Геоинформационная система «Интеграция»

 

Развитие современной армии, как и развитие современного общества в целом, базируется на внедрении информационных технологий. Важнейшей составной частью большинства технологий являются средства обработки цифровой информации о местности во взаимосвязи с многообразными данными о противнике и своих войсках.

Министром обороны РФ 15 июля 2009 года подписан приказ №722
о принятии на снабжение Вооруженных Сил РФ ГИС «Карта 2005».

Геоинформационная система «Карта 2005» - универсальная геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования электронных карт, данных дистанционного зондирования (ДДЗ), выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, средства подготовки графических документов в электронном и печатном виде, а также инструментальные средства для работы с базами данных.

ГИС "Карта 2005" позволяет наносить оперативную обстановку, вести дежурные карты, формировать стандартные электронные и графические документы (решение командира, полетные задания и т.д.), проводить командно-штабные тренировки и учения, анализировать расположение и прогнозирование последующих действий противника.

В штабах наших Вооруженных Сил уже более десяти лет используются электронные карты местности различного масштаба. Все они представлены наборами файлов, которые воспроизводят отдельные листы бумажных топографических карт соответствующего масштаба. Будучи соответствующим образом «склеенными» (что делается при помощи специального программного обеспечения), эти файлы (листы) формируют определенный район, используемый штабом в качестве топографической основы, на которой отрабатываются различные боевые графические документы - решения, планы и т.д.

Каждое решение командира любого уровня связано с пространственным расположением. Потребность понимать местность всегда была существенной для военных командиров. Исторически, такие решения, как на стратегическом, так и на тактическом уровнях, поддерживались бумажными картами, и картографические агентства направляли свои усилия на сбор пространственных данных, отображение их в виде картографических продуктов, производство и распространение карт на театры военных действий. Однако сейчас ситуация существенным образом изменилась.

Файлы электронных карт геоинформационной системы "Карта 2005" формата *.SXF являются точными копиями их бумажных собратьев - топографических карт издания Генерального штаба. Как по номенклатуре и масштабу, так и по степени детализации отображаемых объектов, а также году издания (обновления).

Цифровое поле боя или электронное поле боя - новый термин, появившийся в последнее время, охватывает цифровую картографическую информацию непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде собственно самой ГИС. Электронное поле боя - серьезный качественный скачок в части применения ГИС для тактических операций. Однако нельзя говорить, что происходит полная замена бумажных карт на цифровую информацию, речь идет лишь о совместном их использовании и дополнении. Бумажные карты будут востребованы в течение обозримого будущего, но как командиры низшего и среднего звена, так и органы управления будут располагать дополнительными источниками пространственной поддержки принятия решения, ранее доступные только командующим и стратегическим направлениям. Например, это могут быть снимки высокого разрешения со спутников, другая дополнительная информация. Полная замена бумажных карт может произойти при полной интеграции ГИС на всех уровнях командования.

Функция любой военной карты - это представление реального мира (в узком фокусе конкретного поля сражения) для интерпретации пользователем. Производство карт - очень дорогой и исключительно трудоемкий процесс, учитывающий потребности всех пользователей. Любая бумажная карта представляет собой некий компромисс в части представления необходимой пользователям информации, и не является идеальным продуктом для решения конкретной задачи.

ГИС дает возможность создавать информационные продукты, отображающие информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, нельзя не учитывать тот факт, что ГИС системы дают новые возможности 3D визуализации картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление местности из конкретной точки местонахождения наблюдателя или виртуальный облет местности с нанесенной боевой обстановкой, даст более полную картину командиру любого звена, чем просто бумажная карта с нарисованными на ней объектами.

Одно из главных требований к карте для военных - поддержка ситуативного отображения. Все командиры и их подчиненные должны понимать обстановку. Карта действует как пространственная структура, на которую накладывается ситуационный показ. Бумажная карта не способна быстро отразить ситуацию. ГИС спасает положение путем передачи по каналам связи только лишь оверлейных слоев с текущей обстановкой. Причем это может быть не только список координат, описывающих статус местоположения объектов, но и элементы, имеющие сложную пространственную структуру и пространственные отношения (оси движения в виде пространственного графа, границы с топологией, маршруты, минные поля и т.д.).

При размещении на местах воинских подразделений, они нуждаются в детальном понимании ландшафта, чтобы провести успешные действия. Идеальный вариант - это наличие актуальной цифровой карты по всему миру, однако не всегда соответствующая информация есть.

Задачи определения оптимальных наземных, воздушных и морских маршрутов движениясвязаны со сложными проблемами размещения личного состава, техники, разных служб, материальных объектов в нужном месте в нужное время. Для решения этих задач ГИС является необходимой технологией.

