26.6 C
Athens
Πέμπτη, 30 Μαΐου, 2024
ΑρχικήΕΞΟΠΛΙΣΜΟΙΝΑΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ: Μέρος 4, Τακτικά Συστήματα

ΝΑΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ: Μέρος 4, Τακτικά Συστήματα

Του Αρχιπλοιάρχου ε.α. Ευσταθίου Νικολάου Π.Ν., Αεροναυπηγού-Ηλεκτρολόγου Μηχανικού

 Στον σύγχρονο αεροναυτικό πόλεμο οι πολλαπλές ταυτόχρονες απειλές για ένα πολεμικό πλοίο αλλά και τα πολλά διαφορετικά διαθέσιμα όπλα αντιμετώπισής των δημιουργούν ένα τεράστιο όγκο δεδομένων τα οποία πρέπει να συλλεχθούν, να επεξεργασθούν, να δημιουργηθεί μια εκτίμηση της τακτικής καταστάσεως ούτως ώστε να δρομολογηθούν οι κατάλληλες αντιδράσεις σε πραγματικό χρόνο (real time).

Η έκφραση «σε πραγματικό χρόνο» αλλά και ο όγκος των δεδομένων υποδεικνύουν ότι οι παραπάνω λειτουργίες δεν είναι δυνατόν να επιτευχθούν από μία ομάδα ατόμων όσο καλά εκπαιδευμένη και να είναι. Επιτυγχάνονται μόνο από αυτόματα συστήματα. Όμως όσο καλό και γρήγορο και να είναι το αυτόματο σύστημα δεν είναι δυνατόν να αντιδράσει σε πραγματικό χρόνο αλλά σε εγγύς πραγματικό χρόνο (near real time). Το πρόβλημα εστιάζεται στο πόσο κοντά στον πραγματικό χρόνο είναι ο εγγύς πραγματικός χρόνος που επιτυγχάνει ένα συγκεκριμένο αυτόματο σύστημα. Η παράμετρος αυτή καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την επιβίωση ενός πλοίου.

Τα Τακτικά Συστήματα συγκεντρώνουν όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες, τις επεξεργάζονται, τις τακτοποιούν κατά αντικείμενο, εκτιμούν την τακτική κατάσταση, τις διανέμουν σε ένα δίκτυο υπολογιστών και χειριστών και ενεργοποιούν τα διαθέσιμα όπλα, πάντα υπό τον γενικό έλεγχο και με την δυνατότητα επεμβάσεως του χειριστή μέχρι την τελευταία στιγμή. Τα επεξεργασμένα στοιχεία δυνατόν να διαβιβάζονται, μέσω δικτύων δεδομένων (Data Links 11, 16, 22) σε άλλα φίλια πλοία, παρατηρητήρια, δυνάμεις ξηράς, στρατηγεία και αντιστρόφως.

ΝΑΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ: Μέρος 1, Ραντάρ ηλεκτρονικής σάρωσης

Η αυτοματοποίηση των διεργασιών και αντιδράσεων ουσιαστικά υπερβαίνει τις φυσικές δυνατότητες του ανθρώπινου δυναμικού ενός πλοίου, διαχειρίζεται πολλές περίπλοκες και επικίνδυνες καταστάσεις σε εγγύς πραγματικό χρόνο, επιταχύνει την δημιουργία της τακτικής καταστάσεως άρα και την λήψη των αποφάσεων και φυσικά μειώνει τα ανθρώπινα λάθη. Προς το παρόν τα αυτόματα Τακτικά Συστήματα δεν έχουν αισθήματα, ένστικτο και συσσωρευμένη εμπειρία. Για τον λόγο αυτό «λειτουργούν υπό το άγρυπνο βλέμμα του χειριστή». Στο άμεσο μέλλον η τεχνητή νοημοσύνη κατά πάσα πιθανότητα θα εισάγει αισθήματα, ένστικτο και συσσωρευμένη εμπειρία. Τα κβαντικά δίκτυα θα κάνουν τα Τακτικά Συστήματα πολύ ταχύτερα και πολύ κοντά στον πραγματικό χρόνο. Αυτά θα απογειώσουν τους χρόνους αντιδράσεως.

Στην δεκαετία 1950 – 1960 εισήχθη η έννοια των αυτόματων συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων όπως το Action Data AutomationADA του Royal Navy (RN) και το Naval Tactical Data SystemNTDS του United States Navy (USN). Στην επόμενη δεκαετία ακολούθησαν το French Navy με την σειρά SENIT, το Royal Dutch Navy με την σειρά DAISY και το Italian Navy με το SADOC. Η περαιτέρω εξέλιξη όλων των παραπάνω συστημάτων αλλά και νεώτερων συστημάτων άλλων Ναυτικών, βασίσθηκε κυρίως στις τυποποιημένες εκδόσεις και πρότυπα του USN. Όμως λόγω του μεγέθους αλλά και των αποστολών του USN, τα άλλα ναυτικά του Κόσμου χρησιμοποίησαν και χρησιμοποιούν μόνο ένα υποσύνολο αυτών των εκδόσεων τροποποιημένων για τις δικές τους ανάγκες.

Στην δεκαετία 1970 – 1980, με την εμφάνιση των ραντάρ ηλεκτρονικής σάρωσης (ESA), εισήχθη και η έννοια της ταυτόχρονης παρακολούθησης πολλαπλών Στόχων (MTT) τόσο για σκοπούς διευθύνσεως βολής όπου απαιτείται υψηλή ακρίβεια παρακολούθησης (track quality 1, 2) όσο και απλής παρακολούθησης με χαμηλότερη ακρίβεια για σκοπούς τακτικού συστήματος.

Σήμερα υπό τον γενικό όρο «Τακτικά Συστήματα Διοικήσεως και Ελέγχου» περιλαμβάνονται τα:

  • «Command Control Systems – C2» ή
  • «Command Control Communication Systems – C3» αν ολοκληρώνουν και τις επικοινωνίες ή
  • «Command Control Communication Intelligence Systems ή C3I». αν ολοκληρώνουν και την συλλογή πληροφοριών.

Γενική Περιγραφή

Κατ’ αρχάς παρατίθεται μια συνοπτική εικόνα των βασικών τεχνικών όρων που πρέπει να έχει υπόψη του ο αναγνώστης προκειμένου να εισχωρήσει στο θέμα των Τακτικών Συστημάτων. Ο κορμός (backbone) ενός Τακτικού Συστήματος είναι ένα Τοπικό Δίκτυο – Local Area Network (LAN) το οποίο διασυνδέει ένα αριθμό υπολογιστών σε ένα περιορισμένο χώρο όπως π.χ. είναι ένα πολεμικό πλοίο ή ένα αεροσκάφος ή ένα γραφείο. Το δίκτυο υπολογιστών κάνει κοινή χρήση των υπολογιστικών πόρων (centralized or distributed processing) που υπάρχουν και διατίθενται από τους δικτυακούς κόμβους του (network nodes) ή/και από κάποιον κεντρικό υπολογιστή. Δικτυακός κόμβος είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα συνδεδεμένο στο δίκτυο και έχει την δυνατότητα δημιουργίας, εκπομπής και λήψεως πληροφοριών μέσω ενός επικοινωνιακού καναλιού όπως είναι τα καλώδια ή οπτικές ίνες ή ραδιοσυχνότητα.

Κόμβοι του δικτύου μπορεί να είναι υπολογιστές όπως personal computers, servers, workstations, networking hardware (εξαρτήματα που μεσολαβούν για την ανταλλαγή πληροφοριών μέσα στο δίκτυο) ή άλλα ειδικά ή γενικής χρήσεως εξαρτήματα τα οποία ονομάζονται συνολικά hosts.

Για να επικοινωνούν οι υπολογιστές μεταξύ τους χρησιμοποιούν μια κοινή γλώσσα, δηλαδή επικοινωνιακά πρωτόκολλα. Όλοι οι κόμβοι αναγνωρίζονται με μια μοναδική διεύθυνση δικτύου (network address) η οποία χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό και αναγνώριση τους από το επικοινωνιακό πρωτόκολλο.

