ad conference 2015 - Univerzita obrany

UNIVERZITA OBRANY
FAKULTA VOJENSKÝCH TECHNOLOGIÍ
16. konference PVO 2015
INTEROPERABILITA POZEMNÍ PVO
SBORNÍK ANOTACÍ
BRNO 2015
AIR DEFENCE CONFERENCE 2015
The Proceeding of Air Defence Conference 2015
Issue:
„GBAD INTEROPERABILITY“
2
KONFERENCE PVO 2015
Sborník anotací z konference PVO 2015
na téma:
„INTEROPERABILITA POZEMNÍ PVO“
3
Abstrakt: Ve dnech 22. a 23. dubna 2015 proběhla na půdě Univerzity
obrany Brno „Konference Protivzdušné obrany“. Téma již šestnáctého
ročníku bylo: „Interoperabilita pozemní PVO“. Záštitu nad konferencí
převzali: Zástupce velitele Vzdušných sil AČR, brigádní generál Ing. Jaromír
Šebesta a ředitel SRPS MO, brigádní generál Ing. Pavel Adam. Anotace jsou
řazeny chronologicky podle témat zaměření příspěvků.
Summary: 16th Air Defence Conference was held at University of Defence,
Faculty of Military Technologies, Air Defence Department between 22nd and
23rd of April 2015. The subject of the conference was “GBAD
Interoperability”. The conference took place under the auspices of Deputy
Commander of Air Forces, Brigadier General Jaromír Šebesta and the
Director of Division of Capabilities Development and Planning brigadier
general Pavel Adam. This proceeding contains annotations of papers and
participants’ presentations at the Air Defence Conference 2015. Annotations
are sorted chronologically.
4
AIR DEFENCE CONFERENCE 2015 CONTENTS
OBSAH PŘÍSPĚVKŮ KONFERENCE PVO 2015
CONTENT
AIR DEFENCE CONFERENCE 2015 CONTENTS ...................................................................... 5
OBSAH PŘÍSPĚVKŮ KONFERENCE PVO 2015 ........................................................................ 5
CONFERENCE INVITATION .................................................................................................. 7
PŘIVÍTÁNÍ ............................................................................................................................... 7
OPENING OF THE KONFERENCE .......................................................................................... 8
OTEVŘENÍ KONFERENCE ............................................................................................................. 8
WELCOME SPEECH ............................................................................................................. 9
OTEVŘENÍ KONFERENCE ............................................................................................................. 9
CZECH GBAD FUTURE DEVELOPMENT .............................................................................. 10
BUDOUCNOST ČESKÉ POZEMNÍ PVO .......................................................................................... 10
HUNGARIAN GBAD STATUS .............................................................................................. 11
STAV MAĎARSKÉ POZEMNÍ PVO ............................................................................................... 11
INTEROPERABILITY OF THE SLOVAK GBAD ....................................................................... 12
INTEROPERABILITA SLOVENSKÉ POZEMNÍ PVO ............................................................................. 12
UTILIZATION OF LINK-16 AND JREAP-C IN THE CR ............................................................. 13
VYUŽITÍ LINK 16 A JREAP-C V ČR ............................................................................................. 13
JREAP-C/LINK 16 IMPLEMENTATION FOR GBAD ............................................................... 14
IMPLEMENTACE JREAP-C/LINK 16 DO POZEMNÍ PVO .................................................................. 14
OVERVIEW OF NATO TECHNOLOGY TRENDS INTEROPERABILITY MIL+GOV ...................... 15
PŘEHLED TECHNOLOGICKÝCH TRENDŮ NATO V INTEROPERABILITĚ MIL+GOV ................................... 15
RHEINMETAL AIR DEFENCE C-RAM SYSTEM ..................................................................... 16
SYSTÉM C-RAM SPOLEČNOSTI RHEINMETAL AIR DEFENCE ............................................................. 16
THE SECURITY IS ESSENTIAL, THE SECURITY IS A CHALLENGE ........................................... 17
BEZPEČNOST JE ZÁKLAD, BEZPEČNOST JE VÝZVA ............................................................................ 17
TECHNOLOGICAL INTEROPERABILITY ............................................................................... 18
TECHNOLOGICKÁ INTEROPERABILITA........................................................................................... 18
MILITARY CONCEPTS DEVELOPMENT: CASE „WEAPONIZED UAVS" ................................. 19
5
VÝVOJ VOJENSKÝCH KONCEPCÍ: VĚC „OZBROJENÉ BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY“ ....................................... 19
AD CONFERENCE 2015 - REARMAMENT WORKING GROUP .............................................. 29
AD CONFERENCE 2015 - INTEROPERABILITY WORKING GROUP........................................ 30
AD CONFERENCE 2015 – VZDĚLÁNÍ A VÝCVIK V AČR WORKING GROUP ........................... 31
MOŽNOSTI STANOVENÍ PROSTORU ÚČINNÉ PŮSOBNOSTI PROTILETADLOVÝCH
RAKETOVÝCH KOMPLETŮ POČÍTAČOVOU SIMULACÍ ........................................................ 33
APLIKACE MULTIAGENTNÍCH PRINCIPŮ PŘI PROCEDURÁLNÍM MODELOVÁNÍ OPERAČNÍCH
STŘEDISEK ........................................................................................................................ 39
SIMULACE JEDNOTEK PROTILETADLOVÉ RAKETOVÉ OBRANY .......................................... 47
VĚDECKÁ ČINNOST NA KATEDŘE SYSTÉMŮ PVO ZA OBDOBÍ 10 LET ................................. 58
6
CONFERENCE INVITATION
Přivítání
LTC Jan Farlik
University of Defence, Department of AD Systems
Abstrakt: Pplk. Ing. Jan Farlík, Ph.D. přivítal jako zástupce katedry systémů
PVO všechny přítomné účastníky konference. Ve svém vystoupení přivítal
zejména garanty konference Zástupce velitele Vzdušných sil AČR,
brigádního generála Ing. Jaromíra Šebestu a ředitele SRPS MO, brigádního
generála Ing. Pavla Adama, ale i ostatní účastníky z řad resortu i obranného
průmyslu. Podplukovník Farlík představil letošní téma konference –
„Interoperabilita pozemní PVO“, které tematicky navazuje na předchozí
ročníky a zároveň řeší aktuální problematiku resortu. Poděkoval sponzorům
konference, firmám z řad obranného průmyslu, které tímto podpořily konání
konference.
Summary: LTC Jan Farlík welcomed as a representative of the Department
of Air Defence Systems all present participants. In his speech welcomed the
guarantors of the conference - Deputy Commander of Air Forces, Brigadier
General Jaromir Sebesta and the Director of Division of Capabilities
Development and Planning brigadier general Pavel Adam, but also other
participants from the MoD and defence industry. LTC Farlík introduced the
theme of this year's conference - "GBAD Interoperability", which is an
extension of the previous years while addressing current issues of the resort.
He thanked the conference sponsors, companies from the defence industry,
which supported this conference.
7
OPENING OF THE KONFERENCE
Otevření konference
Brigadier General Pavel Adam
Director of Division of Capabilities Development and Planning
Abstrakt: Ve vystoupení brigádního generála Ing. Pavla Adama, které
oficiálně otevřelo konferenci PVO 2015, zaznělo stručné zhodnocení
předešlého období, dále byl vyzdvižen význam konference jako nástroje pro
setkávání odborníků v resortu i mimo něj. Byl zmíněn význam odborné
výměny informací na poli obrany České republiky i aliance. Brigádní generál
Adam přivítal všechny účastníky konference, mezi které patří kromě
zástupců AČR a českých firem i firmy mezinárodní. Na závěr byli všichni
účastníci konference vyzváni k širší diskusi o probíraných tématech.
Summary: In the performance of Brigadier General Pavel Adam, who
officially opened the AD conference 2015, there was a brief assessment of
last year and he also highlighted the importance of the conference as a tool
for meeting professionals in the sector and beyond. He mentioned the
importance of technical information exchange in the field of defence of the
Czech Republic and NATO. Brigadier General Adam welcomed all
participants including except of ACR and Czech companies also
representatives of international companies. At the end of the conference all
participants were invited to a broader discussion of the topics discussed.
8
WELCOME SPEECH
Otevření konference
Brigadier General Jaromir Sebesta
Deputy Commander of Air Forces
Abstrakt: V úvodním vystoupení byl zhodnocen přínos předchozích ročníků
konference PVO, dále byly připomenuty podstatné události, které od této
konference nastaly. Dále bylo vystoupení zaměřeno na současný stav
vzdušných sil z hlediska řešených projektů modernizace a výzbroje sil. V
závěrečné části úvodního slova je vyjádřeno, že toto setkání odborníků
přispěje k prohloubení formálních a neformálních vztahů účastníků, a že
dojde k hlubšímu pochopení přístupu k zvládání nastolených úkolů.
Summary: Contribution of the previous PVO conferences was reviewed in
patron invitation speech. Next, the main events which happened from April
2014, were reminded. The presentation was further focused on the current
state of the Air Force in terms of completed projects of modernization of
forces armaments. In the final part of invitation speech it is expressed that
this meeting of specialists will help to cheer formal and informal relations
among participants. It will lead to implication for realization of given tasks.
9
CZECH GBAD FUTURE DEVELOPMENT
Budoucnost České pozemní PVO
COL Jan Sedliacik
Division of Capabilities Development and Planning
Abstrakt: Autor se ve své prezentaci zaměřil na budoucí koncepci pozemní
protivzdušné obrany AČR. V úvodní části popsal současný stav spolu s
hlavními úkoly a úlohou pozemní PVO. Dále zhodnotil schopnosti a cíle
pozemní PVO na národní úrovni a v rámci NATO. Příspěvek obsahuje
aktuální stav techniky PVO spolu s uvedením její životnosti. V závěru
prezentace se autor věnuje záměru modernizace pozemní PVO a s tím
spjatými budoucími projekty.
Summary: The author focused in his presentation on the future concept of
Ground Based Air Defence of Czech Republic army. In the introduction he
presents the current state along with the main tasks and mission of GBAD.
