NSMS( × і трудовитрати (часу) на
здобуття рішення можуть бути оцінені емпіричною залежністю:
µ)NSMS(τ)NM(TS ⋅×=× , (31)
де τ – питомі витрати часу на здобуття одиниці інформації (для усунення ентропії інфор-
маційного об’єкта – рішення Х );
µ – коефіцієнт, який залежить від обраного методу пошуку рішення.
Розкриємо суму (11) по складових і розіб’ємо її на декілька груп складових, які є
сумами у відповідних фігурних дужках:
)}x(w{......)}x(w)x(w)x(w{......})x(w{)XS(WS o
MSMS
o
1i1i
o
ii
o
1i
o
1i
1
i1
o ++++++++= ++−− . (32)
Розглянемо одну ( к -ту) з сум групи
)N(W)}x(w)x(w)x(w{ kk
o
1i1i
o
ii
o
1i
o
1i =++ ++−− , (33)
яка утворюється засобами kN , що розподілені між об’єктами даної групи по оптимально-
му плану:
)xxx(N,x,x,x)N(X o
1i
o
i
o
1ik
o
1i
o
i
o
1ik
o
k +−+− ++== . (34)
Для даної групи, очевидно, ефективність (співвідношення ефекту kW і витрат kN ),
як критерій оптимальності розподілу, максимальна, інакше при будь-якому іншому плані
розподілу засобів )(NX kk ефект kW , а тому й ефективність, завжди буде меншою, що не
відповідає умові оптимальності плану розподілу для повнорозмірної задачі, елементами
якого є саме компоненти вектора o
kX . Даний висновок можна розповсюдити на усі
)K,1k( = групи складових і представити (11) у вигляді
)N(W...)N(W...)N(W)XS(WS KKkki1
o ++++= , (35)
причому оптимальний план розподілу засобів для системи об’єктів може бути представле-
ний оптимальним планом розподілу між групами об’єктів K,1k,M k = тієї самої кількості
засобів:
K,1k),X(N)NS(XS o
kk
o == . (36)
Таким чином, повнорозмірна задача оптимального розподілу засобів по системі
об’єктів при її декомпозиції може бути представлена множиною K малорозмірних задач
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3 139
за умови оптимального розподілу засобів, призначених для кожної групи, в середині даної
групи об’єктів. Оцінимо трудовитрати щодо вирішення задачі при її декомпозиції на K
малорозмірних задач.
У простішому випадку розмірність кожної з K малорозмірної задачі складе
K,1k,})K/N()K/M{( k =× (37)
і відповідні трудовитрати на її вирішення згідно з (31):
K,1k,
K
N
K
M
τT
µ
k =
×⋅= . (38)
Скорочення трудовитрат (саме часу) для вирішення K незалежних малорозмірних
задач у порівнянні з повнорозмірною задачею складе :
при послідовному вирішенні:
1µ2
µ
µ2µ
k
K
)NM(τK
K)NM(τ
TK
)NM(TS −=
⋅⋅
⋅⋅=
⋅
×
(разів); (39)
при одночасному вирішенні:
µ2
µ
µ2µ
k
K
)NM(τ
K)NM(τ
T
)NM(TS =
⋅
⋅⋅=×
(разів). (40)
Але декомпозиція повнорозмірної задачі вимагає попереднього вирішення задачі
оптимальної координації, а саме – визначення для кожної групи об’єктів K,1k,M k = від-
повідної кількості засобів K,1k,Nk = з їх загальної кількості NS, незалежний оптимальний
розподіл яких в середині кожної групи дасть такий же (максимальний) рівень системного
ефекту, як і план-рішення оптимального розподілу для повнорозмірної задачі (17).