Σημαντικά στοιχεία της αξίας ενός τοπικού δικτύου τα οποία ουσιαστικά καθορίζουν την ταχύτητα μεταδόσεως των πληροφοριών μεταξύ των κόμβων είναι:

  • Το μέσο μεταδόσεως πληροφοριών μεταξύ των κόμβων το οποίο μπορεί να είναι καλώδιο χαλκού, οπτική ίνα ή ραδιοσυχνότητα
  • Το εύρος (bandwidth) των πληροφοριών που περνάει από το μέσο μεταδόσεως πληροφοριών το οποίο μετράται σε Μbps ή σε Gbps για δίκτυα καλωδίων χαλκού και οπτικής ίνας.
  • Τα επικοινωνιακά πρωτόκολλα που χρησιμοποιεί για την οργάνωση και τον έλεγχο της κυκλοφορίας πληροφοριών καθώς και οι μηχανισμοί ελέγχου της κυκλοφορίας των πληροφοριών.
  • Tο μέγεθός του σε αριθμό κόμβων και hosts και η φυσική τοπολογία τους καθώς και
  • Η λογική τοπολογία, δηλαδή η κυκλοφορία του λογισμικού (software).

Οι λογικές τοπολογίες που χρησιμοποιούνται σε ένα τοπικό δίκτυο απεικονίζονται στο παρακάτω σχήμα αλλά η πλέον συνήθης εφαρμογή είναι αυτή του διαύλου (bus). Συνήθως στο τοπικό δίκτυο υπάρχει ένας δίαυλος για την διακίνηση των δεδομένων (data bus) και ένας δεύτερος για την εικόνα (image and video bus) ο οποίος είναι συνήθως ένα σύστημα Community Antenna TV (CATV) το οποίο συλλέγει το διαμορφωμένο radar video και TV video και το διανέµει στις πολυλειτουργικές κονσόλες (multifunction consoles) των υπολογιστών. Εάν το δίκτυο είναι με οπτική ίνα (fiber optic) τότε, λόγω του διατιθέμενου εύρους ζώνης (bandwidth), από την ίδια bus δυνατόν να περνούν φωνή (voice), δεδομένα (data) και εικόνα (image) σε εγγύς πραγματικό χρόνο.

Στην απλή data bus όλοι οι υπολογιστές (nodes) προσπαθούν να επικοινωνήσουν μέσα από το ίδιο καλώδιο, ανταγωνίζονται ο ένας τον άλλον με αποτέλεσμα να δημιουργείται «κυκλοφοριακή συμφόρηση- traffic jams» και «συγκρούσεις δεδομένων – data collisions». Για αντιμετώπιση αυτού του φαινομένου δημιουργήθηκαν σύγχρονες εφαρμογές βασισμένες σε καλωδίωση Ethernet με διακοπτόμενες συνδέσεις (switched connections) και χωρίς συγκρούσεις (collision-free). Ο κάθε υπολογιστής επικοινωνεί μόνο μέσω του αντίστοιχου διακόπτη χωρίς ανταγωνισμούς με τους άλλους υπολογιστές. Το Ethernet είναι μια δημοφιλής μορφή καλωδίου δικτύου το οποίο παρέχει μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας. Είναι συμβατό με ένα ευρύ φάσμα προτύπων, συμπεριλαμβανομένου του προτύπου IEEE 802.3 για μετάδοση μέσω καλωδίων χαλκού και του προτύπου IEEE 802.1Q για μετάδοση μέσω καλωδίων οπτικών ινών.

Παρατίθεται ένα πραγματικό τοπικό δίκτυο LAN το οποίο χρησιμοποιείται σε ένα Τακτικό Σύστημα με εύρος ζώνης (bandwidth) 100 Μbps βασισμένο σε διακόπτες Gigabit Ethernet. Όλοι οι διακόπτες επικοινωνούν μεταξύ τους στο 1 Gbps και όλες οι θέσεις εργασίας (workstations Α, Β, C …, F) επικοινωνούν με τους διακόπτες στα 100 Mbps.

ΝΑΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ: Μέρος 2, Διαδικασίες Παρακολούθησης Πολλαπλών Στόχων

Η Ανοικτή Αρχιτεκτονική

Η δομή του hardware/software των Ναυτικών Τακτικών Συστημάτων ακολουθεί τις δομές της Ανοικτής Αρχιτεκτονικής (Open Architecture) η οποία ορίζεται ως «η συμβολή επιχειρησιακών και τεχνικών πρακτικών για την παραγωγή αρθρωτών (modular), διαλειτουργικών συστημάτων τα οποία συμμορφώνονται με ελεύθερα και ανοικτά πρότυπα (Open Source) ως και με δημοσιευμένες διεπαφές (published interfaces)». Στην πράξη τα Ναυτικά Τακτικά Συστήματα ανοικτής αρχιτεκτονικής χτίζονται πάνω σε δύο πυλώνες:

Τον πυλώνα 1 ο οποίος παρέχεται από την Εμπορική Βιομηχανία Υπολογιστών {Commercial Computing Industry}, ακολουθεί τις προδιαγραφές της IEEE και είναι στην ουσία αυτός που εφαρμόζεται η λογική της ανοικτής αρχιτεκτονικής. Ο εν λόγω πυλώνας περιλαμβάνει:

  • Τις υπολογιστικές μηχανές (processors, network, cabling, drivers, cabinets, switches)
  • Το Λειτουργικό Σύστημα Πραγματικού Χρόνου (Real Time Operating System), ήπιων ή σκληρών απαιτήσεων (soft & hard real time), το οποίο ενδεικτικά αναφέρεται ότι ακολουθεί το πρότυπο POSIX που επιτρέπει την δημιουργία μιας εφαρμογής η οποία όμως θα πρέπει να δουλεύει σε οποιοδήποτε άλλο σύστημα που συνάδει με το πρότυπο. Επιπλέον το πρότυπο POSIX διευκολύνει την μετάβαση σε διαφορετικά λειτουργικά συστήματα.
  • Το Ενδιάμεσο Λογισμικό Διανομής και Προσαρμογής (Distribution and Adaptation Middleware) το οποίο ενδεικτικά αναφέρεται ότι ακολουθεί το πρότυπο CORBA το οποίο καθορίζει και ρυθμίζει την προτεραιότητα των υπολογιστικών διεργασιών μέσα στο σύστημα. Η προτεραιότητα αυτή είναι ο κύριος παράγοντας από τους πολλούς άλλους που προσδιορίζουν της συμπεριφορά του συστήματος σε πραγματικό χρόνο.

Όλα τα παραπάνω θεωρούνται ως Commercial of the shelf (COTS) προϊόντα και διατίθενται ευρέως στο εμπόριο. Ο έλεγχος και ο περιορισμός του συνεχώς αυξανόμενου κόστους των Τακτικών Συστημάτων είναι ο βασικός παράγοντας καθιέρωσης της ανοικτής αρχιτεκτονικής. Πέραν αυτού όμως η ανοικτή αρχιτεκτονική αυξάνει τις ευκαιρίες για καινοτομία και ανταγωνισμό, επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση εξαρτημάτων, διευκολύνει την ταχεία εισαγωγή τεχνολογίας, μειώνει τους περιορισμούς συντήρησης και προσφέρει αυξημένες πολεμικές ικανότητες σε συντομότερο χρόνο.

Μελέτες έχουν δείξει ότι ~ 50% των προβλημάτων ενός δικτύου σχετίζονται με την αρχιτεκτονική δομή του η οποία επηρεάζει σημαντικά την απόδοσή του (performance). Στην ανοικτή αρχιτεκτονική το πλέον ακριβό εξάρτημα και το πλέον δύσκολο να αφαιρεθεί ή να αντικατασταθεί είναι η καλωδίωση που η οποία είναι όμως ο παράγων – κλειδί για την απόδοση ενός δικτύου και για τον λόγο αυτόν πρέπει πάντα να χρησιμοποιείται πιστοποιημένη καλωδίωση.

Τον πυλώνα 2 ο οποίος παρέχεται από το ενδιαφερόμενο Ναυτικό και περιλαμβάνει το διαβαθμισμένο Λογισμικό Εφαρμογής (Application Software) καθώς και τις κοινές διεργασίες (timing, synchronization, data log, input/output control, power management) που αφορούν τα παρακάτω επιμέρους τμήματα (modules)

  • Αισθητήρες και Έλεγχος αυτών (Sensors and Sensors Control)
  • Παρακολούθηση και Σύντηξη Ιχνών (Tracking)
  • Έλεγχος και Διοίκηση (Command and Control)
  • Έλεγχος Όπλων (Weapons Control)
  • Έλεγχος Επικοινωνιών (Communication Control)
  • Επιχειρησιακή Ετοιμότητα, Εκπαίδευση (Readiness, Training)

και σε μερικές εφαρμογές δυνατόν να περιλαμβάνει και τους τομείς που αφορούν το σκάφος, δηλαδή

  • Ισχύος και Ελέγχου Προώσεως (Power and Propulsion Control)
  • Ελέγχου Βλαβών (Damage Control).