Furthermore, he evaluated the abilities and goals of GBAD on national level
and in terms of NATO. The contribution contains the actual state of AD
technique together with the information about the working time. At the
conclusion the author deals with the future concept of modernisation of
GBAD and with connected projects.
10
HUNGARIAN GBAD STATUS
Stav Maďarské pozemní PVO
LTC Zoltán Kristóf
HU - JFC, Senior GBAD Officer
Abstrakt: Autor uvádí jako hlavní úkol prezentace seznámení se zprávou
objasňující stav maďarské pozemní protivzdušné obrany. Tato zpráva je
strukturována do pěti základních oblastí, kterými jsou: Úkoly, struktura a
základní požadavky pozemní PVO, součásti systému velení a řízení a
představení zbraňových systémů, snahy o modernizaci pozemní PVO,
výsledky cvičení a z nich plynoucí závěry, budoucí vize národní pozemní
PVO.
Summary: The author states as a main purpose of the presentation to provide
an information brief on Ground Base Air Defence of Hungarian defence
forces. In the presentation he focuses on following major tasks: GBAD
missions, tasks, structure, basic requirements; GBAD C2 components,
Weapon system introduction; GBAD modernization efforts – directions;
GBAD exercises – improvement necessities; National GBAD vision - Present
and „future vector” for 2020+.
11
INTEROPERABILITY OF THE SLOVAK GBAD
Interoperabilita Slovenské pozemní PVO
CPT Miroslav Matejcek
Slovakia
Abstrakt: Účelem prezentace je popsat počáteční stav součinnosti systémů a
subsystémů pozemní PVO. Dále je zaměřená také na jejich vzájemnou
komunikaci spolu s výměnou rozkazů a informací. Některé části prezentace
se zabývají požadavky systémů a interoperabilitou definovanou podle
STANAG 4312; STANAG 5516 a STANAG 5518. Hlavním cílem je
vysvětlit a popsat komunikaci mezi dvěma systémy pozemní PVO nebo
partnery NATO.
Summary: The purpose of this presentation is to describe the initial state of
interoperability of the ground (surface) air defence system and subsystems,
communication and exchange of the commands and information between
them. Parts of presentation deals with system requirements and
interoperability defined according to STANAG 4312, STANAG 5516 and
STANAG 5518. Main aim is explain part of the communications between
two GBADS or NATO partners.
12
UTILIZATION OF LINK-16 AND JREAP-C IN THE
CR
Využití Link 16 a JREAP-C v ČR
CPT Naďa JELINKOVA
Abstrakt: Obecně je Link 16 považován za jedno z hlavních taktických
datových spojení používaných jednotkami NATO. Vedle dalších
specifických funkcí řeší především zpracování spojů a přenosů povelů a
umožňuje velitelům komunikaci v reálném čase. Tyto parametry jsou zásadní
v operacích PVO po celém světě; nicméně existují některá omezení terminálů
MIDS/JTIDS, která jsou dána jejich hostitelskými systémy a používanými
topologiemi sítí. S ohledem na kritické parametry limituje radiové pokrytí
definované přímou viditelností MIDS/JTIDS celkové využití této
technologie. Tato omezení mohou být překonána za pomoci protokolu
JREAP-C. Hlavními vlastnostmi tohoto protokolu je výměna dat na velké
vzdálenosti při nižších nákladech zajišťující efektivní implementaci ve
srovnání s architekturou JTIDS/MIDS. Tento příspěvek popisuje
charakteristiky těchto protokolů a jejich možné využití v České republice.
Podle ACO Joint Concept of Operations bude využití těchto protokolů
preferováno také v operacích pod vedením NATO a proto je velmi důležité
zvážit jejich implementaci v AČR pro zajištění celkové interoperability.
Summary: Generally, Link 16 is considered to be one of the major tactical
data link used by NATO forces. Besides other specific functions, it represents
mainly the processing of tracks and transmission of commands enabling the
commanders to pass orders in a real time. These parameters are crucial in air
defence operations all over the world; although, there exist some limitations
of MIDS/JTIDS terminals defined by their host systems and network designs
in use. Considering critical parameters, the radio coverage defined by
MIDS/JTIDS line of site, limits the overall utilization of this technology.
These limitations can be overcome by JREAP-C protocol. The main features
of this protocol are the data exchange over a long distance as well as its costeffective implementation in comparison to JTIDS/MIDS architecture. This
contribution describes characteristics of these protocols and their utilization
in the Czech Republic. Based on the ACO Joint Concept of Operations, both
of them are preferred to be used in multi-link operations led by NATO so it is
inevitable to consider their implementation to ensure Czech the overall
interoperability.
13
JREAP-C/LINK 16 IMPLEMENTATION FOR GBAD
Implementace JREAP-C/Link 16 do pozemní PVO
Milan ZNAMENACEK
RETIA, a.s.
Abstrakt: Příspěvek je věnován implementaci protokolu JREAP-C do oblasti
pozemní protivzdušné obrany. V úvodu prezentace autor komplexně definuje
protokol jako komunikační tunel pro data běžící v reálném čase, který
garantuje stejný synchronizovaný čas na všech síťových uzlech. Je definován
pro protokoly Link 16, VMF a Link 22 a je přístupný v následujících verzích:
JREAP-A - pro satelitní a radiovou komunikaci; JREAP-B – pro komunikaci
po modemových linkách; JREAP-C – pro komunikaci přes internetové IP
protokoly. Příspěvek dále objasňuje způsob implementace JREAP do
systémů pozemní PVO AČR. V závěru prezentace jsou uvedeny výhody
spojené s jeho využitím.
Summary: The presentation is dedicated to the implementation of JREAP-C
protocol to the area of GBAD. At the beginning of the presentation the author
comprehensively defines the protocol as a communication tunnel for real
time data which guarantees the same time on all network nodes. It is defined
for Link 16, VMF and Link 22 protocols. JREAP protocol has following
versions: JREAP-A – for satellite and radio communication (half/fullduplex); JREAP-B – for modem lines communication (point-to-point);
JREAP-C – for internet IP communication (IPv4, IPv6, TCP, UDP,
unicast/multicast). At the conclusion the author presents the advantages that
are connected with its usage.
14
OVERVIEW OF NATO TECHNOLOGY TRENDS
INTEROPERABILITY MIL+GOV
Přehled technologických trendů NATO v
interoperabilitě MIL+GOV
Pavel KOTYK.
Rohde&Schwartz Praha s.r.o.
Abstrakt: Autor zastupující firmu ROHDE & SCHWARZ-Praha, s.r.o. se ve
své prezentaci zabýval otázkou technologických trendů a interoperabilitou v
závislosti na potřebách NATO. Popisuje snahu NATO a průmyslového
odvětví obecně pracovat na možných způsobech šifrované komunikace.
Představuje strategii NATO definující dva protokoly pro interoperabilitu –
SCIP, NINE, které se právě nacházejí ve fázi definice. Dále uvádí potřebná
zařízení spolu s požadavky na hardwarovou a softwarovou platformu. V
závěru prezentace představuje navrhovaná řešení a zdokonalení nabízená
firmou RHODE & SCHWARZ spolu s jejich výhodami a charakteristikou.
Summary: The author representing ROHDE & SCHWARZ-Prague, s. r. o.
company deals in his presentation with the question of safe tactic
communication in connection with the needs of Air Forces. He states that
overall security consists of the combination of transmission security and
protection against targeting and interference (TRANSEC) and of
communication content security against monitoring, substitution or
modification of content (COMSEC). Furthermore, the author describes the
present situation in Czech Army and draws attention to the absence of
existing or non-existent standards. In the second part of the presentation he
presents proposed solutions and improvement offered by RHODE &
SCHWARZ along with advantages and characteristics of a new generation
radio station.
15
RHEINMETAL AIR DEFENCE C-RAM SYSTEM
Systém C-RAM společnosti Rheinmetal Air Defence
Peter Ruckstuhl
Rheinmetall Air Defence
Abstrakt: Zástupce firmy Rheinmetall AG zahájil své vystoupení stručným
představením společnosti. Jako dva hlavní pilíře uvedl obranu (bezpečnost) a
mobilitu. Následně prezentace obsahuje vyvíjené systémy protivzdušné
obrany spolu s jejich základními charakteristikami. Stacionární systém
Oerlikon Skyshield MOOTW, označovaný jako systém C-RAM, se skládá z
dvou jednotek pro řízení palby Oerlikon Skyshield FCU a šesti kanónů
Oerlikon Revolver Gun Mk2 C-RAM. Systém používá munici označovanou
názvem „Ahead pattern“. Princip spočívá v rozdělení projektilu na množství
menších sub-projektilů, v určité vzdálenosti před cílem. Dalším projektem
společnosti je vysokoenergetický laser HEL (High Energy Laser).
Summary: The representative of Rheinmetal AG company started his speech
with a short company introduction. He stated as a two main pillars the
defense (security) and mobility. Furthermore, the presentation contains the
developed AD systems together with their main characteristics. Oerlikon
Skyshield MOOTW stationary system, also called C-RAM system, is
composed of two fire control units Oerlikon Skyshield FCU and of six
Oerlikon Revolver Guns Mk2 C-RAM. The system dispose of so-called
“Ahead pattern” munition. Its principle consists in splitting of projectile into
a number of smaller sub-projectiles in specific distance from air target. Next
project of the company is High Energy Laser so-called HEL.
16
THE SECURITY IS ESSENTIAL, THE SECURITY
IS A CHALLENGE
Bezpečnost je základ, bezpečnost je výzva
Jitka CAPKOVA, Petr KOZAK
The Military Technical Institute
Abstrakt: Příspěvek s názvem „Bezpečnost je základ, bezpečnost je výzva“
představuje poslední řešení a pokrok Vojenského technického ústavu v
oblasti bezpečnosti. Zabývá se ochranou utajovaných informací a to
především jejich tvorbou a implementací. Autor uvádí, že právě bezpečnost
je občas uživateli vnímána jako komplikace, nebo dokonce nezbytné zlo.
