Методика використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність 20.02.04 - військова географія

МЕТОДИКА ВИКОРИСТАННЯ ГЕОПРОСТОРОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕННЯ НА ЗДІЙСНЕННЯ ПЕРЕСУВАННЯ ЧАСТИН ТА ПІДРОЗДІЛІВ СУХОПУТНИХ ВІЙСЬК

ЛИТВИНЕНКО Наталія Ігорівна

Київ - 2009

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. При виконанні бойових завдань сухопутними військами виникає необхідність визначення раціональних маршрутів пересування рухомих об'єктів при організації військових перевезень, маршу, маневру, обходу, обхвату, перегруповування військ, виходу з бою, відходу, проведення конвоїв. Розмаїття типів маршрутів вимагає визначення найбільш раціонального з них, для чого необхідне врахування в першу чергу геопросторових даних.

Відповідно до бойового статуту Збройних Сил України під час планування маршу маршрут руху вибирається командиром на свій розсуд і в залежності від рельєфу місцевості та звивистості доріг розбивається ним на характерні ділянки за цими ознаками. Довжина кожної характерної ділянки маршруту перемножується на відповідний коефіцієнт поправки, який визначений без врахування більшості характеристик місцевості (фізико-географічних умов, тактичних властивостей, кліматичних, погодних умов), а також характеристик інженерних загороджень противника (мінних загороджень, районів руйнувань тощо), що суттєво впливають на швидкість здійснення маршу. Особливу актуальність визначення маршруту руху має в умовах обмеженої видимості і складної топографічної обстановки (лісові масиви, гірські ущелини, пустелі, населені пункти тощо), коли війська діють дрібними групами, що характерно для сучасної тактики дій військ у збройних конфліктах.

Планування маршу є досить складним процесом і потребує від плануючих органів врахування великої кількості чинників, які впливають на здійснення пересування та обумовлюють його успіх. Значного скорочення часу на підготовку маршу і, водночас, підвищення його ефективності, можна досягнути тільки шляхом автоматизації процесів обробки і узагальнення інформації, моделювання дій, що плануються, та оптимізації рішень, що приймаються, за допомогою сучасної обчислювальної техніки.

На жаль, завдання планування маршрутів пересування військ на сьогодні вирішуються способами, які, в основному, орієнтовані на інтуїцію досвідчених офіцерів та проведення окремих допоміжних розрахунків.

Одним з шляхів удосконалення процесу планування пересувань є розробка методики визначення раціональних маршрутів пересування сил і засобів на місцевості, для чого необхідно мати відповідний розрахунковий механізм для їх оптимізації на основі використання геопросторової інформації.

Розробка методики використання геопросторової інформації для визначення раціональних маршрутів є сутністю наукового завдання, що вирішується в дисертації. Її застосування може суттєво скоротити час для прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ, підвищити обґрунтованість цього рішення, що визначає актуальність теми дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з планами науково-дослідних робіт (НДР) Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка, а саме НДР за темою „Розробка проекту Програми створення і розвитку системи навігаційного забезпечення Збройних Сил України”, (шифр „Компас”), де особисто автором запропонований порядок інтегрування навігаційної та топогеодезичної інформації при використанні геоінформаційних технологій для підвищення ефективності процесу підтримки прийняття рішення на пересування частин та підрозділів сухопутних військ.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягає в обґрунтуванні порядку використання геопросторової інформації при визначенні раціональних маршрутів для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ.

