Российский судостроительный портал / Превая страница
Журнал Морская радиоэлектроника  / Первая страница
??? ??????? ?????? ?????????? ??????????? ???? ???
Home

Перспективы развития БИУС для кораблей
малого и среднего водоизмещения
на базе системы "Требование-М"

Копанев А.А.,
д.т.н., профессор, генеральный директор ОАО НПФ "Меридиан"

Музыченко О.Н.,
д.т.н., профессор, главный специалист

Рассмотрены основные проблемы создания БИУС для кораблей малого и среднего водоизмещения на основе опыта разработки системы нового поколения. Дан прогноз перспектив их развития.

Научно-производственная фирма "Меридиан" разработала боевую информационно-управляющую систему (БИУС) "Требование-М" нового поколения, которая успешно прошла государственные испытания. Система предназначена для автоматизации управления боевым использованием систем оружия и радиоэлектронных средств кораблей малого и среднего водоизмещения. В настоящее время она установлена на кораблях проекта 11356 (рис. 1).

Рис. 1. Корабль проекта 11356
Рис. 1. Корабль проекта 11356.

БИУС "Требование-М" обеспечивает решение следующих основных задач:

  • cбор, обработка, отображение и документирование информации о тактической обстановке от всех источников информации корабля, а также корабельного вертолета и кораблей соединения;
  • cбор, обработка и отображение информации о состоянии, режимах работы, наличии боезапаса систем и комплексов корабля;
  • управление средствами противовоздушной обороны корабля при решении задач самообороны и коллективной обороны кораблей соединения;
  • управление использованием комплексов ракетного, артиллерийского и торпедного оружия корабля по морским целям;
  • управление боевыми действиями корабля против подводных лодок и использованием противолодочного оружия;
  • планирование и управление использованием вертолета при решении задач освещения воздушной, надводной и подводной обстановки, задач борьбы с подводными лодками;
  • навигация и тактическое маневрирование, обеспечение безопасного расхождения с надводными целями и совместного плавания в составе соединения, контроль прохождения кораблем маршрута;
  • тренировки личного состава по управлению всеми видами оружия корабля в различной тактической обстановке;
  • документирование информации о состоянии и боевой работе систем оружия, тактической обстановке, действиях операторов.

БИУС "Требование-М" представляет собой открытую распределенную адаптивную вычислительную систему, построенную на базе современных вычислительных средств, объединенных в локальную сеть. Структура и состав системы приведены на рис. 2. Программное обеспечение комплекса строится на базе операционной системы реального времени QNX. Задачи боевого управления по функциональному назначению сформированы в специализированные программные комплексы.

Рис. 2. Структурная схема системы «Требование-М»
Рис. 2. Структурная схема системы "Требование-М".

Сопряжение с установленными на корабле системами вооружения осуществляется по цифровому каналу - приборами сопряжения типа Т-119 и Т-190, а также по приему первичной радиолокационной информации - прибором Т-181.

Центральные вычислители - приборы Т-162 обеспечивают решение вычислительных задач и работу с распределенной базой данных системы, размещаемой в этих приборах.

В полной комплектации в БИУС предусматривается восемь автоматизированных рабочих мест (АРМ): командира корабля в ГКП и ХКП, управления ПВО, ПЛО, РТС, управления борьбой с надводными целями, управления вертолетом и технического контроля.

Для получения картографической информации от карт-сервера в системе предусмотрена локальная вычислительная сеть Ethernet 10/100 Base.

Средства документирования БИУС обеспечивают автоматическое и по выбору оператора документирование информации с возможностью ее последующего воспроизведения на индикаторах АРМ (в нормальном, ускоренном и замедленном режимах), обработки и селекции по различным признакам для анализа работы системы и действий операторов. Обмен информацией внутри системы осуществляется по локальной вычислительной сети.

В зависимости от требований конкретного проекта корабля состав приборного оборудования может изменяться.