Το Λογισμικό Εφαρμογής Application Software σχεδιάζεται σε Java, C++, Net, PHP, Linux. Εννοείται ότι το ενδιαφερόμενο Ναυτικό πρέπει να αποκτά τα δικαιώματα της σχεδίασης, ανάπτυξης και υποστήριξης του παραδιδόμενου συστήματος (hardware/software) του οποίου η χρήση, οι δυνατότητες και η λειτουργία περιλαμβάνει (1) δραστηριότητες intelligence, (2) δραστηριότητες κρύπτο, (3) διοίκηση και έλεγχο στρατιωτικών δυνάμεων, (4) συσκευές ολοκληρωμένες σε οπλικά συστήματα και (5) συσκευές κρίσιμες για την εκτέλεση στρατιωτικών αποστολών.

 Λειτουργίες Τακτικού Συστήματος (Διεργασίες εντός του Πυλώνα 2)

Τα τμήματα (modules) λειτουργίας ενός Ναυτικού Τακτικού Συστήματος είναι:

  • Αισθητήρες και Έλεγχος αυτών (Sensors and Sensors Control)
  • Παρακολούθηση και Σύντηξη των Ιχνών (Tracking).

Το θέμα αυτό παρουσιάστηκε για αυτά τα τμήματα (modules) στα προηγούμενα άρθρα 1,2,3.

Η διαδικασία Παρακολούθησης Πολλαπλών Στόχων – ΜΤΤ προσφέρει σε ένα Τακτικό Σύστημα έτοιμα, αναγνωρισμένα και χαρακτηρισμένα ίχνη και στόχους. Η παρακάτω δομή, ως Σχήμα 1, παρεμβάλλεται μόνο εάν το πλοίο συμμετέχει και σε ένα Τακτικό Δίκτυο Δεδομένων – Tactical Data Link Network.

ΝΑΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ: Μέρος 3, Σύντηξη Ιχνών Στόχων – Fusion

 

Έλεγχος, Διοίκηση και Αποφάσεις (Command, Control and Decision System),  Έλεγχος Όπλων (Weapons Control)

Το θέμα αυτό παρουσιάζεται για αμφότερα τα τμήματα (modules) στις επόμενες παραγράφους, καθόσον πλέον στα σύγχρονα συστήματα είναι δυσδιάκριτα τα όρια τους και έχουν πολλές αλληλεπικαλυπτόμενες λειτουργίες. Σε γενικές γραμμές από αυτά τα τμήματα (modules) ελέγχονται και ολοκληρώνονται όλες τις λειτουργίες του Συστήματος Μάχης.

Συνήθως ένα σύγχρονο σύστημα έχει την δυνατότητα να παρακολουθεί και να διαχειρίζεται περίπου 1000 πραγματικά ίχνη στόχων με ακρίβεια τακτικού συστήματος (Track Quality ≥4) και τουλάχιστον 100 στόχους με ακρίβεια διευθύνσεως βολής (Track Quality 1, 2). Τα σύγχρονα πολεμικά πλοία έχουν την δυνατότητα ταυτόχρονης εμπλοκής έως 20 στόχους αέρος, τουλάχιστον 10 στόχους επιφανείας και τουλάχιστον 4 έως 6 υποβρύχιους στόχους.

Το τμήμα του Ελέγχου, Διοίκησης και Αποφάσεων είναι το σημείο συλλογής, συσχέτισης και ανάλυσης των τακτικών πληροφοριών. Ολοκληρώνει τα στοιχεία των αισθητήρων, τις πληροφορίες από συνεργαζόμενα εναέρια μέσα (αεροσκάφη, ελικόπτερα, δορυφόρους), τις πληροφορίες Data Link, τα στοιχεία των απειλών του πλοίου ή άλλων High Value Units, τις επεμβάσεις των χειριστών και την κατάσταση των Όπλων προκειμένου να προετοιμάσει τις αντιδράσεις. Τα ολοκληρωμένα τακτικά στοιχεία διανέμονται στα κατάλληλα συστήματα του πλοίου μαζί με διαταγές ενεργειών και συναγερμούς.

Το τμήμα του Ελέγχου, Διοίκησης και Αποφάσεων διαθέτει:

  • αλγορίθμους (smart agents) υποβοήθησης λήψεως αποφάσεων από τους Κυβερνήτες προκειμένου να συντονίσουν την χρήση των αισθητήρων και των όπλων στα πλαίσια της υποβοήθησης και συντονισμού μιας ναυτικής δύναμης
  • δόγματα (doctrines), δηλαδή έξυπνους αλγορίθμους αυτοματοποίησης κοινής φύσεως αποστολών ανάλογα με την εκάστοτε τακτική κατάσταση όπως π.χ. παρακολούθηση και έλεγχο ιχνών, αυτόματη αναγνώριση, αυτόματες προκλήσεις IFF, σύσταση ή και εμπλοκή όπλου υπό τον έλεγχο μιας πολιτικής εμπλοκών (κανόνες εμπλοκής)
  • αλγόριθμο Εκτίμησης Στόχου και Ανάθεσης Όπλου (Threat Evaluation and Weapon Assignment – TEWA) ο οποίος διασφαλίζει το ότι «οι πλέον απειλητικοί στόχοι αντιμετωπίζονται πρώτοι και με το πλέον κατάλληλο όπλο» για την προστασία του πλοίου ή άλλων High Value Units. Έχει τρεις τρόπους λειτουργίας, πλήρως χειροκίνητο, ημι-αυτόματο με παρέμβαση χειριστού πριν την εμπλοκή και πλήρως αυτόματο χωρίς την συμμετοχή του χειριστού πλην της πλήρους ακύρωσης των ενεργειών. Οι παράμετροι του TEWA αλλά και της ιεραρχίας των αποστολών προγραμματίζονται από τον χειριστή και κάθε αποστολή (task) εκτελείται ανεξάρτητα. Είναι φανερό ότι οι τρεις τρόποι λειτουργίας του TEWA έχουν διαφορετικό χρόνο αντίδρασης (reaction time) με τον αυτόματο να υπερέχει σημαντικά. Ως χρόνος αντίδρασης θεωρείται «ο χρόνος από τον εντοπισμό μιας απειλής μέχρι την εκτόξευση του πρώτου Κ/Β».
  • δυνατότητα εισαγωγής στοιχείων και φωνητικών εντολών από τον χειριστή
  • αλγόριθμο κατανομής των αποστολών στους χειριστές για αποφυγή υπερφόρτωσης.

Ειδικότερα οι διαδικασίες των δύο τμημάτων περιγράφονται με την βοήθεια του Σχήματος 2.

Το σύστημα θα χρησιμοποιήσει το αρχείο ιχνών σαν βάση – (όπου εκτός του κυρίου ραντάρ περιλαμβάνονται και στοιχεία από άλλους αισθητήρες όπως π.χ. ESM, IRST, IFF καθώς και τακτικών πληροφοριών πραγματικού και μη πραγματικού χρόνου) – προκειμένου να κάνει τον Διαχωρισμό (#1) των στόχων (π.χ. φίλιος, εχθρικός, ουδέτερος, αέρος, επιφανείας, υποβρύχιος κλπ). Η παρουσία διαφόρων στόχων, ο διαχωρισμός τους σε κατηγορίες καθώς και ο χαρακτηρισμός τους είναι μία συνεχώς ανανεούμενη διαδικασία.

Σε γενικές γραμμές οι στόχοι ενός Τακτικού Συστήματος διακρίνονται σε Αέρος/Air, Επιφανείας/Surface, Υποβρυχίους/Subsurface και Ξηράς/Land. Ο συμβολισμός τους ακολουθεί μία ορθολογική προσέγγιση με την οποία οι φίλιοι στόχοι έχουν κυκλικές, ⃝οι εχθρικοί ρομβοειδείς και οι άγνωστοι τετράγωνες μορφές. Οι στόχοι επιφανείας είναι πλήρη τετράγωνα, ρόμβοι και κύκλοι, ενώ οι στόχοι αέρος και οι υποβρύχιοι διατηρούν το ήμισυ πάνω ή κάτω αντίστοιχα των τετραγώνων, ρόμβων και κύκλων.

Από πλευράς Ταυτότητας – Identity οι στόχοι διακρίνονται σε Pending – Αδιευκρίνιστος, Unknown – Άγνωστος Assumed Friend – Θεωρούμενος φίλιος, Friend – Φίλιος, Neutral – Ουδέτερος, Suspect – Ύποπτος, Hostile – Εχθρικός, Joker– Μη αναγνωρίσιμος (Εχθρικός), Faker– Παραπλανητικός (Εχθρικός), UAV – Μη επανδρωμένο ιπτάμενο όχημα.