Pokud ale bereme v úvahu bezpečnostní požadavky od samého začátku
vývoje, mohou být klíčovým příspěvkem pro dosažení správného řešení. Je
také zřejmé, že spolehlivost, dostupnost a autentičnost patří mezi hlavní
podmínky správného rozhodnutí velitele. Tato skutečnost je ale důležitá také
v průmyslu, protože právě vysoká úroveň zabezpečení je dobrou příležitostí
pro lepší zajištění konkurenceschopnosti. Závěr prezentace je doplněn řadou
ilustrací zmíněných produktů.
Summary: The contribution “The security is essential, the security is a
challenge” represents the latest solutions in the area of security of the
Military Technical Institute. It deals especially with the creation and
implementation of data security. Author states that the security is sometimes
considered as a complication, and even as necessary evil by the users. But
when we use security requirements as one of the tools from the very
beginning of the design, it is possible to say, that security is a key tool
contributing to the successful result. There are not any doubts, that the data
reliability, availability and authenticity are one of the key conditions for the
right commanders decision. And this fact is very important also in industry.
Because isn't it a good opportunity to be better than the competitors thanks to
high quality security implementation? In the case of the information systems,
certification is a complex process performed for the whole system, including
applied security features. Military Technical Institute is a designer and a
provider of the wide spectrum of the security mechanisms for the certified
systems used by The Czech Republic Armed Forces as a
WOC/SQOC/DSQOC and GBAD (e.g.: Data diode, Two-way security
gateways or the security filter BF unit). The end of the presentation is
supplemented with a number of pictures of mentioned products.
17
TECHNOLOGICAL INTEROPERABILITY
Technologická interoperabilita
1LT Olga GAZARKOVA
COMMUNICATIONs AND INFORMATION SYSTEMS AGENCY
Abstrakt: Prezentace se zaměřuje na problematiku interoperability, a to od
obecného pojetí interoperability až po specifické problémy v oblasti
protivzdušné obrany. Za tímto účelem je prezentace rozdělena do tří částí. Na
začátku je připomenuta obecná definice interoperability jak byla definována v
AAP-6 a NAF a dále je zmíněn model interoperability vycházející z NATO
Interoperability Policy. Na základě tohoto modelu je definována gesce
příslušného orgánu AČR odpovídající za tuto problematiku. První část je
zakončena základními principy aplikovanými k udržení a zachování
interoperability a to s důrazem na oblast komunikačních a informačních
systémů. Následující část poukazuje na současné problémy týkající se
interoperability v rámci AČR i vzhledem k aliančním partnerům, opět s
důrazem na protivzdušnou obranu. Následně jsou krátce zmíněny principy
řešení se zaměřením na podporu, kterou poskytuje Agentura komunikačních
a informačních systémů. Závěrečná část prezentace představuje oblasti
rozvoje a je rozdělena na modernizační a zcela nové projekty. Uvedené
projekty odrážejí záměr a trendy NATO a koaličních partnerů, které převážně
ovlivňují komunikační a informační systémy
Summary: The presentation is focused on interoperability issue. It covers the
topic of interoperability from the general point of view up to specific issues
occurring within the Czech Air Defence. To deal with this, the presentation is
divided into three parts. In the beginning it reminds interoperability definition
as it is stated in AAP-6 and NAF, and in reference to NATO interoperability
Policy it mentions an interoperability dimension model. Based on this model,
there are defined responsibilities for the interoperability dimensions within
the Czech Armed Forces. The first part ends by basic principles that are
applied to maintain and sustain interoperability with emphasis on technical
domain, more precisely on communications and information systems.
Following part depicts reasons for current interoperability issues considering
the Czech Armed Forces as well as multinational cooperation and again
focused on the Air Defence. Then there are briefly mentioned possibilities of
solving these issues concentrated mainly on the support of Communications
and Information Systems Agency. The final part of the presentation
introduces development intentions divided into renewal and new projects.
18
MILITARY CONCEPTS DEVELOPMENT: CASE
„WEAPONIZED UAVS"
Vývoj vojenských koncepcí: věc „ozbrojené
bezpilotní prostředky“
COL Ivo PIKNER
University of Defence
Abstrakt: Autor poukazuje na potřebu tvorby nových konceptů PVO pro
boj s budoucím nepřítelem, kterého představují bezpilotní prostředky. Na
začátku 21. století došlo k velkému rozmachu ve využívání bezpilotních
prostředků během vojenských operací. Bezpilotní prostředky hrají hlavní
úlohu ve zvyšujícím se dynamickém řízení boje a tato tendence se bude v 21.
století dále vyvíjet. Vzhledem k tomu, že nevezou pilota, mohou být
bezpilotní prostředky používané v operacích menší a méně nákladné, než
prostředky řízené člověkem. A díky vývoji řady technologií, mohou být
bezpilotní prostředky účinně využity v širokém spektru vojenských operací,
které mohou být označovány jako velmi obtížné nebo nebezpečné. Bezpilotní
prostředky se stávají novým prostředkem vzdušného napadení pro pozemní
PVO. Je nezbytné hledat nový koncept boje s ohledem na současné a budoucí
možné bezpilotní prostředky.
Summary: The author shows the necessity of new Air Defence concept
development for the fight with future enemy UAVs. There is growing in
unmanned aerial vehicles (UAVs) usage during military operations at the
beginning of the 21st century. UAVs will play a major role in the
increasingly dynamic battle control that will evolve in the 21st century.
Because they carry no pilot, UAVs may be smaller in size and more cost
effective in operation than manned aircraft. And due to the development of a
set of technologies, unmanned aerial vehicles (UAVs) may prove an efficient
application for a wide spectrum of military missions, many of which can be
categorized as “the dull, the dirty, and the dangerous.” UAVs became new
means of air attack for the GBAD. It is necessary to search for a new concept
of the warfare with current and possible future UAVs.
19
The full paper:
Introduction
There is growing in unmanned aerial vehicles (UAVs) usage during
military operations at the beginning of the 21st century. UAVs will play a
major role in the increasingly dynamic battle control that will evolve in the
21st century. Because they carry no pilot, UAVs may be smaller in size and
more cost effective in operation than manned aircraft. And due to the
development of a set of technologies, unmanned aerial vehicles (UAVs) may
prove an efficient application for a wide spectrum of military missions, many
of which can be categorized as “the dull, the dirty, and the dangerous.” UAVs
became new means of air attack for the GBAD. It is necessary to search for a
new concept of the warfare with current and possible future UAVs. The
author shows the necessity of new Air Defence concept development for the
fight with future enemy UAVs.
Theory of Military Concepts Development
Military concepts usually describe the methods, techniques and plans to
use the military capabilities in order to achieve the set objectives or goals.
The scope of this description may vary, from comprehensive to concise, from
describing the actions of the military forces in the most general terms and at
the highest strategic level to the specification of the action of a specific
technological system or use of a specific training system.
Military concepts are hierarchically organized while the placement of the
concept within the hierarchy depends on its degree of generality. There are a
number of options allowing classification of military concepts. In general we
can classify military concepts to the following four basic degrees (figure 1) :
• Institutional concepts, describing the organization and materially
technical facilities of a military institution;
• Operating concepts, describing the method of employment of the
military forces;
• Functional concepts, describing the activity (performance, behaviour)
of the individual military functions and sub-functions;
• Enabling (integrating) concepts, describing the capabilities required
for the activity of the military functions and sub-functions.
20
Figure 1 Hierarchy of military concepts
The concepts for lower level must be compatible with the higher level
concepts that they are subordinated to. While the higher level concepts
generally manage the development of the lower level concepts, it should be
apparent that the influence may also work in the opposite direction. A
breakthrough lower level concept may result in the necessity to review the
conclusions of the higher level concepts.
Institutional concepts rank the highest within all military concepts. The
institutional concepts provide a description of the higher level features and
the functioning of military institution or institutions.
Operating concept is, in the broader sense, an expression of an opinion
about the method of employment of troops. It means how the military forces
will be employed. In literature we may find terms “Operational Concept” or
“Operating Concept”; both with the same contextual meaning. These
concepts describe how commanders, applying military science and military
art, can use the defined capabilities to achieve the set of military goals
(TRADOC, s. 28). These concepts describe how commanders, applying
military science and military art, can use the defined capabilities to achieve
the set of military goals.
21
Functional concepts describe the performance (execution, demonstration)
of a specialized military area (such as logistics, fire support, manoeuvre,
force protection etc.) in a broader operational context. The concepts
presented in the Joint Vision 2020 may serve as an example of future
functional concepts – dominant manoeuvre, precision engagement, focused
logistics and full dimensional protection.
Enabling (sometimes also called integrating) concepts describe how the
individual (specific) task or procedure should be carried out by applying a
particular capability, such as a specific technology, training or educational
program, organization or equipment. The concept describing the use of
technology for UAV (RPA VECTOR) may be used as an example. The
enabling concepts, as far as the terminology is concerned, are the most
specific ones out of all military concepts. The level of the conveyed
information should be sufficient for the direct specification of military
requirements (for modernization, equipment, armament…).
Figure 2 Joint Concept Family Relationship
There is question: when to start writing or developing of new concept?
According to Schmitt (2002) there are only two reasons to start new concept
development:
a) either there is a requirement to find a solution to a new military
problem or
b) there is a requirement to find a solution to an existing problem.
22
Woods and Christoffersen (2002) have identified two main activities in
operational development that are relevant for this method description. The
first case involves finding a better solution to an existing problem than the
currently applied solution. A better solution may have emerged as a result of
a new development in technology, organisation, tactics or some other area. It
may also be necessary to develop a new solution because the operational
environment, task, or other circumstances have changed to such a degree that
the current solution is no longer sufficient. This type of development is
centred on practical, action-focused research, development and design and is
called incremental innovation or pioneering innovation.
Example of UAV Concepts Development
From the perspective of the history we can see effort to extend the
development and employment of UAV within many operations in the period,
mostly in the end of 20th century. Currently used UAV were developed on
the basis of operational requirements and the Long Term Capability
Requirements. As example the document “Unmanned Aerial Vehicle
Roadmap 2000-2025” was issued by the Office of the Secretary of Defence
in 2001.
