Отдел "Имитационные системы"

In English

Разработка моделей конкретных сложных управляемых процессов в различных областях, разработка соответствующих имитирующих комплексов, разработка на их базе средств поддержки процессов планирования, проектирования, управления, является основой для методологических, теоретических исследований, ведущихся в отделе. Ниже кратко описываются несколько моделей конкретных сложных управляемых процессов, созданные на базе этих моделей компьютерные системы имитации, характеризуются результаты исследований, полученные путем выполнения имитационных экспериментов и имитационных игр.

1. Имитация процессов проектирования, производства, эксплуатации технических систем. Совместно с Научно-исследовательским институтом автоматических систем Министерства авиационной промышленности СССР была разработана математическая имитационная модель процессов проектирования, производства, эксплуатации сложных технических систем. Модель можно использовать для анализа указанных процессов у любых технических систем, функционирующих в народном хозяйстве. На основе этой модели была создана интерактивная компьютерная система имитации для поддержки процедур согласования процессов проектирования, производства технических систем, производства запасных частей к ним, мощности ремонтных служб, обеспечивающих процесс эксплуатации. Некоторые результаты этой работы опубликованы в:

Григоров Ю.Н., Данилов П.В., Павловский Ю.Н. Проблемы использования технологии математического моделирования в народном хозяйстве. Математическое моделирование. Т.3, N 4, 1991. С.57-66. ,

2. Имитация вооруженной борьбы в космосе. 23 марта 1983 г. Президент США Р. Рейган объявил о намерении создать в США широкомасштабную систему противоракетной бороны с элементами космического базирования. Это намерение получило название стратегическая оборонная инициатива (СОИ). В течении 1984 1988 гг. совместно со специалистами из Министерства Общего машиностроения СССР в отделе был выполнен цикл исследований, ориентированных на выяснение эффективности СОИ. В рамках этих исследований был разработан ряд моделей, описывающих различные эпизоды вооруженной борьбы в космосе, созданы соответствующие компьютерные комплексы и выполнены имитационные эксперименты, ориентированные на выяснение вопросов эффективности различного оружия, предназначенного для вооруженной борьбы в космосе, выяснение возможности технической реализации информационного процесса, обеспечивающего вооруженную борьбу в космосе, оценку возможной эффективности систем противоракетной обороны (ПРО). Одной из таких моделей была модель функционирования системы противоракетной обороны космического базирования, основанная на технологии бриллиантовых камней (brilliant pebbles). С использованием инструментальной системы имитационного моделирования MISS был разработан соответствующий компьютерный комплекс. Идея создания системы ПРО, получившая название бриллиантовые камни , появившаяся в США в рамках СОИ, состояла в выведении большого числа (до 100 000) легких и дешевых ракет, которые получили название "бриллиантовые камни", способных перехватывать межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) на их активном участке полета. Созданная модель и соответствующий интерактивный компьютерный комплекс позволяют оценивать эффективность такой системы в зависимости от ее технических характеристик (количество камней, их орбитальная структура, параметры бортовой информационной системы, запас характеристической скорости и т.д.), а также в зависимости от технических характеристик МБР. Расчеты показали, что современные технические возможности не позволяют создать ПРО, основанную на технологии "бриллиантовые камни", способную отразить массовую атаку МБР. Обсуждение некоторых аспектов, связанных с возможностью создания системы ПРО "бриллиантовые камни" содержится, в частности, в работе

Моисеев Н.Н., Левиков А.А., Павловский Ю.Н., Черевков К.В. Новый виток гонки вооружений или новое мышление. ПОЛИС. 1991, С.5-15.

Описание этой работы содержится в монографии

Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. М.: Фазис. 2000. С.112-119.

3. Имитация экономической динамики системы Древнегреческих полисов. Совместно с историками была разработана математическая модель экономической динамики древнегреческих полисов (городов-государств) в период Пелопоннесской войны в 431-404 гг. д.н.э. Суть выполненного исследования состояла в идентификации этой модели, т.е. в определении ее внешних характеристик. Этими внешними характеристиками были данные о численности слоев населения, производительности труда в ремесленном и сельскохозяйственном производствах, о ценах, объемах ввозимых и вывозимых товаров и т.д. Часть этих параметров можно оценить по той информации, которая имеется в источниках, значительная же часть параметров, необходимых для воспроизведения экономической динамики, неизвестна. Эти неизвестные параметры подбирались так, чтобы воспроизводимая экономическая динамика соответствовала, не противоречила имеющейся отрывочной, относящейся к разным моментам в течении изучаемого периода информации об экономике древнегреческих полисов, а также не противоречила представлениям экспертов, участвующих в исследовании, о характере происходивших процессов. Тем самым выполнялся системный анализ сохранившейся в источниках информации об изучаемом периоде, проводилась реконструкция исторического процесса. Инструментами, с помощью которых это делалось, являлись математическая модель, компьютер и представления экспертов о характере изучаемого процесса. Результаты проведенного исследования опубликованы в монографии:

Гусейнова А.С., Павловский Ю.Н., Устинов В.А. Опыт имитационного моделирования исторического процесса. М.: Наука, 1984, 157 с.

Краткое описание этих результатов содержится в монографии

Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. М.: Фазис. 2000. 131 с.,

а также в монографии

Павловский Ю.Н., Белотелов Н.В., Бродский Ю.И. Имитационное моделирование. М.: Академия. 2008. 236 с.