Завдання, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети:

- проаналізувати фактори, що негативно впливають на ефективність організації та здійснення маршу частинами сухопутних військ, та можливі шляхи їх нейтралізації, уточнити найбільш з них вагомі;

- визначити оперативно-тактично значимі об'єкти, характеристики та ознаки місцевості, які потрібно враховувати при побудові маршрутів пересування військ;

- сформулювати вимоги до маршрутів пересування сил і засобів та визначити показники оцінки ефективності здійснення пересування рухомих об'єктів та критерії оптимальності маршруту;

- надати математичну формалізацію задач оптимізації маршрутів, вибрати методи та розробити алгоритми їх вирішення, в тому числі формалізацію задачі планування системи маршрутів для пересування колон при виконанні завдань в тактичній обстановці, що швидко змінюється;

- запропонувати методику використання геопросторової інформації для визначення раціональних маршрутів пересування частин і підрозділів сухопутних військ та оцінити доцільність її використання.

Об'єктом дослідження є пересування частин та підрозділів в район призначення як один з етапів виконання бойових завдань частинами та підрозділами сухопутних військ.

Предметом дослідження є порядок визначення раціональних маршрутів пересування частин та підрозділів.

Методи дослідження. Використані методи: експертних оцінок при ранжуванні факторів, які впливають на ефективність здійснення пересування, лінійного програмування, теорії графів при вирішенні задач оптимізації маршруту за відповідними критеріями; математичного моделювання для рішення вищевказаних задач; комп'ютерної обробки інформації для аналізу геопросторових даних.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Дістав подальшого розвитку комплекс задач оптимізації маршрутів за критеріями мінімального часу пересування, мінімальної ймовірності виявлення (ураження) рухомих об'єктів противником, що є підставою для визначення можливих втрат при здійсненні маршу в директивний час, та запропоновані алгоритми їх розв'язання.

2. Удосконалена модель векторної оптимізації маршруту за різноважливими критеріями, що дозволяє планувати пересування в умовах існування небезпеки блокування противником певних ділянок шляхової мережі.

3. Запропонована методика використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин і підрозділів сухопутних військ в призначені райони, яка, на відміну від відомих, більш повно враховує характеристики рельєфу місцевості, використовує показники прихованості маршруту, вогневого ураження, можливість блокування противником маршрутів руху.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методика і алгоритми використання геопросторової інформації для визначення раціональних маршрутів пересування частин і підрозділів сухопутних військ можуть бути використані при створенні інформаційно-розрахункових програмних систем для обґрунтування рішень щодо бойового застосування частин та підрозділів сухопутних військ.

Елементи методики впроваджені в практику військової частини А 3796 Центрального управління воєнно-топографічного та навігації Головного управління оперативного забезпечення Командування сил підтримки Збройних Сил України для удосконалення системи топогеодезичного забезпечення підрозділів та частин сухопутних військ. Використання запропонованої методики дозволило підвищити оперативність вирішення топогеодезичних задач в процесі планування робіт, а також ефективність визначення раціональних маршрутів пересування сил і засобів.

Крім цього, результати дослідження використані при підготовці методичних матеріалів для проведення занять з дисципліни „Транспортно-навігаційні геоінформаційні системи” у навчальному процесі Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка з курсантами, що навчаються за спеціальністю „Геоінформаційні системи і технології”.