Наиболее важными областями применения ГИС являются:

·  планирование движения техники с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, скрытности, времени суток, характеристик конкретной боевой техники и т.д.;

·  планирование полетов авиации и беспилотных летательных аппаратов с целью нанесения ударов, перевозки грузов и личного состава, ведения разведки;

·  оптимизация расписания и маршрутов движения;

·  определение наиболее возможных маршрутов передвижения противника и планирование размещения средств противодействия.

3.3
Автоматизированные системы управления войсками (АСУВ)

АСУВ «Акация»

В последние два десятилетия ведется активная работа по оптимизации процесса управления войсками во всех звеньях. Одной из наиболее успешных в этой сфере оказалась АСУВ «Акация».

Основными отличиями данного комплекса от того, что имелось в этом плане в войсках ранее, явилось следующее:

·  максимальная унификация друг с другом всех элементов комплекса по уровням «база», «средства коммуникации», «аппаратные средства» и «программное обеспечение»;

·  использование аппаратных средств с большим «запасом» возможностей, как по линии решаемых задач, так и в плане возможного расширения архитектуры и дальнейшей модернизации комплекса;

·  единый и, в то же время, системный подход к созданию полевого ПУ как совокупности трех групп техники - собственно управляющих машин (группа боевого управления), группы машин узла связи, а также группы машин группы обеспечения. Все - на единой автомобильной базе «КамАЗ».

·  универсальность и комбинаторность кузовов (контейнерного типа) практически всех машин, используемых для размещения аппаратных средств, оперативного состава и обеспечивающих составляющих (серверные аппаратные, дизель-генераторные и т.д).

·  применение для связи между машинами ПУ в районе развертывания оптико-волоконных кабелей, имеющих огромную пропускную способность, а также радиосредств, работающих в СВЧ диапазоне.

Данный пункт управления в принципе обеспечивает командующему и оперативному составу армейского штаба многоканальную связь с вышестоящим командованием, а также возможности по управлению общевойсковыми соединениями и частями с большим «запасом» как по времени, так и по качеству разработки планирующих документов по сравнению с «ручным» способом управления.

Следует отметить, что использование аппаратно-программных комплексов системы АСУВ изначально подразумевает наличие у должностных лиц определенного уровня теоретических знаний, практических навыков и умений.
Невозможно, например, научить человека удовлетворительно отображать тактическую обстановку на электронной карте, или производить оперативно-тактические расчеты, если он не имел ранее навыков работы с бумажной картой, или не знает методики проведения таких расчетов.

Говоря о системе в целом, стоит упомянуть тот факт, что в ней обеспечена автоматизация самых трудоемких и непроизводительных работ офицеров штабов по сбору, обработке, отображению и обмену информацией.

Многие участники учений 6 танковой бригады, дислоцирующейся в поселке Мулино Нижегородской области, отмечали, что система реализует такие возможности, как:

·  организация многопользовательского доступа к командирскому файлу графической обстановки;

·  возможность быстрого масштабирования обстановки и привязки ее к отображаемому масштабу топографической основы;

·  предоставление пользователю возможности продолжать работу автономно в случае отключения от локальной сети без потери данных.

Средства системы в значительной степени освобождают офицеров от исполнения нетворческой работы, связанной, в основном, с копированием графических данных обстановки и переносом ее с одного масштаба карт на другой.

В плане сокращения цикла «разведка-поражение», применительно к имеющимся в десантных дивизиях огневым средствам, стоит упомянуть об имеющемся в системе носимом комплексе НПТК. Этот комплекс включает в себя средства ГЛОНАСС-коммуникации, средства связи, лазерный дальномер и защищенную ПЭВМ.

Любой военнослужащий, имеющий такой комплект, может в автоматизированном режиме выдать точное целеуказание в едином формате данных, используемом как подсистемой разведки, так и подсистемой управления подразделениями артиллерии. А также передать эти данные командиру для принятия решения о поражении цели, с одновременной отправкой их в артиллерийскую подсистему управления для расчета исходных установок для стрельбы. Дальше, как говорится, - дело техники. Данные о цели, попадая в подсистему управления огнем артиллерии «Реостат» автоматически рассчитываются для батарей, взводов и орудий и выдаются им в автоматическом режиме в виде исходных установок для стрельбы. С получением команды на поражение от соответствующего командира, батарея (дивизион) немедленно открывает огонь по указанной цели.

Если учесть все многообразие требований к организации и временным показателям циклов управления в этих звеньях и координировать все работы по созданию средств поражения и разведки различного назначения с целью обеспечения их эффективного боевого применения не брался никто. Поэтому в России пошли своим путем: с 90-х годов концерн «Системпром» разрабатывал АСУВ «Акация» для оперативно-стратегического звена. К концу 2012 г. российские Вооруженные Силы при достаточном финансировании могут быть полностью оснащены мобильным вариантом системы «Акация-М» - военным аналогом интернета. Сегодня такими комплексами оснащены один из пунктов управления Генштаба и Западный Военный округ. Это позволяет офицерам находиться в одном и том же информационном пространстве, как в местах постоянной дислокации, так и при выходе в поле или в ходе боевых действий.