Υπάρχουν αρκετοί άλλοι συμβολισμοί από διάφορους κατασκευαστές. Σε γενικές γραμμές τα κράτη μέλη του ΝΑΤΟ χρησιμοποιούν συμβολισμούς που προβλέπονται σε standardization agreements (STANAGS).

Η αναγνώριση και ο εν συνεχεία διαχωρισμός των στόχων βασίζεται σε στοιχεία από ηλεκτρομαγνητικές, οπτικές, ακουστικές και ηλεκτροπτικές υπογραφές οι οποίες συλλέγονται με διάφορους αισθητήρες και ιστορικά και τελικά επεξεργάζονται από τις διαδικασίες ΜΤΤ. Τα κινηματικά στοιχεία των στόχων (π.χ. πορεία, ταχύτητα, επιτάχυνση, ύψος) παίζουν πρωταρχικό ρόλο στην αναγνώριση και την διατήρηση της ταυτότητας. Βεβαίως σε πυκνό περιβάλλον στόχων, για τις παραπάνω λειτουργίες, επεμβαίνει η τεχνολογία ΜΤΤ με τις μεθόδους της Σύνδεσης και της Σύντηξης.

Τα κριτήρια μεταπτώσεως των χαρακτηρισμών αναγνωρίσεως και του διαχωρισμού των στόχων (π.χ. από άγνωστο σε φίλιο ή από ύποπτο σε εχθρικό) ποικίλουν. Υπάρχουν συντηρητικοί αλγόριθμοι οι οποίοι για ένα πρωτοεμφανιζόμενο στόχο αρχίζουν με τον χαρακτηρισμό «άγνωστος», σταδιακά μεταπίπτουν σε «αδιευκρίνιστο» ή «ύποπτο» πριν χαρακτηρίσουν θετικά ένα στόχο ως «εχθρικό» ή «φίλιο». Σε αντιδιαστολή υπάρχουν πιο επιθετικοί αλγόριθμοι οι οποίοι κάθε νέο στόχο τον χαρακτηρίζουν αρχικά σαν «Εχθρικό – Hostile» και στην συνέχεια υποβαθμίζουν σταδιακά τον χαρακτηρισμό. Σε εξελιγμένα Τακτικά Συστήματα οι αλγόριθμοι αυτοί είναι προσαρμοζόμενοι (adaptive) ανάλογα με το ισχύον Δόγμα Επιχειρήσεων (Doctrine). Δηλαδή οι χειριστές του συστήματος, πριν την Αποστολή, εισάγουν τις αντίστοιχες τιμές παραμετροποίησης προκειμένου να ενεργοποιήσουν ένα συντηρητικό ή ένα επιθετικό αλγόριθμο.

 Στην συνέχεια με βάση κάποια κριτήρια το σύστημα θα δημιουργήσει ένα Κατάλογο Επικινδυνότητας των εχθρικών στόχων (#2) – (List of Threat Ranking). Τα κριτήρια αυτά είναι για παράδειγμα «ο χρόνος που χρειάζεται ο στόχος να φθάσει πάνω από το πλοίο μας», «ο χρόνος που χρειάζεται το όπλο που φέρει ο εχθρικός φορέας να φθάσει πάνω από το πλοίο μας ή κάποιο άλλο προστατευόμενο πλοίο (HVU)».

Όλοι οι στόχοι της τακτικής εικόνας ενός συστήματος δεν είναι στον ίδιο βαθμό επικίνδυνοι. Επίσης στην υπόθεση «Αξιολόγησης της επικινδυνότητας» πρέπει να διευκρινισθεί και να αναφερθεί «για ποιόν είναι επικίνδυνος ο συγκεκριμένος στόχος Α;». Για κάθε φίλια κινητή πλατφόρμα (π.χ. πλοίο, αεροσκάφος, άρμα μάχης κλπ) καθώς και για κάθε φίλια σταθερή εγκατάσταση (π.χ. πλατφόρμες άντλησης πετρελαίου, οχυρά, παρατηρητήρια ξηράς κλπ) υπάρχουν:

  • Στόχοι προσεγγίζοντες με μηδενικό Closest Point of Approach (CPA) και σε χρόνο t (time on top). Ανάλογα με τον χρόνο t αξιολογείται ο βαθμός επικινδυνότητας.
  • Στόχοι απομακρυνόμενοι ή προσεγγίζοντες με σταθερό ή μεταβαλλόμενο CPA. Προφανώς οι προσεγγίζοντες στόχοι έχουν μεγαλύτερο βαθμό επικινδυνότητας από τους απομακρυνόμενους. Με βάση το «CPA» τους βαθμονομείται η επικινδυνότητα.
  • Στόχοι εισερχόμενοι ή εξερχόμενοι σε/από απαγορευμένες ζώνες, στοιχεία που τροποποιούν τον βαθμό επικινδυνότητας των στόχων.
  • Στόχοι σε κοντινή απόσταση με μικρά περιθώρια εμπλοκής (π.χ. ταχέως κινούμενοι στόχοι σε μικρή απόσταση). Στην περίπτωση αυτή η απόσταση εμπλοκής εξαρτάται από τα διατιθέμενα όπλα και τους χρόνους αντιδράσεως των χειριστών ή/και των οπλικών συστημάτων.
  • Στόχοι με σαφή αναγνώριση ως «εχθρικοί».

Αυτά είναι κριτήρια πραγματικού χρόνου (real time) τα οποία συνεχώς υπολογίζονται και εκτιμώνται. Πέραν αυτών υπάρχουν και άλλα κριτήρια μη πραγματικού χρόνου τα οποία ενισχύουν ή αποδυναμώνουν τον βαθμό επικινδυνότητας όπως π.χ. πληροφορίες από μυστικές υπηρεσίες, ύποπτες κινήσεις του στόχου οι οποίες έχουν καταγραφεί από προηγούμενες καταστάσεις. Όπως θα παρουσιασθεί παρακάτω αυτά όλα λαμβάνονται υπόψη κατά την συνολική εκτίμηση καταστάσεως.

 Για όλους τους στόχους του καταλόγου επικινδυνότητας το σύστημα θα υπολογίσει τις Εμπλοκές (#3) με όλα τα διατιθέμενα όπλα από όλες τις συνεργαζόμενες στην περιοχή μονάδες. Ο υπολογισμός των εμπλοκών, δηλαδή η επίλυση του προβλήματος Διευθύνσεως Βολής, είναι καθαρά θέμα του Οπλικού Συστήματος. Η εμπλοκή υπολογίζεται για αριθμό στόχων με βαθμό επικινδυνότητας μεγαλύτερο από κάποιο κατώφλι χρησιμοποιώντας όλα τα διατιθέμενα όπλα από όλες τις συνεργαζόμενες μονάδες.

Τα στοιχεία αυτά είναι άμεσα διαθέσιμα στο σύστημα για την επόμενη φάση η οποία είναι η βελτιστοποίηση των εμπλοκών. Στα πλοία που διαθέτουν PAR η επίλυση του προβλήματος βολής γίνεται σ’ αυτά και τα Οπλικά Συστήματα τείνουν να καταργηθούν. Στο άμεσο μέλλον θα ολοκληρωθεί (αν και ήδη μάλλον έχει ολοκληρωθεί σε κάποια Τακτικά Συστήματα) και η δυνατότητα εμπλοκής με Laser Beams και EMP τα οποία είναι όπλα σκοπεύσεως και βολής (aim and shoot). Δηλαδή δεν απαιτείται η επίλυση του προβλήματος διευθύνσεως βολής.

Με βάση τις δυνατότητες και την διαθεσιμότητα των αισθητήρων αλλά και των όπλων το σύστημα θα βελτιστοποιήσει τον σχεδιασμό των εμπλοκών (#4). Οι εμπλοκές βελτιστοποιούνται ως προς τα σενάρια εμπλοκής ενός στόχου ή ως προς τα σενάρια εμπλοκής πολλών στόχων ταυτόχρονα. Η τελική απόφαση εμπλοκής ανήκει στην υπευθυνότητα του Σχεδιασμού Αντιδράσεων – Scheduling που αναλύεται παρακάτω.