Реалізація результатів роботи підтверджується відповідними актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. В [1] автором проведений аналіз використання геопросторової інформації в автоматизованих системах управління військами; в [3, 5] автором відпрацьовані рекомендації щодо застосування геоінформаційних систем для організації пересувань підрозділів сухопутних військ; в [7] - автору належить аналіз впливу природних умов на висування підрозділів у район виконання бойового завдання; в [8] автором визначені задачі аналізу місцевості, вирішення яких необхідне для нейтралізації впливу фізико-географічних факторів на ефективність пересування рухомих об'єктів; в [9] автором проведена математична формалізація задачі планування маршрутів пересування частин та підрозділів сухопутних військ в умовах тактичної обстановки, що швидко змінюється.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження оприлюднені на наукових конференціях: ХІІ Міжнародній науково-технічній конференції “GEOFORUM' 2007” (м. Львів - Яворів, 2007 р.), ХІІІ Міжнародній науково-технічній конференції “GEOFORUM' 2008” (м. Львів - Яворів, 2008 р.), ХІІ Міжнародному науково-технічному симпозіумі “Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища - GPS і GIS-технології” (м. Алушта, 2007 р.), ХІІІ Міжнародному науково-технічному симпозіумі “Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища - GPS і GIS-технології” (м. Алушта, 2008 р.), ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє” (м. Київ, 2007 р.), ІV Міжнародній науково-практичній конференції “Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє” на честь 75-річниці заснування військової підготовки в Київському університеті (м. Київ, 2008 р.), науково-практичній конференції “Актуальні проблеми фінансового, психологічного, правового, топогеодезичного, радіотехнічного та лінгвістичного забезпечення підрозділів та частин ЗСУ” (м. Київ, 2007-2009 рр.) та доповідались на постійно діючому семінарі науковців, здобувачів та ад'юнктів Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Публікації. Результати дисертації опубліковані у 9 статтях у фахових наукових виданнях, з них 3 без співавторів та у 7 матеріалах і тезах наукових конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, додатків. Повний обсяг дисертації складає 131 сторінка; вона має 37 рисунків, 1 таблицю, 3 додатків на 68 сторінках, список використаних джерел з 145 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

сухопутний військо пересування геопросторовий

У вступі обґрунтовуються актуальність та доцільність теми, наукове завдання, що вирішується в дисертації, показаний зв`язок роботи з науковими програмами, планами і темами науково-дослідної роботи, формулюються об`єкт, предмет, мета та наукові задачі дослідження, вирішення яких забезпечує досягнення поставленої мети, наукова новизна і практичне значення одержаних результатів, особистий внесок здобувача, апробація та публікації результатів дисертації, структура і обсяг роботи.

В першому розділі проведений аналіз впливу характеристик місцевості на ефективність здійснення маршу частинами сухопутних військ, уточнено перелік об'єктів, характеристик та ознак місцевості, що мають оперативне чи тактичне значення для вирішення задач планування пересування військ. Обґрунтовані перелік і зміст розрахункових задач аналізу фізико-географічних факторів, що впливають на ефективність здійснення маршу частинами сухопутних військ.

Для ефективного здійснення маршу частинами сухопутних військ необхідно враховувати не тільки вплив характеристик рельєфу та звивистості доріг, але і умов прохідності, спостереження, маскування, кліматичних, погодних умов, інженерних загороджень противника, тактико-технічні характеристики бойової техніки, що дозволить підвищити точність прогнозування часових показників маршу і визначити раціональний маршрут його здійснення за умов максимального збереження життя та здоров'я особового складу.

Тому актуальним для теорії і практики бойового застосування частин та з'єднань сухопутних військ завданням є розроблення методики використання геопросторової інформації для визначення раціональних маршрутів пересування частин і підрозділів сухопутних військ.

У другому розділі здійснюється математична формалізація задач визначення раціональних маршрутів пересування сил та засобів (рухомих об'єктів) при підготовці та веденні бойових дій.

Теоретичною основою для розробки алгоритмів та програм визначення раціональних маршрутів пересування сил і засобів є відомі алгоритми пошуку найкоротших шляхів в графах (в мережах).

Модель пересування. При плануванні пересування рухомого об'єкта (РО) по заздалегідь підготовленим шляхам будується звичайна мережева модель пересування РО в район виконання завдання. При цьому дорожня мережа операційного району представляється у вигляді графа, вершинами якого є вузли перетину доріг (перехрестя), а дугами - елементарні відрізки шляху, що з'єднують кожну пару суміжних вузлів (рис. 1).

При плануванні пересування РО поза дорогами на місцевості район, що аналізується, розбивається прямокутною мережею з однаковим кроком d. В результаті розбивки отримується pxn точок на місцевості цього району. Вважається, що з кожної точки РО може рухатися до сусідніх вузлів в одному з 8-ми напрямків, як показано на рис. 2.