В разработке использованы средства вычислительной техники зарубежных и российских фирм. Основу аппаратной части приборов БИУС "Требование-М" составляют IBM-совместимые компьютеры фирм "Advantech" и "Octagon Systems". Реализованные технические решения и используемая элементная база обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики системы. Она имеет высокую надежность, обеспечиваемую использованием современной элементной базы, а также резервированием аппаратуры, возможностью реконфигурации с учетом технического состояния отдельных элементов и автономного технического обслуживания отдельных приборов при сохранении работоспособности всей системы. Все АРМ взаимозаменяемы и могут быстро перестраиваться на решение любых задач, что повышает надежность и боевую живучесть системы.

Рис. 3. Автоматизированное рабочее место
Рис. 3. Автоматизированное рабочее место (АРМ)

АРМ (рис. 3) - представляет собой трехмашинный комплекс на базе процессоров Intel Pentium и Pentium III, в состав которого входят:

  • устройство отображения и ввода информации, выполненное на цветном люминесцентном индикаторе с сенсорным экраном для организации диалога с оператором;
  • устройство отображения тактической обстановки и радиолокационной информации в виде плоского панельного индикатора цветного отображения на жидких кристаллах с диагональю 18" и разрешающей способностью 1280 × 1024;
  • выносной прибор для отображения технического состояния средств РЭВ корабля и его систем оружия, выполненный на цветном люминесцентном индикаторе с диагональю 10,4" и разрешающей способностью 640 × 480;
  • шаровый манипулятор типа трекбол;
  • функциональная клавиатура диалогового взаимодействия оператора с БИУС.

АРМ обеспечивают отображение тактической обстановки на фоне картографической информации, а также состояния систем вооружения корабля и наличие боезапаса, планов их боевого использования, команд управления, различных формуляров и другой информации в графическом и табличном виде.

Программно-аппаратные средства технического диагностирования комплекса обеспечивают автоматический контроль его технического состояния после включения и в процессе функционирования по основному назначению, выявление и индикацию отказов в момент их возникновения с точностью до ТЭЗ, а также выдачу рекомендаций по его устранению, включая местонахождение отказавшего модуля в ЗИП.

Наличие в системе режима "Тренировка" позволяет осуществлять тренировку личного состава, поддерживать высокую боеготовность корабля.

Система "Требование-М" по сравнению с существующими отечественными системами аналогичного назначения обладает характерными особенностями, заключающимися в том, что:

  • значительно возросли возможности системы по отображению и обработке информации о тактической обстановке, повысилось качество обработки информации, использованы новые эффективные способы и средства ее отображения, обеспечивающие высокую наглядность и быстрое восприятие операторами. Отображение информации о тактической обстановке осуществляется на фоне электронной навигационной карты. Предусмотрено гибкое управление составом и режимами отображения информации;
  • упростилась работа операторов, благодаря более эффективным способам отображения информации, автоматизации процессов подготовки управляющих решений, обеспечению их автоматической реализации и автоматизированного контроля исполнения, использованию сенсорных устройств ввода команд;
  • существенно расширились возможности комплекса при решении задач ПВО корабля. Обеспечено автономное и централизованное использование ЗОС в полностью автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах при решении задач самообороны корабля и коллективной обороны кораблей соединения. Повысилось качество решения задач управления, в несколько раз сократилось время их решения, что ведет к значительному повышению эффективности системы ПВО корабля. Работное время системы при решении задач ПВО (от момента получения информации о цели до момента выдачи ЦУ) не более 1 с и может быть уменьшено в несколько раз;
  • значительно расширены возможности системы по управлению использованием оружия корабля при решении задач борьбы с надводными целями и задач ПЛО, повысилось качество и сократилось время их решения;
  • система имеет широкие возможности по решению навигационных задач, задач тактического маневрирования, обеспечивает постоянный контроль безопасности плавания и движения по маршруту;
  • улучшены массо-габаритные характеристики (масса системы в полной комплектации не более 1600 кг.), снижено энергопотребление (потребляемая мощность не более 1,2 кВт), повышены надежность (время наработки на отказ не менее 1500 ч), достоверность функционирования и боевая живучесть системы;
  • система имеет широкие возможности по обеспечению тренировок личного состава в условиях тактической обстановки, полностью имитирующей реальные боевые действия.

При решении задач управления оружием корабля БИУС "Требование-М" обеспечивает формирование на основе установленных на корабле систем и комплексов оружия функциональных контуров освещения воздушной, надводной и подводной обстановки, контуров ПВО, ПЛО, борьбы с надводными целями, управления корабельным вертолетом.