 Παράδειγμα I: Εμπλοκή 1 στόχου

Έστω ότι από την προηγούμενη παράγραφο (Υπολογισμός των εμπλοκών) το σύστημα υπολόγισε τέσσερα (4) σενάρια εμπλοκής για ένα εναέριο στόχο που κινείται σε ευθεία οριζόντια τροχιά με ταχύτητα 0,9 Mach σε ύψος h μ από την επιφάνεια της θάλασσας ως (Σχήμα 3). Για την περίπτωση αυτή υπολογίζονται 4 λύσεις:

#1 Εμπλοκή στην μέγιστη δυνατή απόσταση με βολή Κ/Β επιφανείας – αέρος στο απώτερο άκρο του Φακέλου Εμπλοκής του Κ/Β. Η λύση αυτή εμπλέκει μεν τον στόχο στην μεγαλύτερη δυνατή απόσταση αλλά έχει το μειονέκτημα της χαμηλής δυνατότητας ελιγμών (maneuverability) του Κ/Β. Σε περίπτωση κατά την οποία ο στόχος λίγο πριν την εμπλοκή εκτελέσει ένα χειρισμό αποφυγής της τάξεως των 2g, είναι σχεδόν βέβαιο ότι το Κ/Β δεν θα μπορέσει να τον εμπλέξει λόγω χαμηλής ικανότητας χειρισμών. Από το Σχήμα 3 φαίνεται ότι στο απώτερο άκρο του φακέλου το Κ/Β έχει δυνατότητα χειρισμών 5g τα οποία σύμφωνα με τον άτυπο Νόμο του 3ν+1 δεν είναι αρκετά για να αντιμετωπίσουν τον χειρισμό του στόχου με 2g. Το Κ/Β πρέπει να έχει δυνατότητα ελιγμών τουλάχιστον 3ν+1=3Χ2+1= 7g για να αντιμετωπίσει ένα στόχο με δυνατότητα ελιγμών 2g.

#2 Εμπλοκή στην ελάχιστη έως μέση δυνατή απόσταση με βολή Κ/Β επιφανείας – αέρος στο εγγύτερο άκρο ή στο μέσον του Φακέλου Εμπλοκής του. Η λύση αυτή εμπλέκει τον στόχο στην μικρότερη δυνατή ή στην μέση απόσταση όπου το Κ/Β έχει δυνατότητα χειρισμών 45g έως 25g τα οποία είναι αρκετά για να εμπλακεί με ένα στόχο ο οποίος χειρίζει με ~15g και ~8g αντίστοιχα.

#3 Εμπλοκή σε μέση απόσταση με βολές πυροβόλου με ειδικά βλήματα Preformed Fragmentation (PPF) εναντίον seaskimming Κ/Β. Είναι μία λύση η οποία εκτιμάται ως αποτελεσματική για ένα εύρος απόστασης εμπλοκής της τάξεως του 30-60% του βεληνεκούς του πυροβόλου. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή για αποφυγή αμοιβαίων παρεμβολών και πιθανότητα καταστροφής του φίλιου Κ/Β.

#4 Εμπλοκή με Close In Weapon System στην απόσταση που υπολογίζει το ίδιο το CIWS.Είναι μία λύση η οποία εκτιμάται ως αποτελεσματική και θα εφαρμοσθεί ούτως ή άλλως εάν ο στόχος καταφέρει τελικά να εισέλθει στην ζώνη πυρός του CIWS, εκτός εάν δεν υπάρχει διαθέσιμο CIWS στην συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

Το σύστημα υπολογίζει τις πιθανότητες επιτυχίας μιας εκάστης των παραπάνω εμπλοκών και καθορίζει την προτεραιότητα εφαρμογής των. Στην προκειμένη περίπτωση του παραπάνω παραδείγματος μία τυπική προτεραιότητα εφαρμογής θα ήταν : #2, #3. Η εμπλοκή #4 θα εφαρμοσθεί ούτως ή άλλως και η εμπλοκή #1 επιλέγεται μόνον με παρέμβαση του χειριστή (λόγω χαμηλής πιθανότητας επιτυχίας).

Τέλος σημειώνεται ότι η βελτιστοποίηση εμπλοκής «υπολογίζεται συνεχώς και διεξάγεται σε πραγματικό χρόνο». Για παράδειγμα αναφέρεται ότι υπάρχουν οπλικά συστήματα τα οποία εκτοξεύουν ένα αριθμό κατευθυνόμενων βλημάτων (π.χ. 6 Κ/Β), τα καθοδηγούν (up/down midcourse guidance link) προς ένα συγκεκριμένο εναέριο χώρο (terminal basket) και όταν οι στόχοι προσεγγίσουν τον εν λόγω χώρο, κάνουν την τελική ανάθεση των βλημάτων στους προσεγγίζοντες στόχους.

 Παράδειγμα IΙ: Εμπλοκή 6 στόχων

Ένα άλλο κλασσικό πρόβλημα της βελτιστοποίησης εμπλοκής είναι ο υπολογισμός της πιθανότητας εξολοθρεύσεως μίας επιδρομής ενός αριθμού εναερίων στόχων (probability of annihilation of n threats).

Για κάθε πρόβλημα απαιτείται ιδιαίτερη ανάλυση, τόσο των χαρακτηριστικών των επιτιθεμένων στόχων όσο και των δυνατοτήτων εμπλοκής των συστημάτων διευθύνσεως βολής και των επιδόσεων των διατιθέμενων όπλων. Κατ’ αρχάς σημειώνεται ότι σε ένα Τακτικό Σύστημα μεγάλης σημασίας είναι η παράμετρος «Χρόνος Αντιδράσεως – Reaction Time» ο οποίος, ως Σχήμα 4 συνοπτικά περιλαμβάνει τους χρόνους για:

 Έστω ότι 6 εχθρικοί στόχοι επιτίθενται με ταχύτητα 2,6M (Supersonic missiles) σε ένα πλοίο το οποίο διαθέτει ένα AAW Phased Array Radar, με συνολικό χρόνο αντιδράσεως – reaction time 10 sec και στην συνέχεια διάλλειμα εκτοξεύσεως ( firing interval) 1,43 sec (για το 2ο, 3ο κλπ Κ/Β). Η εμπλοκή των επερχομένων 6 Supersonic missiles θα γίνει με salvo 2 Κ/Β ανά στόχο, ήτοι σύνολο 12 Κ/Β. Το πρόβλημα αυτό τίθεται με τρεις διαφορετικές διατυπώσεις:

#1 Ποια είναι η ελάχιστη απόσταση αρχικού εντοπισμού των στόχων η οποία εξασφαλίζει με πιθανότητα π.χ. 95% την εξολόθρευση των 6 στόχων;

Απάντηση: Από την παρακάτω γραφική παράσταση παρατηρείται ότι για μία πιθανότητα εξολοθρεύσεως των 6 στόχων P>95%, η ελάχιστη απόσταση εντοπισμού του επικεφαλής στόχου είναι >29 Km.

 #2 Δοθείσης μίας αποστάσεως εντοπισμού των στόχων (π.χ. 23Km) ποια είναι η πιθανότητα εξολοθρεύσεως των 6 στόχων;

Απάντηση: Για απόσταση εντοπισμού 23 Km η πιθανότητα εξολοθρεύσεως μειώνεται στο 70%, ενώ για απόσταση εντοπισμού μικρότερη των 19Km η πιθανότητα εξολοθρεύσεως μηδενίζεται.

 #3 Δοθείσης μίας αποστάσεως εντοπισμού (π.χ. 25Km) για πόσους από τους 6 στόχους υπάρχει χρόνος να εμπλακούν με πιθανότητα εξολοθρεύσεως>90%. Αυτό απαιτεί εκ νέου υπολογισμό της γραφικής παραστάσεως από το Τακτικό Σύστημα για εμπλοκή 5, 4 ή 3 στόχων.

Η ανάλυση και η τελική επιλογή της λύσεως ή των λύσεων που θα εφαρμοσθούν επαφίεται στην επόμενη διαδικασία του Σχεδιασμού Αντιδράσεων – Scheduling.

Αφού λάβει υπόψη του τους εν ισχύει Κανόνες Εμπλοκής – Rules of Engagement, ήτοι την Πολιτική, το σύστημα θα κάνει ή θα βοηθήσει στην συνολική Εκτίμηση της καταστάσεως situation assessment (#5).

Στην ουσία ο όρος Εκτίμηση Καταστάσεως περιλαμβάνει δύο σχετικά διαφορετικές έννοιες:

  • Της θεώρησης της παρούσας καταστάσεως που προκύπτει από την εξέταση των ενεργειών, γεγονότων, χειρισμών, θέσεων και οργανώσεως των φίλιων μονάδων και διατιθεμένων μέσων και της εκείθεν εκτίμησης των μελλοντικών γεγονότων και ενεργειών.
  • Της Εκτίμησης του βαθμού επικινδυνότητας των εχθρικών στόχων (Treat Ranking) και των τρόπων αντιμετώπισής των.