У восьмизв'язковій мережі кожний вузол (i,j) характеризується висотою поверхні над рівнем моря H_i,j, i=1, 2,…,p; j=1, 2,…,n. Кожний вузол має 8 вхідних та 8 вихідних дуг (рис. 2). Окрема дуга , де називається елементарним шляхом. В загальному випадку кожна дуга характеризується часом пересування РО по елементарному шляху , .

Пара індексів (i,j), яка називається індексним елементом, позначається літерою k або q. Порядковий номер індексного елемента обчислюється за формулою k=i+n(j-1). При різних значеннях iI={1,2,…,p}, jJ={1,2,…,n} k має цілком певне значення. І, навпаки, кожному значенню , де , відповідає цілком певна пара значень індексів .

Математичне формулювання задачі про найкоротший шлях. Визначаються такі параметри: m - кількість вершин графа пересувань; - множина вершин графа пересувань; - номер початкової вершини маршруту; - номер кінцевої вершини маршруту; C_kq - умовна вартість пересування (); - матриця пересувань;

, де ;

- загальна вартість пересування по маршруту X.

Математична постановка задачі про найкоротший шлях має такий вигляд:

знайти такий, що , (1)

де , (2)

де

Задача, що є двоїстою до вихідної задачі (1)-(2), формулюється так:

, де {Y: y_k - y_q ? C_kq, }. (3)

Алгоритм розв'язання задачі пошуку маршруту найменшої вартості:

1) на попередньому кроці приймається у_r=0, а всі інші у_k=?;

2) якщо в мережі залишається хоча б одна дуга (k, q) така, що у_q>C_kq+у_k, то відповідне значення у_q змінюється на C_kq+у_k. У протилежному випадку - зупинка алгоритму (задача вирішена).

Значення y_q послідовно зменшуються, поки умова (3) не буде виконана для всіх дуг. Алгоритм сходиться за кінцеве число кроків за умови, що сума C_kq вздовж будь-якого контуру, що міститься в мережі, не є від'ємною. Для задач, що вирішуються, ця умова виконується, оскільки коефіцієнти цільових функцій є невід'ємними.

Для визначення найкоротшого шляху для будь-якого вузла s знаходять дугу , для якої , і приймають . Алгоритм гарантує, що є, принаймні, одна така дуга. Аналогічно у вузлі q₁ знаходять дугу (q₁,q₂) таку, що , і приймають . Продовжуючи рухатись по мережі подібним способом, знаходять маршрут, що приводить у вузол r. Насправді, діючи таким чином, можна знайти найкоротші маршрути з усіх вузлів в кінцевий вузол r. Тому розв'язок задачі X⁽⁰⁾, що є характеристикою кінцевої вершини r, можна зберігати як один із атрибутів відповідної точки місцевості. Викладена схема називається базовим алгоритмом.

Раціональний маршрут руху повинен забезпечувати мінімальний час перебування в небезпечних для рухомого об'єкту зонах, тобто в зонах виявлення засобів розвідки та в зонах ураження вогневими засобами противника. Якщо існують маршрути, що огинають ці небезпечні зони, то серед них потрібно вибирати маршрут з мінімальним часом його подолання.

Таке визначення раціональності маршруту дозволяє сформулювати наступну систему критеріїв оптимальності маршруту:

Критерій 1. В умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де відсутня небезпека його виявлення противником, оптимальним маршрутом є той, що забезпечує менший час пересування.

Критерій 2. В умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека його виявлення противником, а час руху не обмежений, оптимальним маршрутом є той, що забезпечує меншу ймовірність його виявлення противником.

Критерій 3. В умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека його виявлення, а час руху обмежений, оптимальним маршрутом є той, що забезпечує меншу ймовірність його виявлення противником при умові, що час пересування не перевищує директивного часу.

Критерій 4. В умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека його ураження, оптимальним маршрутом є той, що забезпечує меншу ймовірність його ураження противником.