Згідно з теоремою 1, для оптимального розподілу засобів
K,1k),maxNN0( kk =≤≤ (41)
по об’єктах k -ої групи функція групового ефекту буде Парето-функціоналом, тобто функ-
цією максимальної ефективності, аргументом якої є інша функція оптимального вектора-
рішення. Тоді при декомпозиції задача оптимального розподілу одиниць між об’єктами є
тотожною до задачі оптимального розподілу груп засобів між групами об’єктів, якщо для
них попередньо визначити Парето-функціонали як функції максимальної ефективності.
Теорему доведено.
Користуючись положеннями даних теорем, перейдемо від повнорозмірної задачі
оптимального розподілу (при повній централізації управління) до її декомпозиції сукупні-
стю малорозмірних задач (при децентралізації управління) з оптимальною координацією,
яка є планом (36) розподілу (з боку вищого рівня) повного ресурсу між групами об’єктів
(нижчого рівня).
5. Координація в багаторівневій АСУ військами
Надамо зміст інформаційної технології децентралізованого управління з координацією;
зміст і послідовність дій щодо вирішення задачі оптимального розподілу засобів сил по
об’єктах застосування цілком і докладно надаються структурою алгоритму, що показаний
на рис. 3. Даний алгоритм призначений для реалізації у дворівневій ієрархічній системі ор-
ганів управління СУ умовним оперативним угрупованням військ (сил) – ОУВ(с) з частко-
вою децентралізацією і оптимальною координацією з боку вищого органу управління.
140 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
Оперативне угруповання військ (сил) складають тактичні угруповання «Альфа»,
«Сигма» та «Омега» і відповідні органи системи управління. Вищий орган управління ко-
ординує роботу підпорядкованих органів управління СУ на етапі підготовки військ (сил)
до дій по системі призначених бойовим завданням об’єктів відповідальності.
`
Рис. 3. Структура алгоритму розподілу ресурсу сил по об’єктах при децентралізованому
управлінні з оптимальною координацією
Ієрархічна схема процедури вирішення задачі оптимального розподілу сил по
об’єктах застосування (наприклад, методом динамічного програмування) базується на ви-
сновках теореми 2 про інваріантність лінійної та ієрархічної процедур реалізації принципу
оптимальності (Беллмана), доказ якої був представлений.
Початкова координація з боку вищого ОУ полягає у розподілі початкової множини
об’єктів застосування, безпосередньо підпорядкованим органам управління згідно з пла-
ном-вектором ZS з прогнозними даними по об’єктах, які будуть актуальні на момент поча-
тку дій сил (блок 1).
Вищий орган управління ОУВ(с) – визначення об’єктів застосування,
централізоване призначення органам управління тактичних угрупувань
(ТактУгр) військ (сил) груп об’єктів для обчислення їх Парето-функцій
Орган управління
ТактУгр «Альфа» –
обчислення Парето-
функції об’єктів групи
«Альфа»
Орган управління
ТактУгр «Сігма» –
обчислення Парето-
функції об’єктів
групи «Сігма»
Орган управління
ТактУгр «Омега» –
обчислення Парето-
функції об’єктів
групи «Омега»
Вищий орган управління ОУВ(с) – обчислення Парето-функції системи об’єктів,
визначення і централізоване підпорядкування військ (сил) органам управління
групами військ (сил) для планування розподілу по об’єктах сил груп військ
Орган управління
ТактУгр «Альфа» –
планування розподілу
сил по об’єктах і дій
групи військ «Альфа»
Орган управління
ТактУгр «Сігма» –
планування розподілу
сил по об’єктах і дій
групи військ «Сігма»
Орган управління
ТактУгр «Омега» –
планування розподілу
сил по об’єктах і дій
групи військ «Омега»
Вищий орган управління ОУВ(с) – затвердження планів розподілу і дій
груп військ (сил), організація їх взаємодії в операції
Орган управління
ТактУгр «Альфа» –
розробка і постановка
бойових завдань групі
військ «Альфа»
Орган управління
ТактУгр «Сігма» –
розробка і постановка
бойових завдань групі
військ «Сігма»
Орган управління
ТактУгр «Омега» –
розробка і постановка
бойових завдань групі
військ «Омега»
1
2
3
4
5
6
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3 141
Усі ОУ нижчого рівня лінійною процедурою умовної оптимізації одночасно обчис-
люють Парето – функціонал призначених відповідних груп об’єктів до аргументів над-
ураження по кожному об’єкту; розрахунковою одиницею сил вважається бойова група.
