9 октября, 2008

Сетевые войны XXI века

Окончание.
Начало в № 4 за 2008 г.

При этом для поражения воздушных целей выбирались различные ЗРК или самолеты-истребители, имеющие именно в данный момент времени (адаптивно к ситуации) наилучшие возможности по поражению назначенных целей.

В дальнейшем этот опыт был обобщен и для совместных действий частей истребительной авиации и ЗРВ в границах корпусов и дивизий ПВО, а затем и отдельных армий ПВО в границах, практически соизмеримых с театром войны.

К недостаткам такой системы можно отнести: наличие только одного или слабо развитого интеллектуального центра (функции основного КП могли взять на себя лишь 1-2 КП этого же уровня управления или даже более низкого); стоимостная соизмеримость средств нападения и средств поражения, а порой и даже повышенные затраты на поражение цели; масштабная неадекватность отражения обстановки на КП различных уровней управления. Однако основным недостатком этих систем был охват автоматизацией лишь боевых функций управления.

Не создав основу воздушно-космической обороны в виде распределенных высокоинтеллектуальных пунктов управления, достаточного количества разнообразных средств и систем разведки и поражения (подавления) отказываться от развития специализированных и дорогих средств обороны (стратегическая ПРО, СПРН, ЗРК ПВО-ПРО) пока еще преждевременно. Фото: Леонид Якутин

Вместе с тем, развитие автоматизированной обработки различного типа информации и соответствующей системообразующей программной среды тоже не стояло на месте. Еще в начале 1980-х гг., намного лет опережая Соединенные Штаты, была разработана универсальная математическая теория интеллектуальных систем.

На ее основе были созданы образцы так называемых систем управления страничными базами данных (СУСБД) и интегрированные с ними распределенные интеллектуальные программные среды.

Первая боевая СУСБД "Символ-ИСС" (информационно-справочная система), обеспечивавшая непосредственное создание и ведение гипертекстовых баз данных конечными пользователями, была разработана для стационарных ЭВМ серии ЕС в 1986 г.

В 1987 г. уже функционировал целый комплекс, а в 1990 г. была сдана в эксплуатацию интеллектуальная программная среда "Символ-ЕС". Она уже обеспечивала гибкую интеллектуальную обработку поступающих с автоматизированных рабочих мест и от сопряженных технических средств потоков сообщений (страниц любого размера), синхронное обновление страничных баз данных и оперативное отображение результатов анализа.

В "Символ-ЕС" были реализованы имеющие строгое математическое обоснование эффективные механизмы обеспечения необходимой скорости потоковой обработки и было достигнуто уникальное сочетание универсальности, быстродействия и простоты использования как со стороны конечного пользователя, так и со стороны администратора среды.

Реанимация упомянутого задела на современных интернет/интранет-совместимых сетях сделало бы задачу системообразования, организации интеллектуальных процессов и их оперативной адаптации к изменению условий функционирования боевых систем на несколько порядков более простой, чем это имеет место в настоящее время, и создало бы необходимые предпосылки для реализации ядра концепции сетецентрических войн в системе воздушно-космической обороны государства.

Более того, вполне реальной могла бы стать задача комплексирования информационно-управляющих систем видов и родов войск ВС РФ, выполняющих задачи ВКО, действительно в единую информационно-управляющую систему. Однако существенным тормозом в создании и развитии таких систем является их нынешняя несопрягаемость, а также невозможность создания мощного распределенного в пространстве и гибкого в использовании интеллектуального центра, который мог бы быть перемещен в любую точку.

В этих целях, как минимум, необходимо:

- координировать использование ресурсов при отсутствии централизованного управления ими. То есть интегрировать и координировать ресурсы и пользователей, которые находятся в разных местах, например, персональный компьютер пользователя и центральный компьютер КП ВКО, КП различных уровней родов и видов ВС и направлять им соответствующие уведомления о гарантиях использования их ресурсов и работе в общей системе;

- использовать стандартные, открытые, универсальные протоколы и интерфейсы. Создавать систему на базе многоцелевых протоколов и интерфейсов, позволяющих решать такие фундаментальные задачи как аутентификация, авторизация, обнаружение ресурсов и доступ к ним;

- обеспечивать высококачественное обслуживание, то есть использовать входящие в эту систему ресурсы таким образом, чтобы обеспечивалось высокое качество обслуживания, касающееся, таких параметров, как время отклика, пропускная способность, доступность и надежность, а совместное использование ресурсов различных типов давала бы выгоду от использования комбинированной системы значительно выше, чем от суммы ее отдельных частей.

Но и эта задача, оказывается, решаема.