This document presents the Department of Defense’s (DoD) roadmap for
developing and employing unmanned aerial vehicles (UAVs) over the next
25 years (2000 to 2025). It describes the missions identified by theater
warfighters to which UAVs could be applied, and couples them to emerging
capabilities to conduct these missions. A series of Moore’s Law-style trends
are developed to forecast technological growth over this period in the key
areas of propulsion, sensor, data link, and information processing capabilities.
In February 2014 has been issued next example – “RPA Vector: Vision
and Enabling Concepts 2013-2038” by Headquarters, United States Air
Force. This document refines the Air Force strategic vision for the future of
RPA and reemphasizes the inherent potential and emerging capabilities of
small unmanned aircraft systems (SUAS). The RPA Vector outlines concepts
and capabilities needed over the next 25 years. It can inform the capabilities
planning and requirements development process as well as inform the CFLIs
as they execute their responsibilities for implementation planning in the
plans, programming, budgeting and execution process.
A Unmanned Aircraft is defined by DoD as “an aircraft or balloon that
does not carry a human operator and is capable of flight under remote control
or autonomous programming.” Within the US DoD, these aircraft have been
categorized by weight, operating altitude, and airspeed, as delineated in
23
Figure 3 and 4. The Air Force has further defined Group 1 through 3 as Small
UAS and Group 4 and 5 as RPA.
Figure 3 UAV Categories
Figure 4 UAS Family of Systems
24
As another example of document with vision of future UAV development
and employment was publish in March 2014. It is report “Remote Control:
Remotely Piloted Air Systems – current and future UK use. Document was
published with aim to make recommendations and inform the future
development and use of these systems by the UK in the context of the next
Strategic Defence and Security Review (SDSR). This document examines:
a) Nomenclature – defining the terms Remotely Piloted Air System,
Unmanned Aircraft System and “drone”
b) Current utility and dispersal – for what purposes are Remotely
Piloted Air Systems used currently?
c) Lessons learned from operations in Afghanistan
d) Tomorrow's potential – what additional capabilities will the UK
seek to develop from now to 2020?
In addition to these two examples currently, app. 32 nations manufacture
more than 150 models of UAVs; 55 countries operate some 80 types of
UAVs, primarily for reconnaissance. But only some of them with military
concepts (vision) for their operations employment.
Possible misuse of UAV: UAV Attack Scenario
Together with the development and introduction of new perspective (and
often the disruptive) technologies emerging the new types of tasks and
methods of deployment in future UAV operations can be predicted. In the
future operating environment we can expect more extensive utilization of
both advantages of the use and even misusing the UAV by adversary or
enemy groups, for example, to obtain information or inflict extensive
surprises and losses.
The future of micro and small UAVs will not be limited to ISR, SEAD, and
EW missions. These small platforms will be capable of carrying out missions
across the full spectrum of operations, including strike and airborne
communication nodes. After watching the USAF’s successful integration of
offensive weapons on a Predator UAV, the Army has begun to actively
pursue offensive capabilities for its mini-UAVs. This is but the beginning of
many new approaches for utilizing small UAVs as offensive weapons.
Using UAV as a possible terrorist’s weapon in the present and future
conflicts has not been developed and evaluated properly in details so far.
Several essays deal with this problem, e.g. according to experience from
terroristic methods have been applied till now, generally in all things the core
matter is attack against civilian, much less military objects. The goals usually
25
are: arouse a fear atmosphere, feeling futility the existing consolidation
effort, or make this effort as hard, as it could be possible.
Small drones, especially those using autonomous navigation, could be
stealthy, accurate, and potentially deadly weapons, and the probability of
their use is rapidly increasing.
On the basis of the analysis we can assume following potential scenarios:
a) During a large public event in a stadium, a terrorist launches a
Mini UAV, which is equipped with a machine gun, from a building
at some distance. He directs the Mini UAV into the stadium and
remotely fires the machine gun. In the panic that occurs in the
stadium numerous people are overrun and die.
b) During a public speech by a VIP, the VIP is shielded from the
audience by bulletproof glass. However, a terrorist deploys a Mini
UAV equipped with an explosive, which flies over the shielding
glass. The explosive detonates close to the VIP wounding him
fatally.
c) During an expeditionary mission, opposing forces launch a Mini
UAV toward a compound. When the Mini UAV has reached the
centre of the compound, it releases a chemical agent. Luckily this
only causes some minor physical effects on people that were
present and unprotected. However this has caused significant fear
among the compound inhabitants.
d) During an expeditionary mission, an opposing militant group
launches a small swarm of Mini UAVs, each equipped with an
explosive, toward an airbase. The Mini UAVs fly toward the
fighter jets that are parked on the airbase, and their explosives
detonate just above the fighter jets. This significantly damages a
number of jets and even destroys one of them.
For military planners this is only short list of potential employment by
enemy (military or non-military). But firstly we can have enabling concept
how to fight and use our air defence against new targets - UAVs.
Bibliography
-
TRADOC Regulation 71-20. Concept Development, Experimentation,
and Requirements Determination. Fort Monroe, Virginia: Training and
Doctrine Command, 2009.
-
PIKNER, Ivo; KRČMÁŘ, Miroslav; GALATÍK, Vlastimil. Why to
generate and develop new operational concepts. In: Operations system
26
research & security of information - Volume IV. Canada, Ontario: The
International Institute for Advanced Studies in Systems Research and
Cybernetics, 2011, p. 17-21. ISBN 978-1-897233-76-4.
-
SCHMITT, John F. A Practical Guide for Developing and Writing
Military Concepts. Defence Adaptive Red Team: Working Paper #024 [online]. December 2002, č. 4, s. 1-26 [cit. 2012-06-10]. Available:
http://www.au.af.mil/au/awc/awcgate/dod/dart_guide.pdf
-
Future air and space operational concept 2009. The Development,
Concepts and Doctrine Centre, Ministry of Defence, Shrivenham
SWINDON, Wiltshire, November 2009
-
United States Air Force: RPA Vector: Vision and Enabling Concepts
2013–2038. Headquarters, United States Air Force, February 17, 2014.
Available: [cit. 2015-04-10].
http://www.defenseinnovationmarketplace.mil/resources/USAFRPA_VectorVisionEnablingConcepts20132038_ForPublicRelease.pdf
27
WORKSHOPS SECTION
The following part of the proceedings contains minutes from the workshops
take part at the Air Defence Conference 2015
28
AD CONFERENCE 2015 - REARMAMENT
WORKING GROUP
COL Jan SEDLIAČIK
Content of the meeting:
Col Jan SEDLIACIK introduced rearmament plan of CZE GBAD till 2025.
The tree projects have been in displayed to the working group.
1. Replacement of SA-13
2. Replacement of SA-6
3. C-RAM capability building
During the meeting has been also discussed the topic of GBAD C2, data links
and testing of GBAD units (TACEVAL). Representatives of CZE, HUN,
SVK and USA agreed to establish working groups under the national
leadership with the aim to identify possible cooperation or to coordinate
common activities.
Conclusions of meetings and tasks:
1. Establish working groups
Replacement of SA-6 (MRSAM)
CZE
COL Jan SEDLIAČIK, +420 724 372 655, [email protected]
Testing of GBAD units (TACEVAL) HUN
LTC Zoltán KRISTÓF, +36 306 920 893, kristó[email protected]
C2 and data links
USA
CW3 Mark DOHOGN, +49 631 3406 2726, [email protected]
LTC William CATER +49 631 3406 2657, [email protected]
2. CZE, SVK will produce the list of certified TACEVAL evaluators and
hand over it to the HUN POC
All nations are kindly asked to take course of action, reach of national
approval and nominate representatives to the working groups. All leaders are
responsible to develop TOR of WG. Next meeting of established WG is
expected to be held during the NATO GBAD C2 TOE in Vienna.
29
AD CONFERENCE 2015 - INTEROPERABILITY
WORKING GROUP
CPT Jaroslav SEKANINA
Not available at the proceedings print closing date.
30
AD CONFERENCE 2015 – VZDĚLÁNÍ A VÝCVIK V
AČR WORKING GROUP
LTC Jan FARLÍK
This workshop was according to its agenda in CZECH language only.
Obsah jednání:
Jednání bylo v českém jazyce z důvodů specifického zaměření dané
problematiky.
Jako první vystoupil Ing. Jaitner s informací o blízkém zahájení tvorby
publikace „Velení a řízení ve vzdušných silách“. Ing Jaitner seznámil
přítomné se zamýšlenou strukturou dokumentu a požádal o spolupráci.
Na úvod workshopu bylo pojmenováno několik problémů v oblasti výcvik a
vzdělávání pozemní PVO. Problémy se týkají především komunikace mezi
jednotlivými složkami vzdušných sil, MO a GŠ. Pplk. Daverný v této
souvislosti navrhl zřízení společného datového uložiště (popř. jiného
společného média) k zabezpečení informovanosti příslušníků pozemní PVO
AČR. Tento koncept byl shledán jako problematicky realizovatelný ne však
nereálný. Jako jedny z dalších možností byly kpt. Sekaninou navrženy
šestiměsíční setkání v rámci jiných aktivit (konference PVO, metodický den
náčelníka vojska, apod.).
Hlavní částí workshopu pak byla diskuse na téma přípravy personálu v rámci
změněných podmínek vzdělání a výcviku. Pplk. Farlíkem byla upřesněna
struktura nového studijního programu SP2014 – Vojenské technologie,
Univerzity obrany. Pplk. Farlík upozornil na problém ČVO výstupních
ročníků katedry SPVO (K-208), kdy zatímco na vstupu je deklarována
možnost uplatnění absolventa v rámci pozic na ČVO 24 a 25, po úspěšně
splněných státnicích je student katedry SPVO zařazen pouze do ČVO 24.
Jako ideální stav bylo shledáno přidání ČVO 25 ke kvalifikacím absolventů
katedry SPVO. Tento stav by bylo nutné také doplnit o navýšená směrná
čísla požadovaných studentů, aby nebyl krácen 25.plrp ve Strakonicích
v přidělených absolventech.
