Результат интеллектуальной деятельности: Комплекс технических средств обучения для подготовки общевойсковых соединений в центре боевой подготовки

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для подготовки общевойскового соединения в условиях межвидового применения войск.

Уровень техники

Из уровня техники известна полезная модель «Базовый комплекс учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей подводных лодок» (патент №119500 от 21.12.2011), которая может выступать в качестве аналога предлагаемого изобретения.

Полезная модель относится к учебно-тренировочным средствам и может быть использована для формирования навыков, умения и способностей, необходимых как отдельным операторам, так и одному или нескольким экипажам в целом. В состав Базового комплекса входят специализированные, комплексные, тактические и тактико-специальные тренажеры, оборудованные средствами автоматизированной системы обучения для теоретической и предтренажерной подготовки специалистов всех категорий. Базовый комплекс учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей подводных лодок позволит обеспечить полноценную отработку как отдельных специалистов и корабельных боевых расчетов, так и экипажа подводной лодки в целом, а также возможность выполнения режимов взаимодействия или противодействия нескольких экипажей на едином тактическом, временном и пространственном фоне.

Базовый комплекс учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей подводных лодок, содержащий автоматизированные рабочие места операторов торпедно-ракетного вооружения и самообороны, гидроакустического, навигационного, радиолокационного комплексов и комплекса радиосвязи, параллельно соединенные с локальной вычислительной сетью, комплект учебно-действующих образцов-имитаторов, установленных на качающейся платформе, и соединенные параллельно с локальной вычислительной сетью блоки ввода программы обучения и отображения информации, блок питания, пост руководства обучением, вычислительно-моделирующий комплекс, систему обмена данными, технические средства документирования, отличающийся тем, что базовый комплекс учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей подводных лодок дополнительно снабжен блоком тактического тренажера, блоком комплексного тренажера по обеспечению навигационной безопасности, блоком тактико-специального тренажерного комплекса, блоком комплексного тренажера по борьбе за живучесть, а пост руководства обучением и вычислительно-моделирующий комплекс выполнены в виде отдельных блоков, установленных в перечисленных выше блоках, а блок отображения информации выполнен в виде четырех экранов, установленных также в каждом перечисленном выше блоке, а блок питания выполнен в виде отдельных источников бесперебойного питания, причем они также подсоединены к вышеперечисленным блокам и к блоку аппаратно-программных средств комплексирования, автоматизированные рабочие места операторов размещены в блоке тактического тренажера и снабжены дополнительно автоматизированным рабочим местом оператора боевой информационно-управляющей системы и автоматизированным рабочим местом оператора системы управления маневрированием и техническими средствами, а также постом руководителя обучением и управлением общей обстановкой, постом руководителя обучением и управлением вспомогательными силами, постом руководителя обучением и управлением силами противника, вычислительно-моделирующим комплексом, системой отображения информации коллективного пользования с экраном и соединены параллельно с локальной вычислительной сетью через сервер безопасности, а блок комплексного тренажера по обеспечению навигационной безопасности состоит из полномасштабного макета рубки подводной лодки с системой визуализации надводной и воздушной обстановки, рабочего места оператора рулевого с имитатором манипулятора управления вертикальным рулем и путевым репитером гирокомпаса, рабочего места сигнальщика с имитатором светосигнального устройства, рабочего места оператора командира с имитатором выносного индикатора кругового обзора, а также автоматизированного рабочего места оператора командира, имитаторов перископов, автоматизированного рабочего места оператора навигационного комплекса, автоматизированного рабочего места оператора боевой информационно-управляющей системы, автоматизированного рабочего места оператора системы управления маневрированием и техническими средствами, автоматизированного рабочего места оператора гидроакустического комплекса, автоматизированного рабочего места оператора радиолокационного комплекса, поста руководителя обучением с экраном, вычислительно-моделирующего комплекса и соединенных параллельно с локальной вычислительной сетью через сервер безопасности, причем комплект учебно-действующих образцов-имитаторов, установленных на качающейся платформе, а также учебно-действующий образец-имитатор автоматизированного рабочего места оператора боевой информационно-управляющей системы размещен в блоке тактико-специального тренажерного комплекса и снабжен дополнительно автоматизированным рабочим местом оператора навигационного комплекса, автоматизированным рабочим местом оператора торпедно-ракетного вооружения и самообороны, автоматизированным рабочим местом оператора корабельной радиосвязи, автоматизированным рабочим местом оператора гидроакустического комплекса, автоматизированным рабочим местом оператора радиолокационного комплекса и радиоразведки, а также снабжен постом руководителя обучением управления, соединенным через систему управления с качающейся платформой, постом руководителя обучением и управлением общей обстановкой, соединенным с экраном, постом руководителя обучением и управлением вспомогательными силами, постом руководителя обучением и управлением силами противника, автоматизированным рабочим местом руководителя обучением, вычислительно-моделирующим комплексом, системой обмена данными, которые соединены параллельно с локальной вычислительной сетью через сервер безопасности, а блок комплексного тренажера по борьбе за живучесть состоит из автоматизированного рабочего места оператора командира, автоматизированного рабочего места оператора системы управления маневрированием, автоматизированного рабочего места оператора командира боевой части 5, автоматизированного рабочего места оператора системы управления техническими средствами, автоматизированного рабочего места оператора химического контроля, автоматизированного рабочего места оператора резервного управления рулями, автоматизированного рабочего места оператора поста живучести отсеков, а также поста руководителя обучением, вычислительно-моделирующего комплекса, системы отображения информации коллективного пользования с экраном, соединенные параллельно с локальной вычислительной сетью через сервер безопасности, а блок ввода программы обучения выполнен в виде блока аппаратно-программных средств комплексирования, соединенного с источником бесперебойного питания и снабженного постом руководителя обучением и управлением общей обстановкой, постом руководителя обучением и управлением вспомогательными силами, постом руководителя обучением и управлением силами противника, автоматизированным рабочим местом инженера, объединенных в центральный пост руководства обучением и соединенных параллельно с локальной вычислительной сетью, а также в блок аппаратно-программных средств комплексирования установлены технические средства документирования, соединенные с центральным вычислительно-моделирующим комплексом и параллельно соединенные с локальной вычислительной сетью, еще базовый комплекс учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей подводных лодок снабжен системой защиты информации, параллельно соединенной через локальную вычислительную сеть с блоками тактического тренажера, комплексного тренажера по обеспечению навигационной безопасности, тактико-специального тренажерного комплекса, комплексного тренажера по борьбе за живучесть и блоком аппаратно-программных средств комплексирования.