Σε γενικές γραμμές η εν λόγω διαδικασία είναι μία πολύ δύσκολη αποστολή διότι (1) έχει ένα πολύ ευρύ πεδίο στοιχείων τα οποία πρέπει να συνδυασθούν για να βγει κάποιο αποτέλεσμα, (2) συνήθως έχει εξειδικευμένες εφαρμογές που απαιτούν διαφορετική κάθε φορά δομή και ιεράρχηση, (3) είναι κατά βάση υποκειμενική διότι είτε βασίζεται στην ανθρώπινη εκτίμηση ή σε αλγόριθμους που έχουν κατασκευασθεί από άνθρωπο και τέλος (4) έχει πολλές πιθανές χρήσεις και εφαρμογές.

Βεβαίως υπεράνω όλων των ανωτέρω είναι η πλήρης γνώση των τακτικών δυνατοτήτων των αισθητήρων, των οπλικών συστημάτων και των εχθρικών απειλών. Για παράδειγμα δεν νοείται εκτίμηση καταστάσεως προ της απειλής από sea-skimming κατευθυνόμενα βλήματα, εάν ο εκτιμητής δεν γνωρίζει τόσο τις δυνατότητες των Κ/Β όσο και τις αμυντικές δυνατότητες του πλοίου του. Ωσαύτως δεν νοείται εκτίμηση καταστάσεως προ της απειλής από «surface to air» ή «air to air» Κ/Β εάν ο πιλότος – εκτιμητής δεν έχει κάποια ιδέα για τις δυνατότητες των επερχομένων βλημάτων όσο και τις ελικτικές δυνατότητες του αεροσκάφους του.

Λόγω της ασάφειας και της γενικότητας που χαρακτηρίζει την εν λόγω διαδικασία έχουν γίνει κάποιες προσπάθειες δημιουργίας αλγόριθμων εκτιμήσεως καταστάσεως με βάση την θεωρία των «αιτιατών καταστάσεων – Reasoning Schemes» ή Fuzzy Logic.

Η εν λόγω θεωρία βασίζεται στην θεωρία των Συνόλων όπου με συνδυασμούς (τομές, ενώσεις) εκ των προτέρων γνωστών «αιτιατών καταστάσεων» συνάγεται μία εκτίμηση καταστάσεως.

Παράδειγμα Εκτίμησης Καταστάσεως – Fuzzy Logic

  • Αιτιατή κατάσταση Ι: Στόχος με συγκλίνουσα σταθερή διόπτευση έχει πορεία συγκρούσεως.
  • Αιτιατή κατάσταση ΙΙ: Στόχος σε απόσταση μικρότερη από κάποια προκαθορισμένη απόσταση είναι ύποπτος.
  • Αιτιατή κατάσταση ΙΙI: Στόχος χειρίζει με μεγάλες επιταχύνσεις είναι ύποπτος
  • Αιτιατή κατάσταση ΙV: Εχθρική ένδειξη IFF
  • Αιτιατή κατάσταση V: Αναγνώριση εχθρικού ραντάρ διευθύνσεως βολής από το ESM

Από τον συνδυασμό των παραπάνω αιτιατών καταστάσεων προκύπτει μία εκτίμηση καταστάσεως για κάποιο συγκεκριμένο στόχο:

IF (Στόχος με συγκλίνουσα σταθερή διόπτευση) OR (Στόχος σε απόσταση μικρότερη από 10.000 υάρδες) OR (Στόχος χειρίζει με χ g) AND (Στόχος με εχθρική ένδειξη IFF) AND (αναγνώριση εχθρικού ραντάρ διευθύνσεως βολής από το ESM) THEN (Ο στόχος επιτίθεται)

Ένα πραγματικό παράδειγμα εκτιμήσεως καταστάσεως και εκδόσεως συναγερμού το οποίο χρησιμοποιείται σε ένα σύγχρονο Τακτικό Σύστημα παρουσιάζεται στο παρακάτω εικονίδιο:

Παρατηρείται ότι οι παράμετροι του εικονιδίου «εισάγονται» από τον χειριστή, δίνοντας έτσι την δυνατότητα προσαρμογής (adaptation) των υπολογισμών στην εκάστοτε τακτική κατάσταση. Με ανάλογες αιτιατές καταστάσεις, η Fuzzy Logic χρησιμοποιείται τόσο στην δημιουργία του πίνακα επικινδυνότητας των εχθρικών στόχων (Target Ranking) όσο και στην διαχείριση των αισθητήρων (sensor management).

Η εφαρμογή της εν λόγω προσέγγισης είναι εξαιρετικά δύσκολη και πολύπλοκη υπόθεση και πάντα αφήνει στον σχεδιαστή την αμφιβολία μήπως κάποιο στοιχείο ή κάποια αιτιατή κατάσταση δεν συμπεριλήφθηκε στους υπολογισμούς.

Στην ουσία η εκτίμηση καταστάσεως είναι μία ανθρώπινη λειτουργία η οποία πολύ δύσκολα υποκαθίσταται από υπολογιστικούς αλγόριθμους διότι η ανθρώπινη σκέψη περιλαμβάνει «γνώση, εμπειρία, συναίσθημα και προπάντων ένστικτο». Ίσως οι επόμενες γενεές υπολογιστών με συνείδηση, συναισθήματα και τεχνητή νοημοσύνη έχουν την δυνατότητα να επιτελούν πληρέστερες και πιο έγκυρες εκτιμήσεις καταστάσεως.

 Στην συνέχεια το σύστημα θα κάνει το σχεδιασμό των αντιδράσεων (Scheduling) και θα εκδώσει τις Εντολές Εμπλοκής – Engagement Orders (#6) προς τα Hard & Soft Kill Όπλα. Στο τελευταίο στάδιο και πριν την εμπλοκή των όπλων υπάρχει πάντα η δυνατότητα παρέμβασης από τον χειριστή.

Είναι μία από τις πλέον σπουδαίες λειτουργίες ενός Τακτικού συστήματος και αναφέρεται στον χρονικό σχεδιασμό των αποστολών που πρέπει να εκτελεστούν από τους αισθητήρες και τα οπλικά συστήματα.

Είναι γνωστή στους κατασκευαστές συστημάτων με διαφορετικές ονομασίες όπως: Threat Evaluation & Weapon Assignment – TEWA ή Threat Evaluation & Sensor Weapon Allocation – TESWA ή Situation Assessment & Task Scheduling – SATS ή Weapon Allocation & Sensor Allocation – WASA

Είναι πολύ δύσκολη υπόθεση η κατασκευή ενός αποτελεσματικού σχεδιαστή (Scheduler) ο οποίος θα κάνει βέλτιστη χρήση των διατιθέμενων μέσων για την αντιμετώπιση των απειλών. Αν και οι τεχνικές κατασκευής των είναι ίδιες , οι κατασκευαστές συνήθως διαχωρίζουν τους Schedulers σε δύο κατηγορίες:

  • Αυτούς που σχεδιάζουν την βέλτιστη χρήση των αισθητήρων και θεωρητικά ανήκουν στο Τακτικό Σύστημα και
  • Αυτούς που σχεδιάζουν τις αντιδράσεις των οπλικών συστημάτων οι οποίοι θεωρητικά είναι μέρος του Οπλικού Συστήματος.

Στις δεκαετίες 1980, 1990 υπήρχε σαφής διάκριση μεταξύ Τακτικού και Οπλικού συστήματος. Στις επόμενες όμως δεκαετίες τα σύνορα αυτών των δύο όρων θα είναι ασαφή με την τάση τα Οπλικά Συστήματα να είναι τμήματα (υποσυστήματα) των Τακτικών Συστημάτων. Κατά συνέπεια στο άμεσο μέλλον και οι δύο τύποι των Schedulers θα ανήκουν στην αρμοδιότητα του Τακτικού Συστήματος.

Η δυσκολία σχεδιάσεως ενός Scheduler έγκειται στο ότι:

  • Οι διάφορες αποστολές έχουν διαφορετικές προτεραιότητες και διαφορετική χρονική διάρκεια. Μάλιστα μερικές αποστολές έχουν άγνωστη χρονική διάρκεια.
  • Κάποιες αποστολές έχουν ευέλικτους χρόνους έναρξης σε αντιδιαστολή με κάποιες άλλες που έχουν αυστηρά χρονικά περιθώρια και για να έχει έννοια η εκτέλεσή τους πρέπει να γίνουν μέχρι κάποιο συγκεκριμένο χρόνο, διαφορετικά επανασχεδιάζονται.
  • Κάποιες αποστολές, εάν αρχίσουν, δεν διακόπτονται ενώ κάποιες άλλες πρέπει οπωσδήποτε να διακόψουν κάποιες άλλες για να γίνουν αμέσως.
  • Ξαφνικά κάποιες αποστολές χάνουν την σημασία τους και μπορούν να παραχωρήσουν την θέση τους σε άλλες.