Критерій 5. В умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека блокування певних ділянок шляхової мережі, оптимальним маршрутом є той, що забезпечує меншу ймовірність його блокування противником. Якщо ймовірності блокування противником кожного з двох маршрутів одинакові, то більш доцільним з них є той, що забезпечує менший час пересування.

Вводяться такі параметри: - час пересування по елементарному шляху (k,q) графа пересувань; ; - матриця пересувань;

 - директивний час пересування; [1/c] - інтенсивність виявлення РО на елементарному шляху ; [1/c] - інтенсивність ураження РО на елементарному шляху ; - ймовірність блокування елементарного шляху .

Задача Ф₁. Задача оптимізації маршруту за критерієм мінімального часу пересування:

, (4)

де .

Задача (4) за структурою співпадає із задачею (1)-(2). Тому для її розв'язання застосовується базовий алгоритм.

Задача Ф₂. Задача оптимізації маршруту за критерієм мінімальної ймовірності виявлення РО на маршруті висування:

. (5)

Функція досягає максимального значення, коли мінімального значення набуває функція: . Ця властивість дозволяє замість задачі (5), вирішувати еквівалентну їй задачу лінійного програмування:

 (6)

де

Для розв'язання (6) застосовується базовий алгоритм.

Задача Ф₃. Задача оптимізації маршруту за критерієм мінімальної ймовірності виявлення РО при умові, що час пересування не перевищує директивного часу:

, (7)

де (8)

де

Задача (7)-(8) є більш складною. Це ускладнення пов'язано з додатковим обмеженням на величину загального часу пересування, який не повинен перевищувати величину директивного часу , в результаті чого задача стає цілочисловою і для її вирішення потрібно застосовувати відповідні алгоритми цілочислового (дискретного) лінійного програмування, які відносяться до алгоритмів експоненціальної складності.

Однак, в даному випадку задачу можна трансформувати до задачі поліноміальної складності. Задачі (7)-(8) відповідає двоїста задача:

знайти набір , що максимізує (9)

при обмеженнях: , . (10)

Задача (9)-(10) відрізняється від класичної (3) наявністю додаткової змінної y₀. При фіксованому значенні y₀ задача (9)-(10) перетворюється до такого вигляду:

знайти набір , що максимізує (11)

при обмеженнях _, . (12)

Нехай , де - множина значень вектора Y, що задовольняє умовам (12). Таким чином, одержується функція одної змінної , яка приймає мінімальне значення при оптимальному значенні y₀ =. Тоді розв'язок прямої задачі , що відповідає цьому значенню, є розв'язком задачі (7)-(8), тобто .

Задача Ф₄. Задача оптимізації маршруту за критерієм мінімальної ймовірності ураження РО противником:

, (13)

де

Для розв'язання (13) застосовується базовий алгоритм.

Задача Ф₅. Задача векторної оптимізації маршруту за критеріями мінімуму ймовірності його блокування противником та мінімального часу пересування:

; (14)

, (15)

де

Для розв'язання двокритеріальної задачі з упорядкуванням критеріїв за їх важливістю може бути застосована принципова схема базового алгоритму.

Задачі (14)-(15) відповідає двоїста задача: знайти набір векторів , що надає найменшу лексикографічну перевагу векторній цільовій функції:

(16)

при обмеженнях: ,. (17)

Алгоритм. При виконанні алгоритму знаходяться значення двоїстих змінних:

1) на початковому кроці приймається , а всі інші ;

2) якщо в мережі залишається хоча б одна дуга (k,q) така, що , то значення змінюється на .

У протилежному випадку - зупинка алгоритму (задача вирішена).

Таким чином, значення послідовно набувають все меншої лексикографічної переваги, поки умова (17) не буде виконана для всіх дуг. Алгоритм приводить до вирішення задачі за кінцеве число кроків.