   
Единая система управления тактическим звеном ЕСУ ТЗ «Созвездие»

Однако без системы управления тактическим звеном, то есть уровнем «бригада-батальон-рота-солдат», автоматизация управления большого смысла не имеет. Задачу по созданию Единой системы управления тактическим звеном решают с 2000 года в концерне «Созвездие», ведущем предприятии по созданию АСУ, средств связи для ВС РФ и силовых структур. Шифр разработки «Созвездие-М».

Ее появление сулит технологическую революцию в области управления: зона ведения боевых действий бригады расширяется вдвое при двукратном сокращении цикла боевого управления. При этом возможно непрерывное ведение боевых действий и их обеспечение, что позволяет максимально использовать боевой потенциал тактических формирований. В ходе боевой подготовки с использованием этой системы результаты были просто ошеломляющие - отдельные нормативы «солдат с компьютером» выполняет в 40 раз быстрее, чем раньше. Собственно, это уже не просто компьютер, а коммуникатор. В этом году предложено решение в виде IP-телефонии, которая позволит выйти на отдельного военнослужащего простым набором номера. Военные получают «мобильник» с WiFi-связью, GSM-модулем, ГЛОHACC и радиостанцией шестого поколения. Вес аппаратуры - полкилограмма.

Единая цифровая защищенная полевая сеть связи создается с использованием мэдж-технологий на базе станций Wi-Fi. «По обычной радиостанции или радиостанции старого парка время доведения команды или боевого распоряжения от командира бригады до командира подразделения исчислялась десятками минут. Сейчас, с использованием автоматизированных средств управления, от единицы секунд до десятков секунд», - утверждает Владимир Федоров, начальник отдела концерна «Созвездие».

Для обеспечения оперативных контуров управления в составе оперативного командования требования по взаимодействию заданы в обеих системах. Более того, ЕСУ ТЗ должна взаимодействовать не только с «Акацией», но и с другими АСУ видов и родов войск. Взаимодействовать планируется не путем замещения одних средств автоматизации другими, а на основе интеграции их ресурсов.

Испытания «Созвездия-М» тянулись до августа 2008 года. До событий в Южной Осетии у военных так и не дошли руки рассмотреть заявку на опытно-войсковую эксплуатацию системы шифрования и защиты от помех. Во время конфликта оказалось, что американская система «Harris», с помощью которой осуществлялось управление у грузин, показала себя отлично.

Летом 2009 года КШМ с ЕСУ ТЗ участвовали в учениях «Кавказ». Впрочем, до испытании на практике дело опять не дошло, так как «Созвездие» не связали с «Акацией».

В Министерстве обороны признают, что ЕСУ ТЗ «Созвездие» сейчас требует переработки. Однако другого пути нет. «Мы создаем общую систему управления войсками. Раньше флот свою систему развивал, военно-воздушные силы - свою. Денег тратилось громадное количество», - говорит начальник Генерального Штаба ВС РФ генерал армии Николай Макаров. В СССР действовали 16 разных систем управления. Теперь создается одна на всех.

К сожалению, даже если ЕСУ ТЗ доведут до ума, следует учитывать, что ОАО «Концерн «Созвездие» не может пока производить более 4 бригадных комплектов в год.

 

3.4 Тренажеры боевой подготовки

 

В последние годы все шире применяются компьютерные средства обучения личного состава Сухопутных Войск, Военно-Морского Флота, авиации и войск ПВО. Основываясь на накопленном опыте, можно сформировать наиболее популярную иерархическую структуру компьютерных учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей бронетехники, а также их общие принципы построения.

Компьютерные средства обучения экипажей бронетехники можно разделить на следующие группы:

·  средства технической подготовки (учебные компьютерные программы, видеофильмы, учебно-действующие стенды);

·  средства индивидуальной боевой подготовки членов экипажа (тренажеры различной степени сложности (настольные, статические, динамические));

·  средства отработки взаимодействия внутри экипажа бронетехники (объединение средств индивидуальной боевой подготовки членов экипажа в тренажер экипажа бронетехники);

·  средства отработки тактического взаимодействия экипажей бронетехники в составе подразделения (объединение тренажеров экипажей в единую сеть для совместных действий на виртуальном полигоне);

·  средства отработки тактического взаимодействия подразделений для совместных действий на едином виртуальном полигоне;

·  средства отработки стратегического взаимодействия с другими родами войск.