Такие системы уже создаются и называются "grid-системами" (подробнее см. Ян Фостер "Что такое Грид?"). В России, как и во всем мире, ученые уделяют пристальное внимание развитию grid-технологий и распределенных вычислений. Наибольшие успехи здесь достигнуты в РНЦ "Курчатовский институт", Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, институте физики высоких энергий в Протвино и НИИ ядерной физики МГУ им. М. В. Ломоносова.

Без получения разведданных в масштабе реального времени ведение боевых действий сегодня не представляется возможным. А разведка без мощной орбитальной группировки в настоящее время несостоятельна. Фото: Леонид ЯКУТИН

В Институте программных систем РАН ведется разработка системы автоматического динамического распараллеливания вычислений, или Т-системы. Концепция динамического распараллеливания как нельзя лучше подходит для больших распределенных вычислительных сред, поскольку их характеристики изменяются во времени, причем даже в ходе лишь одного расчета. Изменяется доступная процессорная мощность, особенно при использовании простаивающих компьютеров, и свойства каналов связи.

Задача распараллеливания вычислений, сложная сама по себе, имеет дополнительные трудности, связанные с такими характеристиками распределенных вычислителей, как ненадежность отдельных элементов среды и участие в расчете разнородных элементов (на ЭВМ и ПК используются различные операционные системы, процессоры и т.п.).

Однако в Институте программных систем (ИПС) РАН пошли дальше. Там было принято решение разработать собственную систему для распределенных вычислений на основе Т-средств и предъявили к ней следующие требования:

- гетерогенность операционных систем (поддержка как Unix-подобных ОС, так и Windows);

- использование только незадействованных ресурсов;

- обеспечение информационной безопасности для вычислительных узлов;

- полное отсутствие необходимости администрирования пакета владельцем вычислительного узла;

- весьма удобное администрирование grid-системы немногочисленным персоналом организаторов.

Проект, выполняемый при поддержке Президиума и Отделения информационных технологий и вычислительных систем РАН, получил название T-Grid, а в качестве испытательного полигона была выбрана региональная компьютерная сеть Переславля-Залесского, где расположен ИПС РАН. Привлекательность этого города в качестве испытательного полигона для T-grid обусловлена развитой инфраструктурой региональной компьютерной сети, созданной здесь учеными ИПС РАН. Весь он охвачен единой сетью, имеющей более 2 тыс. подключенных организаций и квартир, причем за некоторыми из соединений скрывается своя локальная сеть. Обеспечивается скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с. В самом ИПС насчитывается около 200 компьютеров и четыре кластера. Еще около 50 компьютеров находятся в университете. Все это образует благоприятную среду для распределенной вычислительной системы. Так что не все у нас так плохо.

УТОЧНЕНИЕ ПРИОРИТЕТОВ В СОЗДАНИИ ВКО И ЕЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Существо сетецентрических войн показывает совершенно иной путь создания и развития системы вооружения ВКО. Должен быть осуществлен переход к массовому созданию менее чувствительных, менее интеллектуальных в отдельности и поэтому существенно более дешевых средств, изначально ориентированных на системное (сетевое) их применение.

Однако, не создав основу воздушно-космической обороны в виде распределенных высокоинтеллектуальных пунктов управления, достаточного количества разнообразных средств и систем разведки и поражения (подавления) отказываться от развития специализированных и дорогих средств обороны (стратегическая ПРО, СПРН, ЗРК ПВО-ПРО) пока еще преждевременно.

Глядя в будущее, уже сегодня должны получить приоритетное развитие:

- высокочувствительные элементы (датчики) для обнаружения и идентификации проявлений объектов в различных физических полях и построенные на их основе разведывательные и активные (огневого и функционального поражения и подавления, нелетальное, оружие на НФП) мини- и микро- (а в перспективе и нано-) робототехнические средства различных видов базирования, принципов действия и режимов работы;

- системообразующая программная среда и способы ее эффективного применения в различных условиях обстановки и оперативных ситуациях;

- теория и алгоритмы коллективного действия группировок робототехнических средств, в первую очередь в интересах решения задач системоразрушения "сетецентричных" воинских формирований, создание боевых и виртуальных ("вирусы") боевых платформ, приводящих к системоразрушению действий противника;

- сверхширокополосная радиоэлектроника, теория создания устойчивых, гибких и высокозащищенных сетей управления;

- реализация построения распределенного и гибкого централизованного управления войсками и оружием в сопряженных (сопрягаемых) системах управления различных видов и родов войск ВС, чьи силы привлекаются или могут быть привлечены к решению задач воздушно-космической обороны, в том числе путем ослабления группировок СВКН на траекториях и маршрутах их полета, в базах и пунктах дислокации.