4. Имитация развития взамоотношений в системе государств. Выполнялся цикл исследований, посвященных разработке имитационных моделей развития взаимоотношений в системе государств, разрабатывались соответствующие имитационные системы и организовывались имитационные эксперименты и имитационные игры. Эти исследования, поддерживавшиеся в разные периоды государственными и частными структурами, были начаты в начале семидесятых годов и с некоторыми перерывами продолжаются до настоящего времени. Разработанные модели позволяли вычислять экономическую динамику государств в некоторой их системе и развитие вооруженных конфликтов между ними, если таковые случаются, при заданных экономических и военных параметрах и заданных государственных управлениях экономикой и вооруженными силами. В разных имитационных играх ставились разные конкретные цели. Примерами таких целей являются изучение механизмов возникновения вооруженных конфликтов в системе государств, в частности, информационных аспектов таких механизмов; изучение проблем стратегической стабильности в системе государств. Более подробная информация об этом цикле исследований содержится в работах

Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. М.: Фазис. 2000. 131 с.

Павловский Ю.Н. Метод имитационных игр в проблемах геополитики, безопасности, межгосударственных отношений. В кн. Материалы учредительной конференции Российского научного общества исследования операций. М.: Вычислительный центр РАН. 1997, с. 44-56.

5. Имитация вооруженной борьбы на сухопутном театре военных действий. Совместно с рядом организаций Министерства обороны были разработаны математические модели вооруженной борьбы на сухопутном театре военных действий. Современная вооруженная борьба трактовалась как совокупность одновременно протекающих, разнородных по своему внутреннему характеру и существенно взаимосвязанных процессов:

процесса взаимного уничтожения войск конфликтующих противников;
процесса их перемещения по театру военных действий;
процесса их материально-технического обеспечения;
информационного процесса (процесса сбора, хранения, передачи, обработки информации о своих силах и средствах и о силах и средствах противника);
процесса принятия решений в органах управления войсками.

Были созданы соответствующие компьютерные системы имитации, выполнены имитационные эксперименты, ориентированные на исследование эффективности различных компонент вооружений и военной техники, в частности, их информационных компонент. Некоторые результаты этих исследований содержатся в публикациях:

Иванилов В.Ю., Огарышев В.Ф., Павловский Ю.Н. Имитация конфликтов. М. ВЦ РАН. 1993. 196 с.

Савин Г.И. Системное моделирование сложных процессов. М.: Фазис. 2000. 275 с.

Краснощеков П.С., Петров А.А. Принципы построения моделей. М.: Фазис. 2000. 411 с.

Павловский Ю.Н. О факторе Л.Н. Толстого в вооруженной борьбе// Математическое моделирование. Т.5, 1, 1993. С. 3-15.

Павловский Ю.Н. О сохранении структуры вооруженных сил в процессе вооруженной борьбы. Дискретный анализ и исследование операций. 1998. Сер.2.Т.5, 1, с.40-55.

С этим направлением исследований тесно связаны работы:

Абдурахманов М.И., Баришполец В.А., Манилов В.А., Пирумов В.С. Основы национальной безопасности России. М.: "Друза", 1998.

Абдурахманов М.И., Баришполец В.А., Манилов В.А., Пирумов В.С. Геополитика и национальная безопасность. Словарь основных понятий и определений. М.: "Друза", 1998.

Абдурахманов М.И., Баришполец В.А., Манилов В.А. Национальная безопасность России. М.: ВЦ РАН, РАЕН, 2000.

6. Имитация демографических, экономических, экологических процессов в системе государств на характерных временах, соизмеримых со временем жизни поколения. Совместно со специалистами кафедры "Устойчивое развитие" Государственного химико-технологического института им. Д.И. Менделеева была разработана математическая модель, описывающая на характерных временах порядка нескольких десятилетий экологические, экономические, демографические процессы в системе государств, ориентированная на изучение проблемы устойчивого развития (sustainable development) мирового сообщества.

В рамках этой модели следующие виды деятельности считались отраслями производства:

фундаментальная наука, производящая новые знания о природе и обществе;
прикладная наука, использующая эти знания для производства новых технологий;
добыча природных ресурсов;
производство предметов потребления с помощью добытых природных ресурсов, технологий производимых прикладной наукой, а также с помощью людей, обладающих необходимым уровнем образования и квалификации (см. ниже);
образование, производящее квалификацию людей, необходимую для осуществления производственных процессов в соответствии с используемыми технологиями;
здравоохранение, производящее коэффициенты рождаемости и смертности людей (более точно в зависимости этих коэффициентов от уровня жизни, уровня образованности, степени загрязнения окружающей среды);
экологическая деятельность, производящая параметры окружающей среды;
информатика (сбор, хранение, обработка, передача информации);
производство духовных ценностей (искусство, культура, религия);
производство вооружений.

С помощью гуманитарного анализа, использующего понятия и представления, появившиеся в результате составления модели, был сделан ряд выводов, касающихся возможных кризисов глобального характера, связанных с несогласованностью развития перечисленных выше отраслей производства. Модель была использована для разработки компьютерного комплекса, реализующего имитационную игру, иллюстрирующую некоторые аспекты проблемы устойчивого развития. Имитационная игра предназначена для поддержки образовательных курсов, посвященных устойчивому развитию. Более подробная информация о содержится в работах:

Белотелов Н.В., Бродский Ю.И., Оленев Н.Н., Павловский Ю.Н. Эколого-социально-экономическая модели: гуманитарный и информационный аспекты//Информационное общество. 6, 2001, с. 43-51.

Белотелов Н.В., Бродский Ю.И., Оленев Н.Н., Павловский Ю.Н., Тарасова Н.П. Проблема устойчивого развития: естественно-научный и гуманитарный анализ. М.: Фазис. 2004.

Белотелов Н.В., Бродский Ю.И., Оленев Н.Н., Павловский Ю.Н. Имитационная игра на основе Экологическо-Демографической-Экономической модели: описание и инструкция пользователю. М.: РГХТУ. 2003.

Возврат к странице ВЦ РАН