За допомогою цього алгоритму визначаються найкоротші маршрути з усіх вузлів в кінцевий вузол r. Для визначення найкоротшого шляху для будь-якого вузла s знаходять дугу , для якої і приймають . Алгоритм гарантує, що є, принаймні, одна така дуга. Аналогічно у вузлі q₁ знаходять дугу (q₁,q₂) таку, що , і приймають . Продовжуючи рухатись по мережі подібним способом, знаходять маршрут, що приводить у вузол r.

Планування системи маршрутів для пересування рухомих об'єктів в умовах тактичної обстановки, що швидко змінюється. У бойових умовах противник силами диверсійно-розвідувальних груп може руйнувати певні ділянки шляху, створювати завали, затоплення, інші перешкоди руху колон. В умовах прикордонного чи внутрішнього збройного конфлікту існує ймовірність блокування шляхів, створення перешкод руху різними способами. Тому маршрут повинен проходити через найбільш спокійні ділянки території, що заздалегідь розвідані. Ризик затримки РО учасниками масових заворушень можна суттєво зменшити, якщо мати заздалегідь розраховані і сплановані маршрути об'їзду ділянок заблокованих доріг. Таким чином, виникає необхідність реалізації пересування військ, коли рішення щодо маршруту подальшого руху приймається після проходження вузлових точок (населених пунктів, перехресть доріг тощо) за результатами аналізу розвідінформації щодо обстановки на основному маршруті.

В даних умовах маршрут пересування РО характеризується двома показниками: часом подолання маршруту та ймовірністю блокування маршруту. Тому в основі моделі пошуку раціонального продовження маршруту лежить задача (14)-(15).

В ході підготовки до маршу здійснюється розрахунок початкових основного і запасного маршрутів, а також формування пропозицій щодо їх оперативної зміни в ході маршу в залежності від оперативної обстановки на шляхах руху. При підході до вузла мережі пересувань розвідка доповідає про обстановку на основному маршруті. Якщо дорога вільна, то рух продовжується за обраним маршрутом. Якщо ймовірність блокування основного шляху стрімко зросла, чи дорога вже блокована, то проводиться автоматизований вибір оптимального продовження маршруту за критерієм лексикографічної переваги і РО продовжує рух за новим маршрутом.

У третьому розділі на основі запропонованих математичних моделей обґрунтована методика використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ.

Основним елементом даної методики є алгоритм визначення раціональних маршрутів для здійснення пересування підрозділів та частин сухопутних військ, який показаний на рис. 3.

Формування вихідних даних. При плануванні пересування РО дорожня мережа операційного району представляється у вигляді графа, вершинами якого є вузли перетину доріг (перехрестя), а дугами - елементарні відрізки шляху, що з'єднують кожну пару суміжних вузлів.

Якість маршруту пересування РО визначається чотирма показниками: часом пересування по маршруту Т; ймовірністю блокування руху РО на маршруті B; ймовірністю виявлення РО на маршруті руху G; ймовірністю ураження РО на маршруті руху F.

Ці показники є функціями параметрів, що характеризують кожний елементарний шлях таких, як: - час пересування по елементарному шляху ; - ймовірність блокування елементарного шляху ; [1/c] - інтенсивність виявлення РО на елементарному шляху ; [1/c] - інтенсивність ураження РО на елементарному шляху .



Алгоритм. Після формування і введення вихідних даних користувач визначає критерій, за яким повинна здійснюватись оптимізація маршруту. В залежності від вибраного критерію (бл. 2-5) автоматично формується необхідний набір даних (бл. 1, 6, 8, 10, 12, 14) і застосовується відповідна процедура оптимізації (бл. 7, 9, 11, 13, 15). Одержаний маршрут в інтерактивному режимі аналізується користувачем: якщо маршрут його не задовольняє, то проводиться корегування вихідних даних і розрахунки повторюються. В протилежному випадку маршрут приймається.