Только объединив в единую систему все разнородные и разновидовые объекты ВС РФ (средства разведки, активные средства и системы управления ими), выполняющие задачи ВКО, на основе комплексирования их возможностей можно достичь главной цели - системоразрушения группировки противника.

Соответственно, и результатом конструирования является система, а не совершенствование отдельных средств с улучшенными по отношению к антисредству характеристиками.

А значит и подходить к созданию ВКО надо как к качественно совершенно новой системе, предназначенной не столько для борьбы с отдельными средствами или их группами СВКН, а как к системе, предназначенной для разрушения всей системы нападения воздушно-космических сил и средств, и имеющей целью - разрушение или уничтожение во взаимодействии с силами и средствами других видов и родов войск ВС важнейших элементов и центров управления воздушно-космическим нападением.

Первым и важнейшим шагом на этом пути должно быть создание глобальной информационно-управляющей сети ВКО (как элемента аналогичной сети ВС РФ), модульное построение ее элементов, стандартизация и унификация аппаратных и программных средств.

Создание такой сети (системы управления ВКО), объединяющей органы управление разных видов ВС, родов войск (сил) и специальных войск возможно при соединении необходимыми вертикальными и горизонтальными связями всех звеньев управления и взаимодействия между собой.

То есть, для ее создания пункты управления частей необходимо объединять в региональные сети управления соединений родов войск (видов ВС) и глобальные сети управления объединений (армий, отдельных корпусов, военных округов, флотов, объединений родов войск ВС и других формирований ВС) с включением в эти сети взаимодействующих пунктов управления.

При этом образуется многоуровневая иерархия сетей управления ВКО: соединений и объединений ВС государства. В каждый из них выделяются управляющий и управляемые командные пункты (пункты управления), вертикальные стволы управления и горизонтальные связи взаимодействия.

Обмен разведывательной и оперативно-командной информацией в сетях управления должны обеспечить системы связи (СС) и обмена данными (СОД), которые строятся на сетевых принципах, но не как видовые, а как межвидовые открытые системы, позволяющие наращивать количество потребителей независимо от их ведомственной принадлежности, места дислокации и выполняемых задач, в пределах своей максимальной производительности.

Сетевая структура СС и СОД должна представлять собой необходимое количество узлов связи с автоматизированными коммутационными центрами и блоками управления на ЭВМ, объединенных релейными, кабельными, космическими и другими линиями связи.

Такое построение системы управления ВКО позволит интегрировать видовые специальные системы управления ВС в единые информационно-управляющие сети управления силами и средствами ВКО, ведущими боевые действия с СВКН, и в единую глобальную информационно-управляющую сеть ВС РФ.

Организация управления в такой системе будет сводиться к автоматизированной регистрации наличия в сети субъектов и объектов управления, а также к определению их статуса (характера и степени взаимоподчинения) и характеристик (боевых и других возможностей). Это позволит осуществлять автоматизированное управление любыми силами и средствами группировок ВС, выполняющих задачи ВКО.

КСА штаба и ПУ любого органа управления ВС РФ должны состоять из отдельных стандартных технических и программных модулей, обеспечивающих работу каждого должностного лица отдельной функциональной группы (направления) или органа управления и иметь возможность централизованно с центрального сервера программироваться под задачи ВКО, выделяя свой ресурс.

Технические модули составят универсальные (следовательно, относительно дешевые) ПЭВМ, на базе которых создаются специализированные автоматизированные рабочие места должностных лиц органов управления, устройства отображения, средства документирования и построения документов, серверы баз данных и приложений, устройства сопряжения с СОД.

Они объединяются в вычислительные сети различного ранга для обеспечения согласованной работы отдельных структурных элементов и в целом органа управления и составят техническую основу КСА штаба или пункта управления любого звена системы управления ВКО.

Сетевые принципы построения КСА и СОД позволят реализовать концепцию распределенного пункта управления, при которых отдельные функциональные группы органа управления ВКО могут находиться рассредоточено и перемещаться независимо друг от друга.

Выход из строя одного или нескольких локальных пунктов управления не приведет к потере управления, если информационное и программное обеспечение будет предусматривать распределение управленческой информации между территориально разнесенными локальными пунктами с необходимой кратностью дублирования и надежностью, исключающей потери информации при выходе из строя одного или нескольких пунктов.

Такое построение КСА создает гибкую структуру системы управления и обеспечит ее способность к непрерывному развитию без особых финансовых затрат. Изменения решаемых задач управления в случае изменения задач, средств борьбы, состава группировок ВС и т.п. не потребует изменения аппаратных средств КСА штабов и ПУ.