Další diskuse byla vedena v duchu výměny názorů na výcvik vojenského
profesionála vojsk pozemní PVO. Názory jednotlivých účastníků se značně
lišily a nebylo tudíž možno stanovit jasné závěry této diskuse. Navzdory
tomu byl vydefinován společný názor, že by se přijímací řízení absolventů
mířících k útvarům mělo konat před zahájením stáží. To by pomohlo
vyprofilovat závěrečné stáže tak, aby byl absolvent univerzity obrany lépe
připraven na zahájení kariéry u konkrétního druhu vojska či útvaru.
31
The following part contains Czech full papers
32
MOŽNOSTI STANOVENÍ PROSTORU ÚČINNÉ
PŮSOBNOSTI PROTILETADLOVÝCH
RAKETOVÝCH KOMPLETŮ POČÍTAČOVOU
SIMULACÍ
doc. Ing. Ivan Hamtil, CSc., pplk. Ing. Jan Farlík, Ph.D., Ing.
Miroslav Krátký, Ph.D.
Univerzita obrany, Katedra systémů PVO
Abstrakt – Jednou ze základních podmínek vedení bojové činnosti
protiletadlových raketových kompletů je znalost jejich prostorů účinné
působnosti a s nimi souvisejícími prostory odpálení raket. Jejich stanovení
standardními metodami, tj. ostrými střelbami, je však ekonomicky velmi
náročné. Článek proto pojednává o možnosti stanovit prostor účinné
působnosti cestou matematického modelování a počítačové simulace procesu
navedení protiletadlových raket.
Klíčová slova: modelování, simulace, prostor účinné působnosti
Úvod
Pro efektivní řízení palby jednotek pozemní PVO je nezbytná znalost celé
řady veličin, které jednak charakterizují takticko – technické parametry a
bojové možnosti palebných prostředků (protiletadlových raketových
kompletů - PLRK), jednak jsou nezbytné pro rozhodování velitelů jednotek a
obsluh těchto palebných prostředků. Těmito veličinami především jsou:
- prostor účinné působnosti (PÚP) PLRK a jeho hranice,
- prostor odpálení (PO) raket a jeho hranice,
- hranice vydání palebného úkolu,
- požadovaná dálka zjištění cíle,
- možnosti opakování (cyklus) střelby.
Primární charakteristikou, od níž se odvíjí stanovení většiny výše
uvedených veličin, je prostor účinné působnosti PLRK.
Prostor účinné působnosti PLRK je část prostoru v okolí PLRK, ve které
je za daných podmínek (nemanévrující cíl) zaručeno ničení jednotlivého
33
typového vzdušného cíle protiletadlovou řízenou raketou (PLŘR) alespoň se
stanovenou pravděpodobností [1]. Tvar a velikost PÚP jsou především dány
takticko - technickými parametry PLRK.
Pro dosažení požadované účinnosti střelby je tedy nutné, aby ke střetnutí
rakety s cílem došlo v prostoru účinné působnosti. Aby tomu tak bylo, je
nutné raketu odpálit s časovým předstihem rovným době letu cíle i rakety do
bodu střetnutí. Množina bodů, ve kterých se může nacházet cíl v okamžiku
odpálení rakety, vytváří potom prostor odpálení (PO). Tvar a poloha hranic
prostoru odpálení závisí na těchto faktorech:
- na tvaru a poloze hranic PÚP,
- na době zpoždění startu rakety (časový interval mezi stlačením tlačítka
startu
a opuštěním odpalovacího zařízení raketou),
- na rychlosti letu rakety a cíle, resp. na době letu rakety a cíle do bodu
střetnutí,
- na způsobu letu cíle (manévruje – nemanévruje).
Znalost PÚP a PO je tedy jednou ze základních podmínek vedení bojové
činnosti PLRK. Nejobjektivnějším způsobem jak určit tvar a rozměry PÚP
PLRK by bylo provést dostatečné množství ostrých střeleb při přesně
definovaných podmínkách letu cílů. Stanovení tvaru a definice hranic PÚP by
potom bylo výsledkem statistického vyhodnocení výsledků střeleb. Avšak
pro enormní náklady je dnes tento způsob určení PÚP pro výrobce
(dodavatele) PLRK nepřijatelný a informace o PÚP PLRK nejsou vždy
dostatečné. Jsou tedy hledány jiné, méně nákladné způsoby přibližného
stanovení, resp. odhadu PÚP PLRK.
Jednou z možností jak alespoň přibližně stanovit PÚP PLRK je
matematické modelování a simulace procesu střelby. Popisu této možnosti
určení PÚP PLRK je věnován tento článek.
Princip stanovení PÚP PLRK matematickým modelováním
Podstatou přibližného stanovení PÚP PLRK matematickým modelováním
je počítačová simulace procesu navedení protiletadlové řízené rakety na
vzdušný cíl při souběžném sledování plnění podmínek pro úspěšné zničení
cíle.
Jsou-li k dispozici úplné dynamické charakteristiky rakety a jejího řídicího
a naváděcího systému, je matematický model procesu navedení tvořen
kinematickými rovnicemi pohybu cíle, dynamickými rovnicemi řízeného
pohybu rakety a rovnicemi navedení. Potom podmínkou úspěšného zničení
cíle je minutí cíle raketou menší než definovaný poloměr účinné působnosti
bojové hlavice rakety. Avšak úplné dynamické charakteristiky rakety a jejího
34
řídicího a naváděcího systému jsou k dispozici málokdy, takže tento postup
stanovení PÚP PLRK nelze použít.
Ve většině případů je tedy nutné pro formulaci matematického modelu a
simulaci procesu navedeni rakety na cíl použít „jenom“ kinematické rovnice
pohybu cíle i rakety spolu s rovnicemi navedení, a pro stanovení podmínek
úspěšného navedení rakety a zničení cíle použít snadněji dostupné
charakteristiky PLRK. Nalezení a formulace těchto podmínek je
nejdůležitější a současně nejobtížnější fází řešení této problematiky.
Z dostupných technických charakteristik PLRK lze pro formulaci výše
uvedených podmínek využít především informace o závislosti rychlosti a
dosažitelného (dispozičního) normálového zrychlení rakety na době letu,
informace o maximální možné velikosti úhlových rychlostí otáčení
záměrných os zaměřovacích a sledovacích systémů PLRK a o velikosti jejich
dynamických chyb, případně dalších dostupných informací. Potom mohou
být podmínky pro úspěšné simulované navedení rakety, kdy simulovaný bod
střetnutí rakety s cílem leží uvnitř PÚP, slovně formulovány například takto:
- dálka a výška bodu střetnutí nepřekročí hodnoty dané T-T
charakteristikami PLRK;
- potřebné normálové zrychlení rakety nepřekročí hodnotu zrychlení
dispozičního;
- úhlové rychlosti záměrné cíle v odměru i elevaci nepřekročí maximální
přístrojové;
- elevační úhel záměrné cíle nepřekročí maximální přístrojový;
- úhel mezi záměrnou (radiusvektorem) rakety a její podélnou osou
nepřekročí polovinu
šířky zorného pole fotodetektoru palubního naváděcího systému rakety
(při navedení po laserovém paprsku).
Konkrétní formulace podmínek pro úspěšné simulované navedení rakety
je potom uvedena v matematickém modelu zvoleného typu systému navedení
(dálkové povelové navedení, dálkové navedení po paprsku, samonavedení).
Výše uvedený princip přibližného stanovení, resp. odhadu prostoru účinné
působnosti PLRK je dále demonstrován na příkladu PLRK typu VSHORAD
s navedením rakety po laserovém paprsku.
Matematický model a výsledky simulace procesu navedení PLŘR
Mějme tedy standardní PLRK typu VSHORAD, např. RBS-70 s raketou
dálkově naváděnou po laserovém paprsku. Matematický model procesu
navedení rakety je formulován jednak v pravoúhlém, jednak
35
v modifikovaném sférickém souřadném systému. Pravoúhlý souřadný systém
XYZ má počátek v místě postavení PLRK, osy XZ leží v horizontální rovině,
osa X je rovnoběžná s vektorem rychlosti cíle, osa Y je vertikální.
Modifikovaný sférický souřadný systém rεσ má počátek rovněž v místě
postavení PLRK, veličina ε je úhel mezi radiusvektorem r a rovinou XZ,
veličina σ je úhel mezi průmětem radiusvektoru do roviny XZ a osou X.
Potom můžeme psát [2], [3]:
- kinematické rovnice pohybu cíle pro přímočarý pohyb na konstantní
výšce:
x c  vc , y c  0 , z c  0 , vc  konst. ,
rc  vc . cos  c . cos c  σ c . cos εc  vc . sin  c . sin εc ,
rc  εc  vc . sin  c . cos εc  vc . cos  c . cos c  σ c . sin εc ,
rc  σ c  cos εc  vc . cos  c . sin c  σ c  ;
(1)
(2)
(3)
- kinematické rovnice pohybu rakety:
rr  vr . cos  r . cos r  σ r . cos ε r  vr . sin  r . sin ε r ,
(4)
rr  εr  vr . sin  r . cos ε r  vr . cos  r . cos r  σ r . sin ε r ,
(5)
rr  σ r  cos ε r  vr . cos  r . sin r  σ r  ,
xr  rr . cos r . cos r  , y r  rr . sin r  , z r  rr . cos r . sin r  ;
 , a  v .
 , a  a2  a2 ;
a  v .
y
r
r
z
r
- rovnice navedení:
r
rn
 r   c , r  c ,  r   c ,
y
(6)
z
 r   c ;
- omezující podmínky pro úspěšné simulované navedení:
rz  rmin , rz  rmax , y z  hmax ,  c   max , c  c max
  r   c   max / 2 ;
arn  ad ,
kde
t …………………..je doba letu rakety,
rmin , rmax …………..jsou minimální a maximální šikmá dálka bodu
střetnutí,
hmax ……………….je maximální výška bodu střetnutí,
rz …………………je šikmá dálka bodu střetnutí (zásahu) při simulaci,
vc , vr ……………...jsou rychlost cíle a rakety [ms-1],
36
c ,  c , r ,  c ……jsou kurs a podélný sklon vektoru rychlosti cíle a
rakety,
 max , max …………jsou maximální dovolená elevace a její úhlová
rychlost,
a d ………………...je dispoziční (dosažitelné) normálové zrychlení rakety
[ms-2],
 ………………...je aproximace úhlu mezi radiusvektorem rakety a její
podélnou osou,
 max ………………je zorný úhel fotodetektoru rakety.