Для перевірки можливостей застосування запропонованого порядку визначення раціональних маршрутів використана розрахункова програма, яка розроблена та використовується у військовій частині.

Запропонований порядок роботи офіцера-оператора при визначенні раціонального маршруту пересування підрозділів і частин.

Рис. 4. Приклад результатів рішення задачі визначення раціонального маршруту

Приклад результатів рішення задачі визначення раціонального маршруту наведений на рис. 4.

В загальному вигляді методика використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ наведена на рис. 5.

Запропонована методика є основою для прийняття рішення на здійснення пересування. За допомогою даної методики командир має можливості оцінити необхідний час для здійснення пересування і стан готовності підрозділів та частин до виконання бойового завдання.

В дисертації проведена порівняльна оцінка роботи командира і штабу при плануванні маршу за традиційною та запропонованою методиками. Розрахунки показали, що застосування запропонованої методики дозволило скоротити до 20 % часу роботи на планування маршу.

Сформульовані можливі напрямки подальшої розробки теми.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукового завдання, що виявляється при розробці методики використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин та підрозділів сухопутних військ.

Головні наукові і практичні результати роботи:

1. Проведений аналіз впливу фізико-географічних факторів на планування та здійснення пересування частинами сухопутних військ. Встановлено, що найбільш вагомими факторами, які впливають на ефективність здійснення пересування, є час подолання маршруту та прихованість пересування частин і підрозділів.

2. Запропоновані чотири типи показників оцінки ефективності здійснення пересування рухомого об'єкта по цілком певному маршруту, а саме: час пересування, ймовірність блокування, ймовірність виявлення РО, ймовірність ураження РО противником. Цим показникам відповідають певні критерії, які застосовуються для вирішення відповідних задач оптимізації з використанням математичного методу пошуку найкоротшого шляху в ациклічній мережі, який конкретизовано та адаптовано до структури задачі, що вирішується.

3. Здійснена математична формалізація сукупності задач оптимізації маршрутів та запропоновані алгоритми їх розв'язання за критеріями мінімального часу пересування, мінімальної ймовірності виявлення чи ураження рухомого об'єкта противником при умові, що час пересування не перевищує директивного часу, та задача векторної оптимізації маршруту за різноважливими критеріями мінімуму ймовірності його блокування противником і мінімального часу пересування, що на відміну від відомих підходів дозволяє планувати пересування військ у різноманітних умовах бойової обстановки, зокрема в умовах абсолютно безпечного пересування; в умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека його виявлення чи ураження противником, а час руху обмежений, а також в умовах, коли рухомий об'єкт пересувається в районі, де існує велика небезпека блокування певних ділянок шляхової мережі, які виникають при виконанні різних оперативно-тактичних завдань таких, як перегрупування, зміна військ, маневр частин і підрозділів з метою обходу, обхвату противника, здійснення рейдів в тилу противника, відходу, евакуації тощо.

4. Запропонована методика використання геопросторової інформації для підтримки прийняття рішення на здійснення пересування частин і підрозділів сухопутних військ дозволяє підвищити якість планування пересувань за рахунок врахування більшої кількості факторів, скоротити час на планування, вибрати раціональні маршрути пересування та є підставою для оцінки можливих втрат при здійсненні маршу у директивний час.

5. Достовірність запропонованої методики підтверджується практичним застосуванням її елементів у бойовій підготовці військової частини. Порівняльна оцінка розрахунків показників маршу за традиційною і запропонованою методиками показала перевагу у визначенні часу планування пересувань до 20%.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Міхно О.Г. Роль геопросторової інформації в автоматизованих системах управління військами / О.Г. Міхно, Н.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2007. - № 7. - С. 195-199.

2. Литвиненко Н.І. Наукові аспекти створення транспортних систем військового призначення / Н.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2007. - № 6. - С. 207-212.