Все изменения и решения задач управления будут возможны путем доработки специального математического и программного обеспечения (СМПО). В то же время замена универсальных модулей на новые аппаратные средства не приводит к необходимости перестройки всей системы управления ВКО или отдельных воинских формирований.

Совместность программных и аппаратных средств должна обеспечиваться стандартизованным (универсальным) информационным, лингвистическим и методическим обеспечением.

Одновременно необходимо вести активную работу по интеллектуализации КСА управления войсками за счет разработки и внедрения соответствующей информационно - моделирующей среды.

Необходимо вводить комплексные математические модели (экспертные системы), адекватно отражающие реальные условия, средства вооруженной борьбы и учитывающие закономерности их функционирования и взаимные связи между ними. Это позволит моделированием вариантов развития событий прогнозировать действия по выполнению задач ВКО и оценивать их результаты по выбранным показателям и критериям. Этим самым обеспечивается поддержка принятия решений и планирование операций.

Несмотря на высокий уровень компьютеризации и автоматизации современных войн, возможности для человеческой храбрости и совершения ошибок остались такими же, как и во времена фельдмаршала Михаила Кутузова. Фото: Алексей МАТВЕЕВ

На первом этапе такие экспертные системы можно создать на базе технологии, разработанной Концерном ВНИИНС, в основу которой положено создание имитационно-аналитических моделей сил и средств вооруженной борьбы с применением принципа объектно-ориентированного анализа сложных систем.

При этом создаются модели средств вооруженной борьбы и геофизических условий. Из этих моделей и интегрированной базы данных, содержащей информацию по ВС и их группировкам, с помощью универсального интерфейса можно создать модели любых группировок войск (сил) противоборствующих сторон в любом районе РФ и других районах мира и моделировать их действия для обоснования решений на операции и обеспечения их планирования.

Для поддержания интегрированной базы данных по противнику, своим войскам (силам) и обстановке в актуальном состоянии в каждом КСА она должна подпитываться необходимой информацией от средств разведки своих и взаимодействующих войск (сил). Базы данных, СС, СОД и средства разведки образуют единое информационное пространство ВКО с полями однородной информации (о сухопутной, морской, воздушной, космической, геопространственной, навигационно-временной и другой обстановке).

Моделирующая среда и интегрированная база данных образуют информационно-моделирующую среду, которая обеспечит "интеллектуализацию" КСА. Такая среда позволит создавать модели военной обстановки, моделировать ее развитие и получать результаты прогноза, необходимые для принятия управленческих решений, а также составить подсистему реализации принятых решений и разработанных планов - подсистему управления войсками (силами) в ходе военных действий.

При этом разработанные решения и планы в подсистеме поддержки принятия решений и обеспечения планирования в электронном виде будут передаваться в подсистему управления войсками (силами) в ходе военных действий и станут основной частью ее боевых алгоритмов.

Реализация вышеуказанных приоритетных направлений развития системы управления ВКО возможна в несколько этапов.

Сначала необходимо проработать и согласовать направления развития КСА и АСУ ВКО (ВС), упорядочить перечень НИР и ОКР по созданию КСА, средств связи и обработки данных всех органов управления видов и родов войск ВС. Начать разработку СМПО.

Затем в границах головного участка системы ВКО развернуть минимальный состав средств автоматизации в отдельных соединениях и объединениях видов и родов войск ВС, привлекаемых к выполнению задач ВКО, доработать и апробировать необходимые СМПО, обеспечить логические связи между всеми подсистемами комплексов средств автоматизации.

В дальнейшем, по мере оснащения войск вычислительной техникой и развития системы связи и обработки данных, осуществить полную автоматизацию приоритетных объединений, провести необходимое усовершенствование СМПО, в том числе и по "сопряжению" со стратегическими системами управления видов ВС.

На заключительном этапе должно осуществляться наращивание сети автоматизированных КП, охват глобальными сетями управления оперативного и стратегического уровней, "увязка" всех пунктов и органов управления в единую автоматизированную систему управления ВКО и ВС на базе создаваемой СС и СОД.

В заключении хотелось бы отметить, что сетевую войну можно выиграть только сетевыми средствами, адаптировав к собственным условиям и целям эффективные и стремительно развивающиеся технологии. В этой статье нами обозначены лишь основные контуры развития системы ВКО в условиях подготовки к ведению принципиально новых войн - войн XXI века.

Степень повышения эффективности ВКО во многом будет зависеть от принимаемых решений по реализации тех или иных подходов к ее созданию и, прежде всего к совершенствованию ее "сердца и мозга" - информационно-управляющего поля. Многое будет определяться и качеством предлагаемых новых разработок.

Но, несмотря на все трудности, есть основания полагать - и это мы показали, что интеллектуальный ресурс для решения столь сложных задач в России имеется.