Концептуальные основы по построению виртуальных пунктов управления специального назначения

Василий Иванов
Полковник, кандидат военных наук, доцент, доцент кафедры боевого применения войск связи, Военная академия связи «имени ­Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ.
Владислав Пестерев
Рядовой, курсант факультета автоматизированных систем управления, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ.

В настоящее время пункты управления (ПУ) оперативного и стратегического звена управления имеют структуру, принятую еще во время Великой Отечественной войны. Ее основой является объединение групп должностных лиц в единый пункт управления по выполняемым функциональным задачам (рис. 1). Если стационарные ПУ размещаются в защищенных сооружениях, то полевые ПУ — в специальных транспортных средствах (аппаратных управления) на местности площадью от до 30 км2 и, как следствие, являются наиболее уязвимыми для средств разведки и поражения противника, поскольку являются «моногородами» [1].

Рис. 1. Пункты управления специального назначения

Как показывает опыт проведенных учений (СКШУ «Центр­2019», Манёвры «Восток­2018»), ПУ перемещается до трех раз в неделю. В ходе перемещения эффективность его функционирования снижается в 3­4 раза [1]. Следовательно, на различных этапах функционирования ПУ необходимо проводить поиск методов повышения его живучести и эффективности. Одним из путей решения является создание виртуальных пунктов управления (ВирПУ).

При этом уже сегодня технологии виртуальной реальности позволяют создать единую виртуальную платформу любого объекта и территории с высокой степенью реалистичности. Наиболее распространенными технологиями создания объектов виртуальной реальности, которые можно применить для формирования ВирПУ, являются:

• VR­технология (виртуальная реальность) — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и др. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. В этом случае, например, должностное лицо (ДЛ) одевает гарнитуру, вместо реального рабочего кабинета (РМ) оказывается на ВирПУ и продолжает работу согласно расчету;
• AR­технология (дополненная реальность) — добавляет элементы цифрового мира в реальный.

К основным свойствам VR­технологии можно отнести следующие [2]:

• правдоподобие — поддерживает у пользователя ощущение реальности происходящего;
• интерактивность — обеспечивает взаимодействие со средой;
• машинная генерируемость — базируется на мощном аппаратном обеспечении;
• доступность для применения — предоставляет возможность исследовать большой детализированный мир;
• эффект присутствия — вовлекает в процесс как мозг, так и тело пользователя, воздействуя на максимально возможное число органов чувств.

К атрибутам VR следует отнести все устройства, которые используются для погружения в виртуальный мир (рис. 2): шлемы, костюмы, перчатки, джойстик, стенд и т.д. [3].

Рис. 2. VR-оборудование

Устройства дополненной реальности: умные очки и шлемы. При помощи технологии компьютерного зрения автономные и компактные устройства со встроенными датчиками и камерами позволяют анализировать пространство вокруг пользователя, формировать карту пространства для ориентирования в ней. Большинство очков оснащено функцией распознавания голоса или движений, ими можно управлять без помощи рук.

Имея готовые программные и аппаратные средства VR/AR­технологий, можно сформировать концепцию построения ВирПУ, позволяющую организовать работу ДЛ, находящихся в различных местах (как на своем штатном рабочем месте, так и в другом районе (месте), согласно расчету), с применением элементов КСС объединения и оборудования виртуальной реальности. Виртуальный ПУ позволит в виртуальном месте согласовывать все действия войск на любом уровне и вести операции одновременно на суше, море, в воздухе, космосе и в киберпространстве, значительно повысив скрытность и безопасность проводимых в ходе операции мероприятий.

Автономные элементы ВирПУ должны автоматически собираться путем использования каналов связи, имеющих высокую пропускную способность, с применением передовых телекоммуникационных и компьютерных технологий и технологий искусственного интеллекта. Функционирование ВирПУ должно обеспечивать работу ДЛ в соответствии с реальным ПУ, исходя из его звена управления.

Структура ВирПУ должна соответствовать реальному ПУ, его размещению на местности и оборудованию. Для обеспечения пространственного и функционального сходства необходимо создать типовую виртуальную структуру ПУ на единой виртуальной территориальной платформе (рис. 3).

Рис. 3. Структура СУ с использованием ВирПУ-объединения

При этом виртуальное оборудование, размещенное на ВирПУ, должно позволять реальному ДЛ (пользователю) осуществлять работу ВирПУ в объеме его должностного предназначения, разрабатывать необходимые документы, принимать решения и осуществлять постановку задачи. Для этого из виртуальной среды необходимо осуществлять перемещение в реальную среду разработанных документов, где они могут распечатываться и, при необходимости, архивироваться. С этой целью в составе центра виртуального управления развертывается центр обработки и хранения.