Недостатками указанного аналога являются обеспечение возможности подготовки обучаемых только с использованием компьютерных форм обучения и необходимость реализации высокой степени адекватности имитируемых информационных моделей на автоматизированных рабочих местах (АРМ) обучаемых реальным информационным моделям при его использовании для проведения мероприятий боевой подготовки. Отсутствие возможности комплексирования компьютерных форм обучения с традиционными методами обучения приводит к необходимости дополнительного доучивания обучаемых на штатном вооружении, что связано со значительными материальными и временными затратами.

Раскрытие изобретения.

Задачей изобретения является решение проблемы подготовки личного состава воинских формирований Министерства обороны Российской Федерации (МО РФ) с помощью создания современных технических средств обучения (ТСО), обеспечивающих комплексную подготовку органов управления и войск (сил).

Поставленная задача достигается за счет использования в подготовке органов управления и войск (сил) концепции комплексной подготовки войск (LVC-концепция), которая базируется на комплексном использовании трех видов моделирования, а именно: моделирования боевой реальности (Live Training, L-сегмент), виртуального моделирования (Virtual Training, V-сегмент) и конструктивного моделирования (Contractive Training, С-сегмент).

Моделирование боевой реальности (L-сегмент) предполагает использование реального вооружения и реальных военнослужащих при проведении тактических учений (ТУ) различных уровней. В процессе выполнения мероприятий боевой подготовки в данном сегменте войска выполняют учебно-боевые задачи в условиях, практически близких к реальным. Эффекты взаимодействия могут быть смоделированы использованием лазерных передатчиков и приемников для формирования эффектов взаимодействия в боевой обстановке при проведении двусторонних ТУ либо использованием различных типов мишеней для подыгрыша противника в ходе односторонних ТУ, в том числе с боевой стрельбой.

В L-сегмент входят:

- комплекс средств для тактических учений с использованием лазерных имитаторов стрельбы и поражения (КС ЛИСП), который предназначен для обеспечения одновременной подготовки личного состава общевойсковых подразделений в рамках двусторонних ТУ в масштабе «усиленный мотострелковый (танковый) батальон против усиленного мотострелкового (танкового) батальона»;

- комплекс полигонного автоматизированного оборудования (КПАО), который предназначен для обеспечения автоматизированного функционирования полигонного оборудования, автоматизированного съема данных о результатах стрельб, формирования оценки на каждого военнослужащего, подразделение и передачу их в штаб руководства обучением центра боевой подготовки (ЦБП);

- комплект автоматизированного полигонного оборудования системы видеонаблюдения и контроля результатов вождения боевых машин, танков и автомобилей (КАПО СВКВМ), который предназначен для ведения и контроля за результатами вождения боевых машин, танков и автомобилей.