Разработка, производство и внедрение в войсках тренажерных средств, направлено на решение таких основных задач:

·  повысить боеготовность экипажей, за счет увеличения времени тренировок, разнообразия моделируемых боевых ситуаций как на реальной, построенной на основе цифровых карт, так и на вымышленной местности, широты охвата вовлеченных в тренировки военнослужащих от рядового до высшего командного состава, отработки взаимодействия внутри экипажа, подразделения, между подразделениями и родами войск;

·  проводить подготовку экипажей в условиях, которые невозможно смоделировать с использованием реальной техники, например - в условиях применения оружия массового поражения, использование техники в городе, среди мирного населения;

·  существенно снизить себестоимость обучения, за счет экономии топлива и моторесурсов боевой техники.

Широкое распространение компьютерных тренажеров связано с тем, что современные компьютеры стали достаточно дешевы, технические характеристики компьютеров позволяют моделировать реальные условия с высокой степенью достоверностью, окупаемость даже самых дорогих - динамических компьютерных комплексов составляет в зависимости от интенсивности использования от полугода до года.

 

3.4.1 Средства технической подготовки

Учебные компьютерные программы, построенные на принципах двухмерной анимации, эффективны как при индивидуальном обучении в компьютерных классах, так и при групповом обучении в процессе проведения лекций. Анимированное изображение наглядно демонстрируют принцип работы систем бронетехники, моделируя их работу.

Учебные компьютерные программы, построенные на принципах трехмерной анимации, а также учебные видеофильмы дают теоретические знания в устройстве и техническом обслуживании агрегатов и систем бронетехники.

Практические навыки в техническом обслуживании агрегатов и систем бронетехники, курсанты (обучаемые) могут получить на учебно-действующих стендах, где изучаемые агрегаты или системы воспроизведены в реальном масштабе.

3.4.2 Средства индивидуальной боевой подготовки членов экипажа

К средствам индивидуальной боевой подготовки членов экипажа относятся тренажеры различной степени сложности: динамические, статические и настольные. Наиболее эффективным средством индивидуальной боевой подготовки являются динамические тренажеры, статические же и настольные тренажеры представляют собой более простые и дешевые их модификации. Они предназначены для привития навыков работы с отдельными приборами (например, прицелами) - в настольном варианте, или для закрепления сенсомоторных навыков - в варианте статического тренажера.

Динамические тренажеры членов экипажа бронетехники построены по единому принципу и состоят из следующих основных компонентов:

·  динамическая платформа с системой управления

·  кабина с рабочим местом члена экипажа

·  программное обеспечение с математическими моделями

·  система визуализации

·  рабочее место инструктора.

Динамическая платформа обычно универсальна и допускает установку любой кабины с рабочим местом члена экипажа, не выходящей за заданные массовые и габаритные показатели.

Приборы наблюдения и прицеливания, пульты и органы управления тренажера полностью соответствуют реальному объекту, и связаны с математическими моделями бронетехники посредством устройств сопряжения, которые бывают распределенного и унитарного типа.

Наиболее привлекательным из соображений цены, качества и надежности является встроенное унитарное устройство сопряжения. Такое устройство сопряжения устанавливается внутри кабины и соединяется с ЭВМ, выполняющей расчет моделей движения изделия посредством Ethernet-кабеля, что обеспечивает большую надежность.

Программное обеспечение включает в себя весь спектр математических моделей, начиная от простейших логических моделей и заканчивая сложными моделями двигателя и движения объекта по трассе. Математические модели, применяемые в современных тренажерах, позволяют с большой степенью достоверности воспроизвести различные процессы, такие как пуск двигателя, движение бронетехники по различным типам грунта, замер дальности, работа стабилизатора вооружения, механизма заряжания, баллистического вычислителя, поражение целей боеприпасами с различной баллистикой и др. Часть математических моделей совмещена с системой визуализации, и производит расчет столкновений с препятствиями.

Система визуализации, позволяет отображать достоверные трехмерные модели местности, построенные на основе реальных цифровых карт, с отображением деталей, таких как текстуры поверхностей, камни, трава, кустарник, деревья, здания. Визуализация позволяет помещать на местности больше количество типов целей, виртуальный внешний вид и габариты которых соответствуют реальным прототипам. Отображение погодных условий (дождь, снег, туман), внешних условий соответствующих временам года, времени суток.

На рабочем месте инструктора (преподавателя), могут задавать начальные условия: погода, время года, время суток; может контролироваться последовательность и правильность действий курсанта по сигналам, отображаемым на мониторе. Программное обеспечение на ЭВМ, обеспечивающей работу рабочего места инструктора, позволяет протоколировать действия обучаемого с последующим воспроизведением и распечаткой экзаменационного листа.

Для контроля действий курсанта в кабине тренажера может устанавливаться камера видеонаблюдения, монитор которой выводится на рабочее место инструктора.