3. Міхно О.Г. Застосування геоінформаційних систем для організації пересувань підрозділів військ (сил) / О.Г. Міхно, Н.І. Литвиненко, О.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2008. - № 8. - С. 234-237.

4. Литвиненко Н.І. Вимоги до системи топогеодезичного забезпечення військ на сучасному етапі / Н.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2008. - № 11. - С. 227-232.

5. Міхно О.Г. Доцільність створення транспортної геоінформаційної системи для організації пересувань підрозділів військ / О.Г. Міхно, Н.І. Литвиненко, О.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2008. - № 12. - С. 207-210.

6. Литвиненко Н.І. Вплив характеристик місцевості на процес планування маршу частин сухопутних військ / Н.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2009. - № 19. - С. 260-262.

7. Кириченко І.О. Визначення та обґрунтування фізико-географічні факторів, які впливають на ефективність здійснення маршу частин сухопутних військ / І.О. Кириченко, Н.І. Литвиненко // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2009. - № 19. - С. 137-143.

8. Литвиненко Н.І. Задачі аналізу місцевості для нейтралізації впливу фізико-географічних факторів на ефективність пересування рухомих об'єктів / Н.І. Литвиненко, А. А. Побережний // Честь і закон. - 2009. - № 2. - С. 40-44.

9. Кириченко І.О. Математична формалізація задачі планування частин та підрозділів сухопутних військ в умовах тактичної обстановки, що швидко змінюється / І.О. Кириченко, Н.І. Литвиненко, В.М. Клішин // Зб. наук. пр. ВІ КНУ. - 2009. - № 20. - С. 260-262.

10. Литвиненко Н.І. Наукові аспекти створення геоінформаційних систем військового призначення // Актуальні задачі фінансового, психологічного, правового, топогеодезичного, радіотехнічного та лінгвістичного забезпечення підрозділів та частин Збройних Сил України: Науково-практична конференція. Київ, 27 квітня 2007 р. - К., 2007. - С. 61-62.

11. Литвиненко Н.І. Основні принципи створення геоінформаційних систем автомобільних доріг // Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє: III Міжнародна науково-практична конференція. Київ, 11-13 жовтня 2007 р. - К., 2007. - С. 292-293.

12. Литвиненко Н.І. Застосування ГІС для організації переміщень підрозділів військ (сил) // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища: GPS і GIS - технології: XII Міжнародний науково-технічний симпозіум. Алушта, 10-15 вересня 2007 р. - Алушта, 2007. - С. 103-107.

13. Литвиненко Н.І. Системи моніторингу транспорту для вирішення військово-прикладних задач // Актуальні задачі фінансового, психологічного, правового, топогеодезичного, радіотехнічного та лінгвістичного забезпечення підрозділів та частин Збройних Сил України: Науково-практична конференція. Київ, 25 квітня 2008 р. - К., 2008. - С. 79-80.

14. Литвиненко Н.І., Литвиненко О.І. Практичне визначення переваг та недоліків застосування електронних динамічних карт при організації переміщень підрозділів військ (сил) // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища: GPS і GIS - технології: XIIІ Міжнародний науково-технічний симпозіум. Алушта, 9-14 вересня 2008 р. - Алушта, 2008. - С. 163-169.

15. Литвиненко Н.І. Проблеми створення транспортної ГІС для організації переміщень підрозділів військ // Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє: IV Міжнародна науково-практична конференція. Київ, 14-16 жовтня 2008 р. - К., 2008. - С. 94-95.

16. Литвиненко Н.І. Вплив характеристик місцевості на процес планування маршу частин сухопутних військ // Актуальні задачі фінансового, психологічного, правового, топогеодезичного, радіотехнічного та лінгвістичного забезпечення підрозділів та частин Збройних Сил України: Науково-практична конференція. Київ, 24 квітня 2009 р. - К., 2009. - С. 93-94.

Размещено на Allbest.ru