Розробка засобів оцінки ефективності алгоритмів пошуку і виявлення цілей прицільних радіоелектронних комплексів

РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА МОДЕЛЕЙ АЛГОРИТМІВ ПОШУКУ І ВИЯВЛЕННЯ ЦІЛЕЙ ПРИЦІЛЬНИХ
РАДІОЕЛЕКТРОННИХ КОМПЛЕКСІВ
Оцінка ефективності АПВЦ сучасних прицільних РЕК здійснюється на завершальному
етапі розробки шляхом проведення натурних випробувань [102-104]. Якщо значення
показника ефективності є меншим заданого, то проводиться доробка структури
прицільного РЕК та його АПВЦ і проводять повторні випробовування. Такий підхід
вимагає великих матеріальних та часових затрат, які значно збільшуються у
випадку наявності багатьох конкурентних варіантів АПВЦ і вибору кращого з них
за результатами натур­них випробувань. Суттєвого зниження цих затрат можна
досягти якщо провес­ти оцінку ефективності всіх варіантів побудови АПВЦ і
вибрати найкращий на етапи ескізного проектування. Тому актуальною є потреба в
моделях АПВЦ, методиках їх побудови і програмному забезпеченні для процедур
аналізу, які б дозволили частину випробовувань замінити моделюванням РЕК.
Розроблені засоби повинні давати кількісну оцінку ефективності АПВЦ прицільних
РЕК ще на системотехнічному етапі проектування шляхом дослідження його
математичної моделі. Такі засоби дозволяють здійснити синтез структури
прицільного РЕК через багатоваріантний аналіз.
Проблемі аналізу алгоритмів присвячено низку підходів до побудови їх
математичних моделей.
Так для дослідження надійності алгоритмів керування та надійності алгоритмів
програмних засобів присвячено роботи [65,79]. В даних роботах пропонуються
підходи, які базуються на застосуванні поліноміальних моделей та
логіко-імовірнісних методів. Описано підходи до побудови імітаційних моделей.
Для застосування логіко-імовірнісних методів пропонується будувати спеціальні
вирішуючі схеми на логічних елементах, що вимагає значних часових і
матеріальних затрат. Крім того, при модифікації алгоритму необхідно
перебудовувати схему.
Для аналізу алгоритмів функціонування структурно - алгоритмічних систем
ефективним є підхід, представлений в роботах [74,105,106]. Цей підхід дозволяє
отримати аналітичний вираз імовірності виконання алгоритму та час його
виконання. Для застосування методики необхідно щоб алгоритм було сформовано в
канонічних формах, що на практиці трапля­ється нечасто. Крім того, не
передбачена можливість визначення показників ефективності алгоритму від
параметрів системи. Всі вирази необхідно формувати вручну, що при наявності
складних і громіздких алгоритмів збільшує імовірність внесення помилок, які
важко виявити.
В роботі [107] розглядається ряд методів автоматизованого моделю­вання складних
систем. Однак описані методи передбачають побудову нової імітаційної моделі для
кожного варіанту складної системи при внесенні змін в умови її функціонування.
Крім цього, імітаційна модель не дає змоги дослідити поведінку складної системи
в кожному стані зокрема.
Для дослідження ефективності прицільних РЕК з доступних літератур­них джерел
відомо ряд підходів. Зокрема в [36,37] приведено методику оцінки ефективності
РЕК. РЕК розглядається як складна система, яка за рахунок наявності
надлишковості може виконувати поставлене завдання кількома способами.
Ефективність комплексу залежить від конкретного способу виконання завдання. В
якості моделі, яка описує процес зміни станів РЕК, застосовано
дискретно-неперервний випадковий процес. Методика дозволяє обчислити повну
ймовірність виконання задачі РЕК. Вхідними даними є імовірності безвідмовної
роботи РЕС і показники їх технічної ефективності.
Однак в даній методиці випадковий процес може приймати тільки будь-яке з двох
можливих значень: працездатна чи непрацездатна кожна з РЕС в даний момент часу,
а отже, така модель враховує тільки вплив надійнісних характеристик складових
РЕК на показник ефективнос­ті і не враховує впливу логіки взаємодії РЕС при
виконанні завдання, в той час коли від неї залежить не тільки ймовірність
виконання завдання, але й час його виконання. Простір станів і переходів РЕК
будується вручну.
В [73] приведено методику оцінки ефективності РЕК, зокрема навігацій­них.
Моделлю є дискретно-неперервний випадковий процес, який в кожному із можливих
станів може приймати 3 значення. Методика дозволяє отримати закон розподілу
показника ефективності, який враховує тільки надійнісний ас­пект і не враховує
особливостей алгоритму поведінки. Крім того, побудова простору станів і
переходів є ручною, що ускладнює застосування даної методики.
В роботі [6] викладена методика оцінки ефективності функціонування прицільних
РЕК. Дана методика дозволяє кількісно оцінити ефективність РЕК, враховуючи
процес відновлення працездатності РЕС після відмов, який може передувати етапу
застосування РЕК. Моделлю зміни станів комплексу, яка застосована в даній
методиці, є дискретно-неперервний марковський процес. Вхідними даними є:
структура РЕК, умовні критерії ефективності функціонування РЕК в працездатних
станах. Методика дозволяє отримати закон розподілу часу перебування в станах.
Але в даній методиці не враховується вплив логіки взаємодії РЕС при виконанні
завдання; методика передбачає побудову графа станів і переходів вручну, а тому
при кількості станів більше 102 її застосування супроводжується суттєвим
зростанням необхідного часу на побудову і перевірку цього графа.
Проведений аналіз публікацій, присвячений проблемі оцінки ефективності
алгоритмів поведінки прицільних РЕК, показав, що існує тенденція переносу
задачі вибору АПВЦ РЕК з етапу натурних випробувань стрільбового модуля на етап
системотехнічного проектування.
Однак існуючий рівень засобів не забезпечує можливості формування адекватних
моделей АПВЦ т