Виртуальное моделирование (V-сегмент) предполагает работу реальных людей с имитируемыми системами вооружения в искусственной среде, т.е. использование различных видов и типов тренажеров при проведении мероприятий боевой подготовки, направленных на индивидуальную подготовку обучаемых, обучение и слаживание боевых расчетов и экипажей образцов ВВТ, расчетов командных пунктов (пунктов управления) различных уровней управления.

В V-сегмент входит комплекс тренажерных средств (КТС), который предназначен для подготовки и слаживания подразделений и органов управления тактического звена (до соединения включительно) в различных условиях обстановки на тренажерах.

Конструктивное моделирование (С-сегмент) предполагает использование моделей людей, воинских формирований, вооружения и военной техники (ВВТ). При этом должностные лица воинских формирований управляют моделью, в которой взаимодействуют модели людей, воинских формирований и систем вооружения.

В С-сегмент входит комплекс средств для подготовки органов управления (КС ОУ), который предназначен для подготовки органов управления мотострелковой бригады и батальонов (дивизионов) мотострелковой бригады управлению подчиненными подразделениями при подготовке и в ходе боевых действий.

Одновременно в L, V, С-сегменты входят:

- комплекс средств штаба руководства обучением (КС ШР), который предназначен для поддержки деятельности штаба руководства обучением и посреднического аппарата при планировании, проведении и разборе мероприятий боевой подготовки в ЦБП;

- комплекс средств организации деятельности (КС ОД), который предназначен для поддержки деятельности должностных лиц центра боевой подготовки по организации и обеспечению мероприятий боевой подготовки и автоматизации деятельности структурных подразделений ЦБП (отделов, служб и др.) в едином информационном пространстве ЦБП с организацией эффективной разработки и передачи внутри ЦБП необходимых плановых, учетных, отчетных и других документов;

- комплекс средств для учебных классов (КС УК), который предназначен для обеспечения теоретической подготовки личного состава соединения в учебных классах;

- комплекс средств вычислительной сети ЦБП (КС ВС ЦБП), который предназначен для информационного взаимодействие всех составных частей ТСО между собой в составе изделия.

Особенности взаимодействия технических средств обучения в ЦБП заключаются в следующем.

1. Входной информацией для функционирования ТСО ЦБП является информация о сроках подготовки общевойсковых соединений (ОВС) в ЦБП, его организационно-штатной структуре (ОШС) и тематике тренировок и учений, которая поступает в КС ОД.

2. КС ОД на основании входной информации планирует проведение мероприятий боевой подготовки (МБП) в ЦБП с использованием ТСО и обеспечивает подготовку расписаний по проведению МБП с использованием элементов ТСО, входящих в сегменты V, С, L. На каждого военнослужащего ОВС в КС ОД заводятся электронные карты, а на подразделения - электронные журналы. Выходная информация с КС ОД в виде перечня МБП и сроков их проведения поступает по локальной сети КС ВС ЦБП на все элементы ТСО ЦБП: КС ШР, КС УК, КТС, КС ОУ, КПАО, КАПР СВКВМ, КС ЛИСП.

3. На основании выходной информации от КС ОД с использованием КС УК, КТС, КПАО и КАПО СВКВМ проводится контроль начального уровня подготовленности обучаемых (личного состава подразделений, должностных лиц органов управления ОВС) по теоретической подготовке по требуемым видам подготовки в соответствии с курсом боевой подготовки и практическим навыкам выполнения своих функциональных обязанностей.

4. Результаты входного контроля с указанных средств ТСО (КС УК, КТС, КПАО и КАПО СВКВМ) поступают обратно в КС ОД и заносятся в базу данных (БД) ЦБП.

5. Результаты входного контроля в КС ОД используются для заполнения электронных карт военнослужащего и электронного журнала на подразделения (часть, соединение), а также уточнения программы подготовки ОВС в ЦБП. Уточненная программа обучения формируется в КС ОД и представляется в виде расписания занятий МБП по теоретической и практической подготовке. Через служебный документооборот по локальной сети КС ВС ЦБП расписание учебных занятий МБП доводится в КС УК до руководителей теоретического обучения и в КС ШР до штаба руководства обучением для организации и проведения практических занятий по предписанным мероприятиям боевой подготовки (БП).