Prostor účinné působnosti je potom definován jako množina bodů
střetnutí, ke kterým došlo při simulovaném navedení rakety, a v jehož
průběhu byly trvale splněny všechny výše uvedené omezující podmínky pro
úspěšné navedení. V grafu na obr. 1 je jako příklad ukázán výsledek simulace
v podobě horizontálního řezu PÚP PLRK typu RBS-70 a PLŘR RB-70Mk3
pro danou výšku a rychlost letu cíle, v grafu na obr. 2 je potom vertikální řez
téhož PÚP pro stejnou rychlost cíle a zadaný (nulový!) kurzový parametr
dráhy letu cíle.
Obr. 1. Horizontální řez prostorem účinné působnosti PLRK RBS-70
37
Obr. 2. Vertikální řez prostorem účinné působnosti
PLRK RBS-70
Závěr
Matematický model procesu navedení PLŘR, který je uveden v odst. 3.
tohoto článku, byl tedy úspěšně použit pro odhad PÚP v případě, kdy není od
výrobce, resp. dodavatele PLRK k dispozici autorizovaná informace o PÚP.
Grafy na obr. 1 a 2 ukazují, že i relativně jednoduchá simulace procesu
navedení protiletadlové řízené rakety, která využívá „pouze“ kinematických
rovnic pohybu rakety, avšak doplněných vhodně definovanými omezujícími
podmínkami pro úspěšné navedení, umožňuje získat dostatečně věrohodný
obraz prostoru účinné působnosti PLRK. Nezbytným předpokladem je ale na
jedné straně dostatečné množství různých informací o charakteristikách
posuzovaného PLRK, na straně druhé schopnost zpracovatele transformovat
různorodé charakteristiky a informace do jednoznačně formulovaných
podmínek pro úspěšné navedení.
Literatura
[1] ŽÍŽEK, J.: Teorie střelby PLRK II. Skripta VA, Brno 1993, p.č.t. S2852/2.
[2] HAMTIL, I. TESAŘ, J.: Řízení letu raket. Učebnice VA, Brno 1991,
p.č.t. U-198.
[3] Přenosný protiletadlový raketový komplex RBS-70.
Dostupné na:
http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/rbs70/rbs70.shtml
38
APLIKACE MULTIAGENTNÍCH PRINCIPŮ PŘI
PROCEDURÁLNÍM MODELOVÁNÍ OPERAČNÍCH
STŘEDISEK
npor. Ing. Josef Časar, Ph.D.
Univerzita obrany, Katedra systémů PVO
Abstrakt: Dnešní operační střediska, jak civilní tak vojenská, představují
komplexní systémy pro příjem, zpracování, vyhodnocení a distribuci různých
druhů informací. Abychom byli schopni cvičit personál nebo testovat různé
druhy možných scénářů, potřebujeme simulační technologie schopné
pracovat s věrnými modely za pomoci simulace reálných procesů. Jedním
možným způsobem řešení je právě modelování s využitím multiagentních
principů. Tento článek se zabývá objektově orientovaným, multiagentním
procedurálním modelováním operačních středisek a jejich aplikačními
potřebami.
Summary: Today operational centres, both civilian and military, are
complex systems for receiving, processing, evaluation and distribution of
various kinds of information. To train personnel or test the different kinds of
possible scenarios, we need simulation technologies able to handle real-like
models via simulation of real processes. One possible way is modelling using
multi-agent principles. This paper deals with object oriented, multi-agent
procedural modelling of operational centres and its application needs.
ÚVOD
Vojenská a civilní operační střediska jako jsou operační středisko
vzdušných sil nebo operační středisko letky se musí neustále vypořádávat
s velkým množstvím informačních kanálů a sloužit tak jako kontrolní činitel
pro specifický soubor senzorů a efektorů. Získaná informace je zpracována
do srozumitelného formátu nebo sloučena do jednotného obrazu situace. Po
zpracování je potřeba získané informace vyhodnotit. Toto hodnocení
obsahuje odpověď na otázku co je potřeba řídit nebo dělat a v jakém pořadí.
Dalším krokem je distribuce rozkazů, informací, nařízení nebo doporučení
podporovaným entitám. Výše zmíněná sekvence se opakuje, dokud není
dosaženo požadovaného stavu. Ve vojenství existuje smyčka zvaná OODA
39
(Observe, Orient, Decide and Act / Pozoruj, zorientuj se, proveď rozhodnutí a
jednej), která se tomuto velmi podobá.
Aby bylo možné cvičit personál nebo testovat nové procesy či procedury,
je nezbytné organizovat velmi drahá živá cvičení nebo se pokusit vytvořit
simulační systém (simulátor), který bude obsahovat všechny nezbytné
procedury skrze implementované modely reálných systémových entit spolu
s procesy. Simulace procesů používaných v operačních střediscích může být
řešena několika způsoby. Jedním z přístupů je využití multiagentních
principů k vytvoření modelů entit nebo procedur v těchto centrech.
Multiagentní systém simulující například operační středisko se musí řídit
několika pravidly. Pokud potřebujeme simulační platformu, kterou by bylo
možné propojit s reálným systémem (například pro vložení dat
z probíhajícího cvičení), musí tato platforma rozumět, nebo být schopna
komunikovat skrze skutečné komunikační protokoly a standardy. Pokud
požadujeme simulátor schopný cvičit určitý personál, musíme ho vytvořit
jako objektově orientovaný, nebo ještě lépe – multiagentní.
FORMULACE PROBLÉMU
Multiagentní systémy (MAS) zaznamenaly dlouhou dobu evoluce. Ze
základních reaktivních agentů, agentů MAS vyvinutých do kognitivních a
racionálních agentů. Všechny tyto druhy agentů mají své výhody a nevýhody.
Pro modelování operačních středisek je možné podle zaměření využít téměř
kteréhokoli agenta.
Budování modelů operačních středisek je zatíženo řadou složitých
problémů. Nejprve je důležité určit význam celého simulátoru. Dále je
důležité si uvědomit, zda bude simulátor samostatnou platformou, nebo bude
propojen s reálnými systémy, nebo se sítí dalších simulátorů. Všechny tyto
parametry vytváří strukturu nového simulátoru. Například v případě
samostatného simulátoru není nutné dodržovat komunikační standardy
reálných systémů, protože simulátor s nimi nebude sdílet, posílat ani získávat
žádná data. Proto může být zpracování vnitřních dat řízeno komunikačními
protokoly daného simulátoru nekompatibilními s reálným systémem.
Podle zaměření simulátoru můžeme analyzovat a třídit procesy, které musí
probíhat uvnitř simulace. Současně s definicí procesů musíme definovat kdo
(živá osoba) nebo jaký agent bude spouštět který proces. Pokud nechceme
40
vytvářet příliš rozsáhlé systémy, je důležitá také otázka výběru vhodného
typu agenta.
Dalším problémem je návrh řady agentů. Podle použití simulátoru musí
být zachována personální struktura reálného operačního střediska, nebo
mohou být do jednoho agenta spojeny konkrétní pozice, funkce nebo
schopnosti, které jsou běžně oddělené. Finální struktura multiagentního
systému by měla být schopna řešit přibližně stejné množství úkolů jako
reálné operační středisko.
ŘEŠENÍ PROBLÉMU
Dobře zkonstruovaný multiagentní systém pro modelování operačního
střediska jednodušší verze reálného systému. Reálné operační středisko je
typické pro svůj soubor pravidel a procedur, které jsou řízeny přesně
stanoveným způsobem a konkrétními osobami. Tato struktura komunikuje
s dalšími jednotkami skrze komunikační kanály, které slouží jako zdroje
informací, rozkazů nebo žádostí. Také mohou sloužit jako oznamovací
kanály (tento způsob komunikace může být implementován do informačních
zdrojů). Po analýze reálného systému musíme definovat soubor
předefinovaných procedur a činností vhodných pro konečný simulátor a
informační zdroje, které naplní simulaci nebo zdroje, které použijí data
vyslaná simulací (Obr. 1).
Obr. 1 – Základní kompozice předběžného modelu
Konečná sestava procedur společně se souborem činností představují
počáteční bod pro tvorbu nového modelu. Samotná tvorba modelu spočívá
v definici agenta stejně tak jako v jeho funkcionalitě a definici schopností.
41
DEFINICE AGENTA
Pro definici agenta musíme analyzovat cíl modelu operačního střediska
s ohledem na následující otázky:
Měl by model kopírovat skutečno personální strukturu?
Měl by model kopírovat celé spektrum činností, nebo pouze jeho
část?
- Měla by simulace komunikovat s dalšími entitami (reálnými nebo
simulovanými)?
- Měl by být model modelem pozitivního nebo procesního řízení
(nebo obou)?
Tyto čtyři základní otázky napomáhají při rozhodování o struktuře a
kompozici agenta. Dále je nutné vzít v úvahu oprávnění agenta určující jeho
existenci. Tento krok se skládá z následujících částí:
-
Cíl. Každý agent je zkonstruován tak, aby plnil konkrétní úkoly.
Úspěšné plnění definovaných úkolů vede ke splnění vyššího cíle,
který je stejný pro všechny agenty.
- Záměr. Každý agent má svoji oblast pravomocí a činností.
- Schopnost komunikace. Každý agent je schopen komunikovat
nejméně s jedním dalším agentem.
- Relativní nezávislost na okolí systému. Pokud má agent potřebné
informace, je schopen pracovat nezávisle a decentralizovaně.
Vojenské MAS mohou také využívat centralizované způsoby řízení,
kde existuje centrální (nejvyšší) agent. Centrální agent musí nejdříve
definovat časovou posloupnost činností. Tato posloupnost je povinná
pro ostatní definované agenty v MAS. Například vyhodnocení
existence hrozby bude vést k časové posloupnosti – znič nebo
eliminuj hrozbu (nepřítele, střelbu, atd.).