Ο αντικειμενικός σκοπός είναι να σχεδιασθεί ένας ευέλικτος Scheduler ο οποίος θα μπορεί να ικανοποιεί όλες αυτές τις παραπάνω αντικρουόμενες απαιτήσεις. Δύο είναι κατά βάση είναι οι προσεγγίσεις σχεδιάσεως ενός Scheduler:

 Brick Packing – Πακετάρισμα “Τούβλων”

Μέσα σε κάποιο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα Δt «πακετάρονται» με κάποια κριτήρια βελτιστοποιήσεως και προτεραιότητας οι διάφορες αποστολές. Στην περίπτωση αυτή ο Scheduler λαμβάνει υπόψη του:

  • Τις προτεραιότητες όλων των σχεδιαζόμενων αποστολών (υπό την προϋπόθεση ότι καμία από αυτές δεν θα χάσει την σημασία της μέσα στο χρονικό διάστημα Δt)
  • Την ονομαστική τους χρονική διάρκεια (υπό την προϋπόθεση ότι όλες οι αποστολές έχουν κάποια τυπική χρονική διάρκεια)
  • Τα χρονικά περιθώρια εντός των οποίων πρέπει να εκτελεσθούν (υπό την προϋπόθεση ότι καμμία έκτακτη αποστολή δεν θα χρειασθεί να εκτελεστεί μέσα στο χρονικό διάστημα Δt).

Όπως είναι εμφανές για την παραπάνω προσέγγιση «τίθενται» πολλές προϋποθέσεις οι οποίες δεν είναι βέβαιο ότι ικανοποιούνται και παράλληλα η εν λόγω προσέγγιση δεν δίνει την ευκαιρία σε ξαφνικά εμφανιζόμενες αποστολές να εκτελεσθούν άμεσα. Για τους λόγους αυτούς είτε ο χρόνος Δt γίνεται μικρότερος – οπότε στον επόμενο κύκλο περιλαμβάνεται και εκτελείται πρώτη μία ξαφνικά εμφανιζόμενη αποστολή με ανελαστικά χρονικά περιθώρια ή καταφεύγουμε στην παρακάτω προσέγγιση.

 Best First – Καλύτερες πρώτες

Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί μικρά διαστήματα Δt και μέσα σ’ αυτά προσπαθεί να εκπληρώσει τους παρακάτω τύπους αποστολών:

  • Αποστολές με αυστηρά χρονικά περιθώρια (hard deadline tasks). Αυτές πρέπει να εκτελεστούν οπωσδήποτε μέσα σε ένα σχετικά στενό χρονικό διάκενο ευκαιρίας. Καταχωρούνται στον Κατάλογο Η που περιλαμβάνει την αποστολή, τον χρόνο ενάρξεως καθώς και τον χρόνο μετά τον οποίο δεν έχει έννοια η εκτέλεσή της (ακύρωση).
  • Αποστολές με ευέλικτα χρονικά περιθώρια (fluid tasks). Αυτές πρέπει να εκτελεσθούν το δυνατόν συντομότερα αλλά με βάση κάποια προτεραιότητα. Καταχωρούνται σε ένα Κατάλογο F ο οποίος περιλαμβάνει την αποστολή και την διάρκεια.

 Ο Αλγόριθμος Best First

Βήμα 1: Η διαδικασία αρχίζει από τον Κατάλογο Η με την πλέον επείγουσα αποστολή (ο χρόνος είναι 10:39 00 και η πρώτη επείγουσα αποστολή του Πίνακα Η είναι η #2 «β»). Αμέσως εξετάζεται εάν μέχρι τον χρόνο έναρξής της υπάρχει χρόνος να σχεδιασθεί κάποια ευέλικτη αποστολή από τον Κατάλογο F.

Βήμα 2:  Εάν υπάρχει χρόνος σχεδιάζεται η πρώτη ευέλικτη αποστολή από τον Κατάλογο F (η αποστολή #2 «κ» του Καταλόγου F μπορεί να εκτελεστεί άμεσα και είναι η πρώτη αποστολή που εκτελείται), αφαιρείται από τον Κατάλογο F και στην συνέχεια η διαδικασία επιστρέφει στις αποστολές του Καταλόγου Η για επανάληψη της διαδικασίας.

Βήμα 3: Εάν δεν υπάρχει χρόνος σχεδιάζεται και εκτελείται η πρώτη αποστολή του Καταλόγου Η, αφαιρείται από τον Κατάλογο Η και στην συνέχεια η διαδικασία επιστρέφει στην δεύτερη αποστολή του Καταλόγου Η.

Η φύση των διαδικασιών Scheduling είναι ρευστή και εξαρτάται από την εκάστοτε Τακτική Κατάσταση. Η ποικιλία των τακτικών αποστολών στον Αεροναυτικό Πόλεμο είναι πάρα πολύ μεγάλη, χωρίς σταθερές παραμέτρους και σε αρκετά μεγάλο ποσοστό απρόβλεπτη. Κατά συνέπεια είναι πολύ δύσκολο να σχεδιασθούν Schedulers οι οποίοι θα ικανοποιούν τις διάφορες τακτικές καταστάσεις. Για τον λόγο αυτό οι αλγόριθμοι των σχεδιαζόμενων Schedulers είναι κατά βάση προσαρμόσιμοι (adaptive) στις εκάστοτε τακτικές απαιτήσεις. Η εν λόγω προσαρμογή γίνεται από τους χειριστές των Τακτικών Συστημάτων πριν την κάθε αποστολή. Βεβαίως δεν έχουν όλα τα Τακτικά Συστήματα δυνατότητες δημιουργίας προσαρμοζόμενων (adaptive) Schedulers και αυτό για τον σύγχρονο Αεροναυτικό Πόλεμο είναι μεγάλο μειονέκτημα.

 Τελευταίο στάδιο είναι αυτό της εμπλοκής/αναθέσεως των όπλων, πάντα με την δυνατότητα επεμβάσεως του χειριστή ως την τελευταία στιγμή για ακύρωση (delete) ή άρνηση εκτέλεσης της αποστολής (negate).

Ο Έλεγχος των Όπλων (Weapon Control System) μετατρέπει τις διαταγές του Command and Control σε διαταγές εμπλοκής των Κ/Β με βάση την διαθεσιμότητα των όπλων, την δυνατότητα εμπλοκής και τα εν ισχύει δόγματα. Ενεργοποιεί τον εκτοξευτή, παρέχει στα Κ/Β τις παραμέτρους ενδιάμεσης κατεύθυνσης, καθορίζει τις παραμέτρους των φωτιστών ΙCWI και της τελικής κατεύθυνσης των Κ/Β.

Κάποια Κ/Β λειτουργούν στην ενδιάμεση φάση κατευθύνσεως και μέσω ενός S Band Up/Down link. Στην περίπτωση αυτή δεν χρειάζεται ένα ραντάρ αποκλειστικής παρακολουθήσεως του στόχου όπως π.χ. τα Pollux, STIR κτλ τα οποία χρησιμοποιούν τα συμβατικής σχεδίασης πλοία. Με αυτό τον τρόπο και με τον φωτισμό CWI (continuous wave illumination) των στόχων μόνο για δευτερόλεπτα στην τελική κατεύθυνση, είναι δυνατή η εμπλοκή πολλών στόχων ταυτόχρονα. Ο αριθμός των ταυτόχρονων εμπλοκών αυξάνει εάν τα πλοία χρησιμοποιούν διακοπτόμενο φωτισμό ICWI (Interrupted Continuous Wave Illumination) διότι τα Κ/Β και ο στόχος φωτίζονται περιοδικά μόνο για κάποια α μsec ανά β μsec. Παρακολουθεί την πλήρη φάση της εμπλοκής ήτοι την ενεργοποίηση των Κ/Β, την εκτόξευση, τα στοιχεία της πορείας των Κ/Β και εκτίμηση και καθορισμό της επιτυχίας ή μη της βολής.

Απαραίτητο για τις λειτουργίες του Τακτικού Συστήματος είναι ένα Σύστημα Απεικονίσεως (Display System) το οποίο αποτελείται από περίπου 14 – 15 πολυλειτουργικές κονσόλες (multifunction consoles) οι οποίες είναι εναλλάξιμες ως προς την λειτουργία τους με δυνατότητες προ-τοποθέτησης των παραμέτρων κάτι που σημαίνει επάρκεια και περίσσεια υλικού. Τα σύγχρονα πλοία, ανάλογα με τις συνθήκες που επιβάλλει η εκάστοτε τακτική κατάσταση, έχουν την δυνατότητα να επιχειρούν με 100% έως 33% του προσωπικού. Συνήθως οι πολυλειτουργικές κονσόλες διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες,

(1) των χειριστών των αισθητήρων (operators) συμπεριλαμβανομένου του data link,

(2) των ελεγκτών οργανικών εναερίων και υποβρύχιων μέσων του πλοίου (controllers) και

(3) των εκτιμητών και λήψεως αποφάσεων (evaluators and decision makers).