Основные проблемы создания БИУС на современном этапе

При этом обеспечивается комплексное использование информации от всех источников в интересах любой из систем оружия корабля, что существенно повышает боевые возможности и боевую живучесть соответствующих контуров. В пределах каждого контура БИУС обеспечивает централизованное управление в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах всеми средствами корабля и их оптимальное использование для решения поставленной задачи с требуемой эффективностью. В процессе управления учитывается состояния каждой системы, ее боевые возможности при решении поставленной задачи и определяется оптимальный состав средств и вариант ее решения.

В ходе разработки и испытаний системы "Требование-М" выявился ряд проблем (научно-технического и организационного характера) от решения которых в значительной степени зависят эффективность боевого использования систем корабельного оружия, стоимость, как отдельных систем, так и всего вооружения корабля, а также дальнейшие направления и перспективы развития БИУС. К основным из этих проблем относится:

  • отсутствие отечественной элементной базы, обеспечивающей создание боевых информационно-управляющих систем, отвечающих современным тактико-техническим и эксплуатационным требованиям. В первую очередь это касается средств вычислительной техники и устройств отображения информации;
  • отсутствие информационной и технической сопряженности существующих систем вооружения и комплексов корабля, что приводит к значительным проблемам при их сопряжении с БИУС и организации совместного использования в составе формируемых БИУС боевых контуров;
  • автономность источников информации о воздушной, надводной и подводной обстановке, несоответствие ТТХ ряда средств обнаружения требованиям систем вооружения корабля, отсутствие возможности автоматизированного управления режимами их работы и совместным использованием. В этих условиях на БИУС фактически возлагаются задачи объединения всех информационных средств корабля в единый функциональный комплекс освещения обстановки (ФКОО), формирования единой картины воздушной, надводной и подводной обстановки, а также использования информации от любого источника в интересах всех систем оружия корабля. Задача осложняется существенным различием точностных характеристик систем, временем обновления целевой информации, а также отсутствием классификации типов целей;
  • неприспособленность отечественных ЗРК второго поколения к работе в централизованном режиме. Большинство существующих корабельных ЗРК разрабатывались как автономные комплексы, включающие собственные средства обнаружения или системы обработки первичной радиолокационной информации. Характеристики их средств обнаружения хорошо согласованы с характеристиками остальных элементов комплекса и прежде всего в части организации допоиска целей и захвата их на сопровождение средствами сопровождения комплекса или ГСН его ЗУР. Это затрудняет использование для целеуказания информации от других корабельных источников, имеющих иные точностные характеристики по сравнению с собственными средствами обнаружения комплексов, и приводит к снижению их эффективности. Для обеспечения эффективного использования комплексов в централизованном режиме требуется их доработка. Кроме того, в существующих ЗРК не предусмотрены возможности автоматического решения задач обеспечения безопасности кораблей соединения и авиации при применении оружия;
  • отсутствие эффективных средств имитации у большинства существующих систем вооружения, что затрудняет отработку их взаимодействия с БИУС и другими системами и комплексами корабля, не позволяет проводить отладку и испытания, а также совместные тренировки личного состава контуров управления оружием корабля без привлечения средств обеспечения для создания требуемой тактической обстановки. По этой причине проверка совместной работы всех систем контуров в сложной тактической обстановке оказывается невозможной, что существенно сказывается на качестве отработки программного обеспечения БИУС и систем оружия;
  • многие существующие системы корабельного оружия имеют недостаточно эффективные средства документирования боевой работы либо вообще не имеют таковых. Это делает чрезвычайно трудоемким, а во многих случаях и невозможным, анализ работы системы, затрудняет решение задач ее сопряжения с другими системами, проведение испытаний, объективную оценку действий личного состава. Проблема еще более усложняется при комплексных проверках и испытаниях систем в составе контуров.