- Interakce s okolím. MAS obvykle nejsou uzavřené systémy a mohou
reagovat na vnější vstupy. Následně mohou také ovlivňovat své okolí.
Alespoň jeden agent má alespoň jeden vstup z okolí a alespoň jeden
agent má alespoň jeden výstup do okolí.
- Znalost agentových vlastních dovedností. Každý agent je schopen
určit proveditelnost konkrétního úkolu.
- Sociální znalost. Znalost schopností ostatních agentů v MAS.
Spolu se souborem definic agenta je nutné mít na mysli stav okolí MAS.
Pro modelování operačních středisek obvykle existuje následující okolí:
-
42
-
Stochastické. Není možné předvídat budoucí stav okolí systému.
Částečně pozorovatelné. Propojené senzory a informační zdroje
mají obvykle limitovaný rozsah.
Dynamické. Stav okolního prostředí nezávisí jen na činnostech
MAS ale také na činnostech okolních entit a samotného prostředí.
Diskrétní. Informace o prostředí a okolních entitách přichází do
MAS v určitých časových periodách (například 2-10 sekund pro
radiolokátory). V následující časové periodě může být prostředí
v omezeném počtu možných stavů (např. auto může být pouze
několik metrů od své poslední pozice vzhledem k jeho maximální
rychlosti).
SLOŽENÍ MAS
Následující krok spočívá ve verifikaci konstrukce souboru agentů skrze
definice vnitřních vazeb a informačních toků. Navrhneme vytvoření popisu
propojení uzlů k vyhodnocení možných nesrovnalostí v předchozích náčrtech
struktury souboru agentů (Obr. 2).
Obr. 2 – Popis konektivity uzlů
Konečná topologie MAS se skládá ze sítě agentů spolu s vazbami a
popisem činností. Podle autorů předešlých výzkumů [3], [4] je možné
definovat následující soubor agentů.
Řídící agent
Tento agent je specifický pro svou úroveň autority a je typický pro
vojenské aplikace. MAS s řídícím agentem by měl být schopen přenést
43
-
všechny své funkce na živou osobu a to především v případě požívání
zbraňových systémů. V dalších případech a v civilních aplikacích má řídící
agent následující funkce:
- Kontrola všech podřízených agentů.
Změna globálních procedur. Lokální procedury jsou přiřazeny jednotlivým
agentům, ale globální procedury mění chování celého MAS. Například vyšší
pohotovostní stav mění chování všech agentů.
- Právo vetovat potencionální konfliktní rozhodnutí.
Databázový agent
Databázový agent pomáhá systému, aby nebyl zahlcen zbytečnými
informacemi a daty od ostatních agentů. Je schopen zálohovat práva a
pravidla stejně tak jako globální a lokální procedury. Pomáhá rychle řešit
konflikty poskytnutím správných informací.
Databázový agent také eviduje aktuální objekty a oblasti zájmu společně
se stupněm důležitosti. Ve vojenských systémech to může být například počet
bráněných objektů a jejich jednotlivé důležitosti (např. atomová elektrárna
s prioritou 1, klasická elektrárna s prioritou 2). V civilních systémech to
může být například priorita bránění školy nebo nemocnice.
Dále je databázový agent zodpovědný za evidování stavu vlastních
kontrolovaných objektů a stejně tak potencionálních hrozeb (převážně ve
vojenských aplikacích).
Další funkcí databázového agenta je povinnost informovat všechny
zapojené agenty v případě globálních nebo lokálních změn (lokální změna
může znamenat změnu celého MAS nebo jen jednoho agenta). Vzhledem
k této funkci aktualizuje databázový agent všechny své databáze zahrnující
vlastní prostředky nebo hrozby a prostředky protivníka.
Alokační agent
Alokační agent alokuje vlastní efektory na cílové entity (hrozba,
nebezpečí, cíl, stav nouze, atd.). Může existovat více alokačních agentů podle
počtu druhů připojených prostředků. Například vojenská aplikace operačního
střediska může rozlišovat zvlášť alokačního agenta pro pozemní a pro
vzdušné prostředky. Alokační agent analyzuje:
Tav vlastních prostředků (např. Pozice,
připravenost, zkušenosti, použitelnost, atd.).
Zaznamenává historii činnosti prostředků.
Pozici hrozby nebo nebezpečí.
44
Správná agentova oblast zodpovědnosti.
Správné globální a lokální procedury.
V případě neshod mezi alokačními agenty řeší problém řídící agent. Když
je proces dokončen, alokační agent sleduje periodicky oblast zodpovědnosti,
získává zprávy z připojených prostředků a vyhodnocuje je.
Identifikační agent
Identifikační agent obsahuje algoritmus pro identifikaci prostředí a entit.
Každá entita v operační oblasti nebo v okolí má určité charakteristiky a proto
může být identifikována (dokonce i jako neznámá entita). Pokud systém
detekuje novou entitu, identifikační agent zahájí její analýzu. Analýza
obsahuje:
- Hledání vlastních známých vzorů, jako jsou identifikační kód, značení
nebo signál (ve vojenských aplikacích například vlastní a cizí).
- Hledání dalších známých vzorů a specifických atributů (vzhled, tvar,
elektromagnetické spektrum, atd.).
- Rozlišení neznámých vzorů. Podle algoritmu identifikačního agenta (může
to být lehké ale také obtížné). Nejjednodušší algoritmus jednoduše
identifikuje neznámé znaky jako potencionální hrozbu, dokud není
provedena pozitivní identifikace (skutečný přítel nebo nepřítel). Toto
rozlišení může také vést k neutrální identitě. Další zpracování odfiltrovat
nebo zvýraznit určité identity pro zjednodušení rozhodovacího procesu.
Identifikace entit v operační oblasti zkvalitňuje rozhodovací proces dalších
agentů, především alokačních agentů.
Senzorický agent
Tento typ agenta získává, slučuje, zpracovává a distribuuje čistá data o
entitách v operační oblasti. Senzorický agent obsahuje algoritmy na produkci
globálního obrazu entit. Musí řešit potencionální konflikty dvou nebo více
překrývajících se senzorů. Tento agent může být podpořen existujícím
systémem distribuce obrazu prostředí. V tomto případě je senzorický agent
zjednodušen na agenta „hlídajícího čáru“.
Ve skutečnosti tento agent řeší, kde a kdy se nějaká entita vyskytuje a
identifikační agent řeší co je to za entitu.
ZÁVĚR
Využití principů umělé inteligence při modelování operačních středisek za
pomoci multiagentních systémů by mělo být řešeno v případech, kdy je
45
potřeba simulovat velké množství výstupů a kde je definováno velké
množství procedur a pravidel. Proto jsou typickým příkladem vojenských
aplikací operační střediska, národní bezpečnostní centra, záchranné systémy,
atd.
Multiagentní systém použitý pro modelování operačních středisek
popsaný v tomto článku rozdělil spektrum problému do několika oblastí
řešených konkrétními agenty. Velení, řízení a podpora MAS jsou
reprezentovány řídícím agentem. Hlavní znalosti jsou reprezentovány
databázovým agentem. Okolní prostředí je prozkoumáváno a zpracováváno
senzorickým agentem zatímco identifikaci okolních skenovaných entit řeší
identifikační agent. Řízení připojených podřízených entit (palebné jednotky,
záchranné jednotky, zbraňové systémy, atd.) a jejich hodnocení provádí
alokační agent nebo agenti. Tato skupina agentů je schopna řešit jakoukoli
úlohu nebo situaci skrze analýzu prostředí, procedurální rozhodování a řízení
činností.
POUŽITÁ LITERATURA
[1] NATO C3 Board, NATO Architecture Framework version 3, NATO,
2007.
[2] STANTON, N., BABER, C., HARRIS, D. Modelling command and
control: event analysis of systemic teamwork. 1st ed. Burlington, VT:
Ashgate, 2008
[3] FARLÍK, Jan. New approaches to operational centres modelling,
Proceedings of 15th Mechatronika 2012. Praha: Czech Technical
University in Prague, 2013, pp. 270-273
[4] FARLÍK, Jan; ŠEBELA, Miroslav; JELÍNKOVÁ, Nada. Implementation
of behavioural and physiological characteristics of air command and
control centre personnel to the multi agent model. In: International
Conference in Military Technology Proceeding. Brno: University of
Defence, 2013, pp. 1171-1178.
[5] Stanton, Neville A.; Walker, Guy; Jenkins, Dan; et al. Models of
command and control, 7th International Conference on Engineering
Psychology and Cognitive Ergonomics, Vol.4562, 2007, pp.600-608.
46
SIMULACE JEDNOTEK PROTILETADLOVÉ
RAKETOVÉ OBRANY
Doc. Ing. Vojtěch Májek, CSc.
Univerzita obrany, Katedra systémů PVO
Abstrakt: Dnešní moderní vojenské simulační systémy vyžadují vysokou
úroveň reality implementované do modelů. Tyto modely vojenské techniky
by neměly být realistické jen z hlediska vizualizace, ale také z hlediska
chování. Protiletadlové raketové systémy jsou velmi sofistikované systémy,
které disponují schopnostmi samotné platformy, jejími senzory, zbraňovým
systémem (rakety), schopností spolupracovat s dalšími podobnými
jednotkami na bojišti, atd. Tento článek se zabývá specifickými aspekty
modelování protiletadlových raketových systémů a simulačním modelováním
uskupení.
Summary: Today military simulations state of the art systems require the
high level of implemented reality into the models. These models of military
equipment should be realistic not just in case of visualization but also in case
of behavior. Surface-to-air missile systems are very sophisticated systems
that comprise capabilities of platform itself, its sensors, weapon system
(missile), capability to act together with other similar entities at the
battlefield, etc. This article deals with certain aspects of surface-to-air missile
systems modeling and simulation – modelling of cluster design.