Το Σύστημα Απεικονίσεως περιλαμβάνει αρκετές λειτουργίες όπως την ενεργοποίηση συσκευών, διαχείριση και συντήρηση ιχνών, έλεγχο ταυτότητας ιχνών, επιβοήθηση χειριστών στην σχεδίαση τακτικών καταστάσεων και εμπλοκών, εισαγωγή και ενεργοποίηση των αλγορίθμων και των δογμάτων. Παρέχει υποστήριξη στους χειριστές ραντάρ για τους τρόπους λειτουργίας και την εκτέλεση των διαταγών εμπλοκών. Έλεγχο των οργανικών εναερίων μέσων του πλοίου και κατανομή των επικοινωνιακών δικτύων και Data Link στους χειριστές. Τέλος διαθέτει την απαραίτητη μνήμη για αποθήκευση και αναπαραγωγή συμβάντων τακτικής εικόνας καθώς διαφόρων παραμέτρων των οθόνων για μελλοντική χρήση καθώς και γραφικά για υποστήριξη γεωμετρικών περιοχών, σύγκριση της γεωμετρίας των αλγορίθμων με την κάλυψη των ραντάρ καθώς της γεωγραφίας της τακτικής περιοχής.

 Έλεγχος Επικοινωνιών – Communication Control System

Το τμήμα αυτό (module) ελέγχει και κατανέμει στους χειριστές των πολυλειτουργικών κονσολών τις εσωτερικές και εξωτερικές επικοινωνίες τόσο εντός του πλοίου όσο και με τις άλλες φίλιες δυνάμεις του θεάτρου επιχειρήσεων, την ξηρά και συγκεκριμένα με επιχειρησιακές στρατιωτικές αρχές και μονάδες, με πολιτικές αρχές και με συνεργαζόμενες πολιτικές μονάδες, με μονάδες έρευνας και διάσωσης, με συνεργεία συντηρήσεως και με στρατιωτικά εκπαιδευτικά κέντρα.

Επιχειρησιακή Ετοιμότητα, Εκπαίδευση – Operational Readiness, Training

Τα σύγχρονα πλοία διαθέτουν αυτοματοποιημένες μεθόδους εντοπισμού και απομόνωσης βλαβών (fault detection and isolation) οι οποίες ελέγχουν το 95% του υλικού και του λογισμικού ανά ώρα και 95% των επιχειρησιακών λειτουργιών ανά 8 έως 12 ώρες. Διαθέτουν επίσης οδηγίες επισκευής (troubleshooting & repair procedures) καθώς και αυτοματοποιημένους επανελέγχους για την επιβεβαίωση της επισκευής.

Εκτός από την εκπαίδευση στα κέντρα εκπαιδεύσεως στην ξηρά τα πλοία διαθέτουν εκπαιδευτικά προγράμματα για:

  • Συντονισμό της επιχειρησιακής Τακτικής Ομάδας
  • Εκπαίδευση με υποβοήθηση υπολογιστή
  • Ανάλυση μετά πέρας την αποστολής

Η εκπαίδευση γίνεται εν όρμω και εν πλω, για απλό ή πολλαπλά σενάρια πολέμου (ASW, AAW, ASuW, EW) με πραγματική παρακολούθηση στόχων αλλά με τα όπλα δεσμευμένα.

 Τακτικές Διαδικασίες και Αλγόριθμοι

Τα προαναφερθέντα είναι οι βασικές διαδικασίες και αλγόριθμοι ενός Τακτικού Συστήματος κυρίως εστιασμένα στον αντιαεροπορικό πόλεμο αλλά προσαρμόζονται και αφορούν όλους τους τομείς ενός Συστήματος Μάχης. Οι επιμέρους τακτικές διαδικασίες και οι αλγόριθμοι των παρακάτω τομέων περιλαμβάνονται στα Πολεμικά Σχέδια, Εγχειρίδια, Δόγματα, Διαταγές και Οδηγίες ενός Ναυτικού όπως για παράδειγμα οι ανθυποβρυχιακές διαδικασίες «Hold Down Patterns», «Datum Search Patterns», οι διαδικασίες «ανεφοδιασμού εν πλω», τα «επικοινωνιακά σχήματα (EMCON PLANS)» κλπ.

 Λόγω διαβαθμίσεως του αντικειμένου, επαφίεται λοιπόν σε ένα Ναυτικό να καταγράψει τις διαδικασίες που επιθυμεί να ολοκληρώσει στο Τακτικό Σύστημα σαν διαβαθμισμένα Δόγματα, να τις αναλύσει και να προετοιμάσει το κομμάτι Λογισμικού Εφαρμογής (application program modules) για κάθε ένα από τους παρακάτω τομείς και να τα χρησιμοποιεί ως απαιτείται στις διάφορες πιθανές τακτικές καταστάσεις:

  • Αντιαεροπορικός Πόλεμος  – AAW
  • Πόλεμος Επιφανείας– ASuW
  • Ανθυποβρυχιακός Πόλεμος– ASW
  • Ηλεκτρονικός Πόλεμος– EW
  • Δίκτυα Ανταλλαγής Δεδομένων – TacticalDataLinks (11, 16, 22)
  • Συλλογή/Επεξεργασία Πληροφοριών – Intelligence
  • Εσωτερικές Επικοινωνίες– InternalCommunications
  • Εξωτερικές Επικοινωνίες– ExternalCommunications
  • ΕπικοινωνίαμεΞηρά – Communication with land authorities
  • Συντήρηση, Διαθεσιμότητα, Αξιοπιστία – Maintenance, Availability, Reliability
  • ΕκπαίδευσηΠροσωπικού – Personnel Training
  • ΔιοικητικήΜέριμνα – Logistic Support
  • Χάρτες και Γραφικά – MapsandGraphics (συνήθως περιλαμβάνεται στον πυλώνα 1).

 Στην ουσία ένα Ναυτικό μετατρέπει όλα τα εν ισχύει και σε γραπτή μορφή Πολεμικά Σχέδια, Τακτικά Εγχειρίδια, Δόγματα, Διαταγές και Οδηγίες σε προγράμματα (Application Program Modules) τα οποία ενσωματώνει στο Τακτικό Σύστημα.

Το βασικό θέμα της συγγραφής των προγραμμάτων εφαρμογής είναι «ο βαθμός αυτοματισμού» δηλαδή «η αυτόματη ενεργοποίηση μιας διαδικασίας με την εμφάνιση του αιτίου ή με παρέμβαση του χειριστή».

Μερικές διαδικασίες όπως για παράδειγμα η αντιμετώπιση ενός Κ/Β πρέπει να ενεργοποιούνται άμεσα και αυτόματα, ενώ άλλες όπως η εφαρμογή σχεδίου έρευνας ανακτήσεως επαφής Υ/Β μπορεί να γίνεται είτε άμεσα και αυτόματα με την απώλεια επαφής ή με παρέμβαση του χειριστού και άλλες όπως για παράδειγμα το σχέδιο επικοινωνιών κατόπιν παρέμβασης χειριστού.

Για την ανάπτυξη των επιχειρησιακών απαιτήσεων ενός Τακτικού Συστήματος απαιτείται κλειστή συνεργασία επιτελικών και εξειδικευμένων στο αντικείμενο αξιωματικών με εξειδικευμένους προγραμματιστές, εταιρείες και πανεπιστημιακά ιδρύματα. Για την κατασκευή του θα ήταν φρόνιμο να επιδιωχθεί και η συνεργασία με μία εταιρεία του εξωτερικού, κατασκευάστρια τακτικών συστημάτων.

Συνεχίζεται…

- Advertisment -

Το Σχόλιο της Ημέρας

ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟ: Εντός Ιουνίου στη Βουλή οι ελληνικές φρεγάτες Constellation

Σύμφωνα με αποκλειστικές πληροφορίες της σελίδας μας, οι ελληνικές φρεγάτες Constellation θα μπουν άμεσα σε τροχιά υλοποίησης. Το πρώτο βήμα που θα γίνει είναι...
- Advertisment -

Κύριο Άρθρο

Η 4η φρεγάτα FDI πιο “κοντά” στο Ελληνικό Πολεμικό Ναυτικό

Η επερχόμενη επίσκεψη του πρωθυπουργού Κ. Μητσοτάκη στη Γαλλία, στο ναυπηγείο του Λοριάν, στις 6 Ιουνίου (ενώ θα παραστεί στις εκδηλώσεις για την επέτειο...
- Advertisment -

Διάφορα

- Advertisment -