Испытания БИУС "Требование-М" на корабле пр. 11356 показали возможность и объективную необходимость интеграции с системами и комплексами корабля и прежде всего с системами управления ударным и противолодочным оружием. Это обусловлено дублированием большинства задач, решаемых БИУС и указанными системами по управлению оружием при решении задач ПЛО и борьбы с надводными целями, наличием значительного ресурса вычислительных мощностей, обеспечивающего решение всего комплекса задач и создающего условия для их дальнейшего существенного наращивания. Имеются широкие возможности интеграции БИУС с системами совместного применения оружия (ССПО) и системами совместного плавания. Весьма затруднена на данном этапе интеграция БИУС с ЗОС корабля, что обусловлено спецификой их построения и функционирования.

Перспективы развития БИУС

Дальнейшее развитие БИУС будет определяться целым рядом факторов технических, организационных и экономических.

Быстрое обновление элементной базы средств вычислительной техники и устройств отображения информации открывает широкие перспективы для совершенствования БИУС в направлении улучшения технических и эксплуатационных характеристик систем, использования более совершенных и сложных способов обработки информации и алгоритмов управления оружием корабля, расширения перечня решаемых БИУС задач. Широкие возможности открываются в совершенствовании способов отображения информации.

Существенное влияние на перспективы развития БИУС будут оказывать изменения в самих системах и комплексах вооружения корабля, их характеристиках и функциональных возможностях, поскольку они в значительной степени определяют содержание и перечень решаемых БИУС задач. Однако в складывающейся в настоящее время ситуации с разработками перспективных систем корабельного оружия принципиальных изменений в данной области не ожидается.

В современных условиях значительное влияние на развитие БИУС будет оказывать наличие заказов на их разработку и поставку как для отечественных, так и зарубежных заказчиков. Отсутствие финансирования новых разработок может привести, а в ряде случаев уже привело, к утрате научно-технического потенциала и развалу коллективов разработчиков. Наиболее тяжелая ситуация в настоящее время складывается с научными и техническими кадрами, способными осуществлять разработку современных способов и алгоритмов обработки информации и управления системами оружия корабля, тактики их использования.

Вместе с тем наибольшее влияние на перспективы и направления развития БИУС в настоящее время оказывают организационные факторы и, прежде всего, сложившийся в отечественной промышленности и ВМФ порядок организации заказов и финансирования разработки и поставки систем вооружения кораблей. Этот порядок обуславливает формирование вооружения корабля из набора систем и комплексов, разработанных по отдельным заказам и во многих случаях являющихся автономными. При этом становится трудно разрешимой проблема оптимизации всего вооружения корабля, а тем более системы "корабль-оружие". Проблема усложняется и объективной незаинтересованностью в существующих условиях как разработчиков, так и соответствующих заказывающих структур ВМФ в проведении курса на интеграцию корабельных систем вооружения, а также сложностью решения в интегрированных системах вопроса об ответственности за результаты использования оружия.

С учетом изложенного, дальнейшее развитие БИУС можно прогнозировать в следующих направлениях:

  • совершенствование аппаратных средств, обеспечивающее дальнейшее снижение массогабаритных характеристик аппаратуры и ее энергопотребления, повышение надежности и боевой устойчивости системы, улучшение контролепригодности и ремонтопригодности, повышение удобства и упрощение технического обслуживания;
  • быстрый рост производительности аппаратных средств, расширение возможностей средств отображения и ввода информации, что позволит совершенствовать способы и повышать наглядность отображения информации, увеличивать ее объемы при обеспечении хорошего восприятия оператором;
  • совершенствование алгоритмов обработки информации и управления системами оружия корабля;
  • дальнейшее повышение степени автоматизации процессов управления системами и комплексами корабля и повышение эффективности их использования;
  • расширение функций и перечня решаемых БИУС задач;
  • постепенная интеграция и частичная унификация по аппаратным средствам с отдельными системами оружия корабля.

При сохранении существующей организации и порядка финансирования разработок систем и комплексов вооружения кораблей будут сохраняться указанные проблемы и прежде всего отсутствие интеграции между системами и комплексами корабля. Более того, в связи с возрастанием возможностей аппаратных средств возрастет дублирование в решении широкого круга задач управления в БИУС и сопрягаемых системах и комплексах. Это будет удорожать стоимость вооружения кораблей, увеличивать его суммарные массогабаритные характеристики и энергопотребление, ухудшать временные характеристики работы контуров и сдерживать рост эффективности использования стрельбовых систем. Процесс интеграции БИУС с другими системами и комплексами корабля будет идти крайне медленно.