Дані обчислень передаються вищому ОУ (блоки 2).
Вищий ОУ обчислює лінійною процедурою умовної оптимізації Парето – функціо-
налу системи об’єктів, на ній вирішує обернену задачу оптимального розподілу груп
військ по групах об’єктів і підпорядковує фактично їх органам управління нижчого рівня
(блок 3).
Усі ОУ нижчого рівня лінійною процедурою безумовної оптимізації одночасно ви-
значають оптимальні плани розподілу бойових груп підпорядкованих військ (сил) по від-
повідній групі об’єктів, розробляють плани (сценарії) дій сил по призначених об’єктах і
передають дані планів вищому органу управління (блоки 4).
Вищий ОУ узгоджує плани розподілу засобів і дій військ ОУ нижчого рівня щодо
взаємодії груп військ в операції та затверджує рішення перших осіб цих органів (блок 5).
Усі ОУ нижчого рівня розробляють (деталізують плани розподілу і дій сил) і став-
лять бойові завдання розрахунковим одиницям підпорядкованої групи військ щодо бойо-
вих дій в операції (блок 6).
На цьому етап організаційного управління (підготовки), пов’язаний з плануванням
операції, закінчується. В результаті застосування ієрархічної процедури оптимального ро-
зподілу і дій сил по об’єктах застосування визначається мінімальний по чисельності бойо-
вий склад сил угруповання, здатний виконати бойове завдання на операцію в цілому (по
усіх основних показниках – бойовому ефекту, припустимій тривалості та бойовому складу
угруповання) з максимальною ефективністю. Етап оперативного управління військами
(силами) у процесі бойового застосування полягає в утриманні відповідності ходу процесу
розробленим планам розподілу і дій сил у просторі і часі.
6. Висновки
Таким чином, досліджено децентралізоване управління військами з оптимальною коорди-
нацією як фактор бойової ефективності. Розроблена інформаційна технологія вирішення
основної задачі організаційного управління (планування розподілу сил та їх дій по
об’єктах застосування для кожного етапу операції) у багаторівневій АСУ військами та ре-
комендації по її використанню у програмному забезпеченні комп’ютерних засобів автома-
тизації управління з метою підвищення якості та оперативності управління військами (си-
лами). На єдиній теоретичній основі (теорія множин, теорія оптимальних рішень, воєнне
мистецтво) сформульовані та доведені положення, на яких ґрунтується інформаційна тех-
нологія вирішення повнорозмірної задачі оптимального розподілу ресурсів військ (сил) по
об’єктах застосування її декомпозицією на сукупність малорозмірних задач за умови точ-
ного вирішення координаційної задачі. Наданий приклад реалізації алгоритму вирішення
даної задачі в багаторівневій АСУ військами з децентралізацією управління підтверджує
працездатність і коректність теоретичних положень. Показано, що наявність у складі про-
грамного забезпечення АСУ військами ієрархічної процедури вирішення задачі оптималь-
ного розподілу ресурсів по об’єктах застосування суттєво підвищує оперативність і якість
управління.
Загальний висновок – часткова децентралізація управління з оптимальною коорди-
нацією в багаторівневій АСУВ, поряд з оптимізацією процесу управління та його інформа-
тизацією, особливо щодо програмного забезпечення вирішення інформаційно-
розрахункових задач оптимального планування на комп’ютерних засобах, є перспектив-
ним шляхом суттєвого підвищення ефективності управління військами (силами), а саме –
його якості та оперативності.