6. На основании расписаний:

- в учебных классах КС УК проводятся теоретические занятия по требуемым видам подготовки с личным составом и органами управления частей с автоматическим определением уровня теоретической подготовленности обучаемых с использованием средств КС УК и определением возможности допуска к практическим занятиям;

- в штабе руководства осуществляется разработка замысла планируемого практического мероприятия и осуществляется разработка сценария проведения практического занятия МБП.

7. Сценарии проводимых практических мероприятий БП с КС ШР поступают:

- в КТС для проведения автономных тренировок с использованием тренажных средств и комплексных тренировок с использованием тренажных средств и системы конструктивного моделирования;

- в КС ОУ для проведения подготовки ОУ и проведения командно-штабных тренировок с использованием системы конструктивного моделирования;

- в КПАО для проведения индивидуальной подготовки военнослужащих, групповой подготовки расчетов (экипажей) образцов ВВТ и односторонних учений с боевой стрельбой с использованием полигонного оборудования на стрельбовых директрисах ЦБП;

- в КАПО СВКВМ для проведения практических занятий по вождению образцов ВВТ;

- в КС ЛИСП для проведения индивидуальной подготовки военнослужащих, групповой подготовки расчетов (экипажей) образцов ВВТ и многостепенной тренировки (двухсторонние учения) с использованием ЛИСП;

- на все средства ТСО, задействованные в многостепенной совместной тренировке, со всеми участниками обучения с использованием КТС, КС ОУ КС ЛИСП и КПАО.

Сценарии проводимых практических мероприятий представляются обучаемым в текстовом и графическом описании варианта проведения мероприятия боевой подготовки в виде учебного боевого распоряжения на выполнение учебной задачи, на основании которого обучаемые осуществляют его реализацию. Вид и семантика учебных сценариев соответствует реальным.

8. Результаты обучения по теоретической подготовке поступают от КС УК в виде файлов документирования в БД ЦБП КС ОД. Результаты оценивания за теоретическую подготовку поступают в КС ОД для заполнения электронных карточек военнослужащих и журналов на подразделение.

9. Результаты выполнения практических мероприятий БП в виде файлов документирования поступают в БД ЦБП КС ОД от КТС, КС ОУ, КПАО, КАПО СВКВМ, КС ЛИСП для оценивания штабом руководства (КС ШР) выполненного практического мероприятия боевой подготовки. Оценивание обучаемых за выполнение практического мероприятия осуществляется в автоматизированном режиме с регистрацией выявленных замечаний со стороны помощников руководителя учения и посредников.

Результаты оценивания выполнения практических мероприятий поступают в виде файлов документирования в БД ЦБП, где они и хранятся.

10. Из БД ЦБП результаты оценивания выполненных практических мероприятий используются в КС ОД для заполнения электронных карточек военнослужащих и электронных журналов на подразделение, часть, соединение. Заполненные журналы по боевой подготовке ОВС являются выходной информацией для ТСО ЦБП.

11. Особенностью модели обучения ОВС в ЦБП с использованием ТСО является обеспечение полного и замкнутого цикла подготовки ОВС.

Каждый сегмент моделирования фактически определяет особенности построения ТСО и область его применения. Комплексное применение отмеченных видов моделирования в современных ТСО определяет необходимость их комплексирования в тренажерные комплексы и тренажерные системы.

Особенностью реализации концепции комплексной подготовки войск с использованием отмеченных видов моделирования является необходимость использования единой информационно-моделирующей среды (ЕИМС), основным компонентом которой является моделирующая система (МС). Особенностью МС является поддержка стандарта распределенного моделирования IEEE-1516, позволяющего комплексировать с МС любые средства (тренажеры), поддерживающие указанный стандарт, обеспечивая при этом тренажерные средства более высокого уровня, тренажерные комплексы (ТК) и тренажерные системы (ТС).

Опыт проводимых работ по созданию ТК и ТС для комплексной подготовки войск позволяет определить следующие технологические особенности их построения:

во-первых, это создание и использование многоуровневой системы имитационных и математических моделей для подыгрыша образцов вооружения и военной техники (ВВТ) и воинских формирований (ВФ);

во-вторых, это интеграция имитационных моделей образцов ВВТ, воинских формирований и тренажерных средств в единое виртуальное поле боя (ВПБ);

в-третьих, взаимодействие имитационных моделей и тренажерных средств между собой и с моделирующей средой осуществляется посредством реализации стандарта распределенного моделирования по технологии распределенного моделирования (HLA) и использования информационной модели обмена данными.

Реализация указанных L, V, С-сегментов практически определяет особенности построения и структуру перспективных тренажерных средств для ЦБП.