При изменении подхода к организации разработки и построению систем вооружения корабля функции БИУС могут существенно измениться. В настоящее время можно рассматривать два возможных направления таких изменений.

Первое заключается в переходе к созданию контуров, решающих отдельные задачи (контур освещения воздушной, надводной и подводной обстановки, контуры ПВО, ПЛО, борьбы с надводными кораблями, управления вертолетом). При таком подходе функции БИУС будут существенно изменяться и сводиться в основном к обеспечению командира корабля и других должностных лиц информацией о тактической обстановке, действиях соответствующих функциональных контуров по решению боевых задач, решению задач информационной поддержки принятия решений по боевому использованию оружия и маневрированию корабля, планированию боевых действий, передаче команд и решений командира в соответствующие контуры, обеспечению межконтурного обмена информацией и взаимодействия контуров. Объем задач непосредственного управления системами вооружения корабля будет, по-видимому, существенно сокращен.

Второе направление заключается в переходе к созданию единой интегрированной системы вооружения корабля, оптимизированной для решения определенного круга боевых задач и предполагающей полную интеграцию всех информационных средств и систем оружия. При выборе данного направления развития корабельных систем вооружения должна будет произойти интеграция БИУС и систем управления комплексов оружия корабля в единую систему. Это может обеспечить значительное улучшение технических характеристик всей системы вооружения корабля и снизить стоимость производства, но усложнит разработку. Кроме того, потребуется существенное изменение всей организации разработки систем корабельного оружия.

Однако складывающаяся в настоящее время экономическая ситуация, состояние организаций-разработчиков и производителей систем корабельного оружия, а также изменения, происходящие в структуре МО, не позволяют прогнозировать каких-либо существенных изменений в организации и подходах к созданию систем корабельного оружия.

Заключение

В настоящее время наиболее целесообразным является дальнейшее развитие БИУС с целью реализации на их основе централизованного режима управления существующими и создаваемыми системами вооружения НК как основного режима боевого применения средств корабля. Одновременно, в качестве резервного режима управления целесообразно сохранять автономные режимы работы комплексов оружия НК.

Справедливость данного заключения иллюстрируется успешными испытаниями головного корабля пр.11356, на котором установлена БИУС "Требование-М", которая реализует вышеуказанный алгоритм управления средствами НК, формируя из систем и комплексов корабля контуры освещения обстановки, ПВО, ПЛО, борьбы с надводными целями и управления вертолетом, осуществляя централизованное управление всеми системами вооружения корабля и их оптимальное использование при решении боевых задач.

Система "Требование-М" обладает высоким быстродействием и обеспечивает управление корабельным оружием в реальном времени, что исключает снижение эффективности отдельных систем вооружения и существенно повышает эффективность использования всего оружия корабля за счет оптимального управления отдельными средствами. Анализ ее технических характеристик, а также возможностей модернизации показывает, что БИУС "Требование-М" в состоянии удовлетворять всем требованиям как отечественных, так и зарубежных заказчиков в обозримой перспективе. Кроме того, созданный при ее проектировании научно-технический задел позволяет существенно уменьшить стоимость БИУС для вооружения любых кораблей среднего и малого водоизмещения, что в нынешних экономических условиях является крайне важным.

Литература

1. Копанев А.А. "Требование-М" - новое поколение автоматизированных систем управления // Военный парад. - 2000. - №5(41). - С. 54.

2. Баранов М.Н., Корж И.Г. Морские радиоэлектронные системы наблюдения: с проблемами конца XX века в век XXI // Морская радиоэлектроника. - 2002. - №1. - С. 24.

3. Никольцев В. Перспективы совершенствования радиоэлектронного оборудования кораблей и их вооружения // Военный парад. - 2000. - №5(41). - С.48.

4. Баранов М.Н. Электроника для корабля или корабль для электроники: с сегодняшними проблемами в XXI век // Петербургский журнал электроники. - 1996. - №1. - С 38.

5. Лабутин А.И., Федоров П.Г., Комаров С.Р. Интегрированные мостиковые системы // Морская радиоэлектроника. - 2002. - №1. - С. 16.


  
BackTop