Построение виртуальных ВирПУ предлагается осуществлять на трех уровнях (рис. 4):

1. Уровень виртуального пространства (Виртуальный уровень).
   Данный уровень формирует единое виртуальное пространство, в которое посредством виртуальной реальности и с помощью персональных средств доступа попадают реальные ДЛ ОУ, осуществляя работу в составе виртуальных групп управления (группа командования, управления, направления и т.д.). В виртуальном пространстве ПУ виртуальные ДЛ используют оборудование, необходимое им для работы (АРМ, средства связи и т.д.).
2. Уровень взаимодействия включает уровень доступа и сопряжения.
   На уровне доступа осуществляется взаимодействие оборудования ДЛ с технологическим оборудованием уровня обеспечения (для переноса в виртуальное пространство ПУ). При этом оборудование уровня сопряжения является шлюзом для уровня обеспечения. Доступ ДЛ в ВирПУ осуществляется с применением персональных средств доступа КСС.
3. Уровень обеспечения состоит из коммуникационного уровня (уровня конвергентной системы связи) и уровня данных.

Рис. 4. Уровневая структура ВирПУ специального назначения

Коммуникационный уровень обеспечивает высокоскоростными защищенными каналами связи элементы ВирПУ. Базовым элементом ВирПУ является уровень данных, состоящий из дата­центров (стационарных и мобильных), которые предназначены для формирования единого виртуального пространства и организации взаимодействия с СВДЛ, ПТС. В его состав входят системы технологического оборудования, единой базы данных, системы управления и электроснабжения, а также серверы виртуальных должностных лиц (СВДЛ), предназначенные для создания виртуальных пользователей (ДЛ) и их регистрации, формирования алгоритма их действий в соответствии с функциональными (специальным) обязанностями, а кроме того, полигональные и технологические серверы (ПТС), предназначенные для создания виртуальных объектов (элементов) ВирПУ и обеспечения технологического взаимодействия.

Применение ВирПУ позволит полностью скрыть структуру и состав ПУ, а также СУ. При построении ВирПУ необходимо решить проблемы как организационного, так и технологического характера.

Наиболее характерные организационные проблемы:

• необходимость изменения ментальности командования (ДЛ) о возможности управления войсками (силами) с ВирПУ;
• разработка концепции создания и развития ВирПУ, в которой определяется структура, состав, возможности, порядок использования, и предъявляемые к ним требования;
• необходимость подготовки руководящих документов, в которых уже сегодня должны быть обозначены значимость и востребованность создания ВирПУ.

Если организационные проблемы связаны в первую очередь с изменением сознания командования (ДЛ), касающегося востребованности создания ВирПУ с применением персональных технических средств виртуализации, то технические проблемы полностью зависят от технологического состояния и развития программно­аппаратных средств, а также средств и комплексов связи.

К основным технологическим проблемам создания ВирПУ относятся:

• сложность в обеспечении функционирования полевых дата­центров;
• создание высокоскоростных каналов связи с многократным резервированием для бесперебойного функционирования ВирПУ;
• сложность разработки программного обеспечения, повторяющего реальный ПУ, и организации работы ДЛ на нем;
• создание программно­аппаратных средств, позволяющих обеспечить сопряжение уровней ВирПУ (реальной и виртуальной среды);
• создание технических средств с программно­аппаратными комплексами и средствами связи, обеспечивающих перенос пользователя (ДЛ) из реальной среды в виртуальную;
• обеспечение высокой устойчивости функционирования ВирПУ с учетом выполнения требований по надежности, живучести и кибербезопасности.

Существующие недостатки технологий виртуальной и дополненной реальности сведены в приведенную ниже таблицу [3].

Использование высокотехнологичного оборудования, построенного на современных технологиях, позволяет уже сегодня говорить о создании искусственного технологического виртуального пространства в целях управления войсками и оружием, которое позволяет объединить в единую платформу (среду) множество должностных лиц и средств управления. И этим пространством должен выступать ВирПУ.

Недостатки технологий виртуальной и дополненной реальности

Литература:

1. Иванов В.Г. Модель технической основы системы управления специального назначения в едином информационном пространстве на основе конвергентной инфраструктуры системы связи. Монография / В.Г. Иванов; СПбПУ. СПб., 2018. 214 с.
2. Иванова А.В. Технологии виртуальной и дополненной реальности: возможности и препятствия применения. Стратегические решения и риск­менеджмент № 3 (2018) URL: https://doi.org/10.17747/2078­8886­2018­3­88­107.
3. Иванов В.Г. Обеспечение безопасности и устойчивости управления на основе развертывания виртуальных пунктов управления / Иванов В.Г., Филин А.В., Сарафанников В.С., Баранова А.В. // Сборник статей II Всероссийской научно­технической конференции. ФГАУ «Военный инновационный технополис «ЭРА»Анапа, 2020. С. 263-269.