Признаки, используемые для характеристики устройств.

В ходе выполнения работ по созданию изобретения и описания его особенностей построения использован архитектурный подход.

Архитектурный подход предусматривает использование трех главных представлений, которые логически используются для полного описания архитектуры разрабатываемого изобретения, а именно: функциональное, системное и технологическое.

Функциональное представление архитектуры изобретения определяет описание перечня решаемых им задач и процессов их выполнения при его применении для боевой подготовки ВФ в ЦБП.

Системное представление архитектуры изобретения определяет состав и элементы, а также взаимосвязь между ними.

Технологическое представление архитектуры изобретения определяет используемые системотехнические и технологические решения в изобретении, а также состав программных средств и набор правил, определяющих порядок взаимодействия его составных частей и особенности их функционирования при организации, проведении и разборе мероприятий боевой подготовки.

Технологическая архитектура изобретения базируется на использовании системотехнических и технологических решений, направленных на достижение требуемого уровня подготовки обучаемых и слаженности воинских формирований за счет обеспечения полного и замкнутого цикла подготовки обучаемых в ЦБП, автоматизации процессов обучения, документирования результатов обучения и их обработки.

Основные системотехнические решения, определяющие технологическую архитектуру изобретения для ЦБП:

- реализация концепции LVC (Live, Virtual and Constructive Training) на программно-технических средствах изделия;

- рациональное комплексирование различных сегментов моделирования (L, V, С-сегменты) для проведения мероприятий подготовки в полевых условиях, комплексных и многостепенных тренировок подразделений, частей и соединений и их органов управления по единому замыслу и сценарию;

- применение системы моделирования как системообразующего элемента для подготовки органов управления и интеграции всех составных частей ТСО;

- комплексирование тренажеров из состава изобретения на основе международного стандарта распределенного моделирования;

- интеграция ранее разработанных и разрабатываемых тренажеров (тренажерных комплексов) в единое виртуальное поле боя без существенной переработки их специального программного обеспечения;

- использование в составе системы конструктивного моделирования библиотек имитационных моделей ВВТ, ВФ и информационно-расчетных задач;

- использование средств комплексной системы защиты информации в интересах обеспечения безопасности обработки, хранения и передачи информации.

Методический подход предполагает разработку новых и использование ранее отработанных технических и технологических решений по созданию перспективных ТК (ТС) на основе комплексирования тренажных средств в единый комплекс по технологии HLA и ИМОД.

В обобщенном виде научно-технический задел при создании ТК (ТС) включает технические и технологические решения по:

- автоматизации задач обеспечения (планирования, проведения и разбора) мероприятий боевой подготовки различных видов и родов войск МО РФ;

- обеспечению высоко реалистичного моделирования функционирования ВВТ, подыгрыша воинских формирований и способов их применения в составе ВС РФ;

- развитию технологий моделирования вооруженного противоборства разновидовых группировок войск и сил;

- сопряжению тренажных средств в тренажные комплексы и тренажные системы на основе международного стандарта IEEE 1516 и ИМОД.

Такой подход в процессе разработки изобретения позволяет исключить решение задачи параметрического синтеза, а основные усилия сосредоточить на его структурном синтезе и формировании новых качеств при его использовании при подготовке войск в ЦБП.

Особенности реализации LVC-концепции в ЦБП определяют особенности построения структурной архитектуры изобретения, которая приведена на Рис. 1.

Краткое описание чертежей.

Рис. 1 - структура технических средств обучения для подготовки общевойсковых соединений в центре боевой подготовки.

1 - ОШС;

2 - Результаты подготовки;

3 - КС ОД;

4 - КС ШР;

5 - КС ВС ЦБП;

6 - КПАО;

7 - КАПО СВКВМ;

8 - КС УК;

9 - КТС;

10 - КС ОУ;

11 - КС ЛИСП;

12 - V-сегмент;

13 - С-сегмент;

14 - L-сегмент;

15 - L, V, С-сегменты.

Осуществление изобретения.

Изобретение предназначено для:

- контроля уровня готовности общевойсковых соединений (как общей, так и к решению конкретной боевой задачи), в том числе в составе межвидовой группировки войск (сил);

- плановой подготовки общевойсковых соединений;

- подготовки общевойсковых соединений к выполнению конкретной боевой задачи, в том числе в составе межвидовых группировок войск и разнородных сил, в требуемых условиях обстановки;

- обеспечения проведения сборовых мероприятий с различными категориями руководящего состава с использованием на них традиционных и перспективных форм обучения.