142 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 3
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Педченко Г.М. Воєнно-наукове забезпечення операцій військ (сил) / Педченко Г.М., Шарий В.І.,
Невольніченко А.І. – К.: ВІ КНУ ім. Тараса Шевченка, 2011. – 228 с.
2. Венцель Е. С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология / Венцель Е.С. – М.: На-
ука, 1988. – 208 с.
Стаття надійшла до редакції 10.04.2012
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60013 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1028-9763 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T22:42:38Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут проблем математичних машин і систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гришин, С.П. Комарова, Л.О. Невольніченко, А.І. Шарий, В.І. 2014-04-11T08:38:32Z 2014-04-11T08:38:32Z 2012 Координація в багаторівневій АСУ військами / С.П. Гришин, Л.О. Комарова, А.І. Невольніченко, В.І. Шарий // Мат. машини і системи. — 2012. — № 3. — С. 131-142. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. 1028-9763 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60013 355.45 Стаття присвячена дослідженню децентралізованого управління військами з оптимальною координацією як фактора бойової ефективності. Представлені інформаційна технологія вирішення основної задачі організаційного управління з оптимальною координацією в багаторівневій АСУ військами та рекомендації щодо її використання у програмному забезпеченні комп’ютерних засобів автоматизації управління з метою підвищення якості та оперативності управління військами (силами). Статья посвящена исследованию децентрализованного управления войсками с оптимальной координацией как фактора боевой эффективности. Даются информационная технология решения основной задачи организационного управления с оптимальной координацией в многоуровневой АСУ войсками и рекомендации по использованию в программном обеспечении компьютерных средств автоматизации управления с целью повышения качества и оперативности управления войсками (силами). This article is devoted to decentralized command and control with optimal coordination as a military effectiveness factor. Information technology for basic problem solution of organizational management with optimal coordination in multilevel automated troop and command system is given. It is also provided usage recommendations of the computer software to improve the quality and efficiency control of troops (forces). uk Інститут проблем математичних машин і систем НАН України Математичні машини і системи Моделювання і управління Координація в багаторівневій АСУ військами Координация в многоуровневой АСУ войсками Multilevel automated troop and command system coordination Article published earlier |
| spellingShingle | Координація в багаторівневій АСУ військами Гришин, С.П. Комарова, Л.О. Невольніченко, А.І. Шарий, В.І. Моделювання і управління |
| title | Координація в багаторівневій АСУ військами |
| title_alt | Координация в многоуровневой АСУ войсками Multilevel automated troop and command system coordination |
| title_full | Координація в багаторівневій АСУ військами |
| title_fullStr | Координація в багаторівневій АСУ військами |
| title_full_unstemmed | Координація в багаторівневій АСУ військами |
| title_short | Координація в багаторівневій АСУ військами |
| title_sort | координація в багаторівневій асу військами |
| topic | Моделювання і управління |
| topic_facet | Моделювання і управління |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60013 |
| work_keys_str_mv | AT grišinsp koordinacíâvbagatorívnevíiasuvíisʹkami AT komarovalo koordinacíâvbagatorívnevíiasuvíisʹkami AT nevolʹníčenkoaí koordinacíâvbagatorívnevíiasuvíisʹkami AT šariiví koordinacíâvbagatorívnevíiasuvíisʹkami AT grišinsp koordinaciâvmnogourovnevoiasuvoiskami AT komarovalo koordinaciâvmnogourovnevoiasuvoiskami AT nevolʹníčenkoaí koordinaciâvmnogourovnevoiasuvoiskami AT šariiví koordinaciâvmnogourovnevoiasuvoiskami AT grišinsp multilevelautomatedtroopandcommandsystemcoordination AT komarovalo multilevelautomatedtroopandcommandsystemcoordination AT nevolʹníčenkoaí multilevelautomatedtroopandcommandsystemcoordination AT šariiví multilevelautomatedtroopandcommandsystemcoordination |