ÚVOD
Vojenské simulace jsou jedním z nejvýznamnějších způsobů výcviku a
přípravy vojenského personálu. Méně nákladné vojenské simulátory
umožňují výcvik konkrétních znalostí a stejně tak rychlost reakce na
konkrétní bojové úlohy. Nicméně dnešní vojenské simulátory (kromě těch,
které simulují létání letadel) většinou neobsahují komplexnější algoritmy
chování a jednoduše spouští předpřipravené scénáře. Tento současný stav
neumožňuje výcvik v bitvě s modely s inteligentnějšími reakcemi jako je
čekání na správný okamžik reakce, výběr vhodné taktiky, plnění rozkazů,
uvědomování si technických charakteristik zbraňového systému, atd. Pro
47
umožnění co nejrealističtější simulace musíme do samotných modelů a stejně
tak do simulačních algoritmů implementovat maximum technických
charakteristik a způsobů jednání. Tento článek se zaměřuje na specifickou
část vojenské simulace zahrnující protiletadlové zbraňové systémy, protože
implementace tohoto druhu vojenské techniky byla dříve značně limitována.
Hlavním důvodem proč nebyly protiletadlové raketové systémy dříve
dostatečně modelovány je, že tyto systémy a jejich vlastnosti jsou velmi
složité. První simulace obsahovaly jednoduché modely raketových systémů,
které byly pouze dobře graficky zpracovány, ale neobsahovaly správnou
taktiku, technické charakteristiky ani procedury. Tyto modely mohly pouze
projíždět simulací a simulovat střelbu na letadlo. Nicméně samotná střelba
byla zjednodušena na přímé sledování spojnice rakety a letadla bez
implementace metod navedení. Dnešní vojenské simulace kladou důraz na
stále větší množství realistických aspektů, což znamená, že modely musí být
vylepšeny tak, aby se chovaly jako reálné raketové systémy. Abychom získali
reálné protiletadlové raketové systémy, musíme dodržet alespoň některé
důležité charakteristiky (zahrnující taktiku, techniky a procedury). Zde je
soubor vlastností, které by měly být do modelů protiletadlových raketových
systémů implementovány.
Střelecké charakteristiky:

Maximální a minimální dosah (součást prostoru účinné působnosti
(PÚP) [1]);
 Rozsah v azimutu (součást PÚP [1]);
 Maximální a minimální výška cíle (součást PÚP [1]);
 Vývoj vektoru rychlosti v čase (je možné jej vypočítat z ostatních
charakteristik);
 Změnu hmotnosti rakety v průběhu času;
 Počet cílových kanálů (kolik cílů je raketový systém schopen
současně postřelovat);
 Cyklus střelby (čas přípravy na další střelbu);
 Dosah bojové hlavice;
 Aerodynamické vlastnosti rakety.
Taktika, techniky a procedury:
48

Způsob seskupení (umožňuje využití více než jednoho zbraňového
systému na bojišti);
 Rychlost pohybu (jednotlivé vozidlo nebo konvoj);
 Čas přechodu do bojové pozice a zpět
 Čas přechodu z každého pohotovostního stavu do jiného;
 Prodleva při výstřelu rakety;
 Hranice určení bojové mise;
 Dosah senzorů; raketového systému;
 Zásoba raket;
 Mód operace (centralizovaný, decentralizovaný, autonomní);
 Stav kontroly zbraňových systémů (umožňuje výběr správného módu
střelby);
 Rozkazy řízení střelby (umožňují koordinaci střelby skupiny
zbraňových systémů).
Simulace a modelování výše zmíněných schopností protiletadlových
raketových systémů umožňuje přiblížit vojenský simulátor téměř realitě. I
přes to, že je tento proces obtížný a má vysoké nároky na výpočetní výkon,
jsou dnešní počítačové systémy schopné se s těmito nároky vypořádat bez
výrazných prodlev.
Tento článek se zaměřuje na jednu část z výše zmíněných schopností –
simulaci návrhu seskupení. Další charakteristiky protiletadlových zbraňových
systémů jsou řešeny v pracích [1], [2].
SIMULACE PROCESU TVORBY SESTAVY
Tato kapitola nabízí jeden ze způsobů, jak simulovat skupinu
protiletadlových raketových systémů (SAM – Surface to Air Missile) a jejich
bojové možnosti. Organizovaná skupina spolupracujících SAM systémů se
nazývá sestava. Sestava SAM je definována jako oblast, ve které skupina
SAM systémů vykonává úkoly protivzdušné obrany (PVO). Tyto úkoly se
skládají převážně z protivzdušné obrany jedné nebo více oblastí nebo objektů
jako například města, továrny, vojenské objekty, a další. Systémy (modely)
v seskupení by měli koordinovat své úsilí tak, aby maximalizovaly celkovou
výkonnost. Existuje několik hlavních kategorií důležitých objektů, které by
měly být bráněny (a simulovány).
Stacionární objekty:
- Civilní
49

Malé a střední velikosti
 Vládní budovy;
 Průmyslové komplexy (chemičky, rafinerie,
skladiště nafty, zbrojovky, a další);
 Elektrárny (jaderné, tepelné, vodní, atd.);
 Letiště.
 Velké velikosti
 Města;
 Životně důležité (klíčové) oblasti.
 Vojenské
 Malé a střední velikosti
 Letecké základny;
 Velící stanoviště;
 Klíčové jednotky, základny nebo síly.
Mobilní nebo přesunutelné:
- Vojenské
 Četa, praporní úkolová uskupení;
 Úkolová uskupení velikosti brigády, divize.
Pro simulaci efektivního seskupení SAM potřebujeme modely SAM
systémů jako Patriot, Hawk, Rolland a dalších. Aby byly SAM systémy co
nejvíce realistické, měly by obsahovat výše zmíněné střelecké
charakteristiky, taktiku, techniky a procedury. Sestava SAM je definována
také jako oblast, která afektivně brání uvnitř umístěné objekty – to znamená,
že vzdušný nepřátelský cíl musí být zničen dříve, než použije vlastní zbraně
(rakety země – vzduch, bomby, projektily).
A. Rozmístění modelů SAM v sestavě
První pravidlo tvorby sestav v simulaci, je rozmístění systémů SAM
dalekého dosahu, které jsou schopné střílet na cíle letící vysokou rychlostí
(obvykle nadzvukové letouny) a velice vysoko (obvykle přes 10 km).
Simulovaný nepřítel většinou dosáhne cílové oblasti na vysokých výškách,
aby prodloužil svůj operační dobu. Před útokem většinou nepřítel začne
klesat na nižší výšky, aby se ukryl před senzory protivníka. Systémy
dalekého dosahu jsou obvykle schopny působit na cíle v určitých sektorech
(jako systém PATRIOT) a neumožňují střelbu ve všech směrech. Právě
z tohoto důvodu je důležité, aby se rozmístění jednotek v simulaci řídilo
50
charakteristikami systémů SAM. Typickými představiteli systémů dalekého
dosahu jsou systémy Patriot, S-200 (SA-5 Gammon) neboS-300 (SA-10
Grumble). V závislosti na počtu bráněných objektů v oblasti zodpovědnosti
by simulace měla rozmístit nezbytný počet systémů SAM dalekého dosahu
(pokud jsou dostupné alespoň jeden systém SAM na jeden bráněný objekt).
Pokud je například simulována sestava pro bráněnou oblast tří objektů,
kterými jsou továrna, město a letecká základna, měla by simulace vybrat
rozmístění alespoň tří systémů SAM dalekého dosahu, jejichž pozice by měly
být poblíž bráněných objektů.
Bráněné objekty by neměly být rozestavěny příliš daleko jeden od
druhého, aby bylo umožněno dobré pokrytí sestavy simulovaných senzorů
(ani by neměly být příliš blízko, aby se neovlivňovaly). V případě simulace
rušení by senzor v sestavě měl být naprogramován tak, aby byl schopen
hledat směry nejsilnějšího rušení a aby mohl vyhledat nepřátelský rušič
pomocí triangulační metody. Pokud jsou bráněné objekty příliš daleko od
sebe, měl by algoritmus simulace poskytnout řešení nebo možnost volby
rozdělení aktuální sestavy SAM do více oblastí. Pozice systémů SAM by
měla být v první řadě na vyvýšených místech dané oblasti tak, aby byly
maximalizovány schopnosti pokrytí.
Druhá fáze (nebo pravidlo) představuje rozmístění systémů SAM
středního dosahu. Algoritmus simulace (nebo tvůrce simulace) by měl být
schopen umístit tyto systémy tak, aby pokryly nízké a střední výšky a
doplnily schopnosti systémů dalekého dosahu (systémem SAM je v tomto
článku myšlen jeho model v simulaci).
Rozmístění by mělo být na větších vzdálenostech (na rozdíl od SAM
dalekého dosahu) od bráněných objektů ve směru očekávaných směrů útoku
protivníka. Pokud scénář nepředpokládá znalost protivníkova směru postupu,
měl by systém umístit tyto systémy podobně jako systémy dalekého dosahu.
Typickým představitelem systémů SAM středního dosahu jsou HAWK a S125 (SA-3 GOA). Simulátor by měl určit počet potřebných systémů pro
pokrytí většiny nechráněné oblasti.
Následující fáze se zabývá rozmístěním systémů SAM krátkého dosahu do
sestavy. Nyní algoritmy simulačního rozmístění pokryly většinu oblasti
rozvinutí sestavy systémy SAM dlouhého a středního dosahu, přičemž
v tomto pokrytí jsou malé nebo žádné mezery. Nicméně, obvykle bývá
poměrně obtížné těmito systémy pokrýt velmi nízké nadmořské výšky (do
100 m). Abychom pokryli i nižší nadmořské výšky a bránili systémy
51
středního a dalekého dosahu v nízkých výškách, v rámci simulace by se měly
rozestavit systémy krátkého dosahu, jako např. Avenger, RBS-70 nebo
Mistral.
B. Ověření rozmístěných modelů SAM
Právě jsme pokryli oblast zodpovědnosti celým spektrem pozemních
jednotek protivzdušné obrany (dalekého, středního a krátkého dosahu), ale je
stále možné, že některé pozice nebudou vyhovovat z nějakého z následujících
důvodů:
- Nevyhovující pokrytí (vizuální dohled, radarový dosah);
- Neočekávané překážky;
- Neočekávané rušení (v případě, že simulátor má schopnost
simulovat rušení);
V dalším kroku je nezbytné, aby simulátor vypočítal vizuální dohled nebo
radarový dosah v každé pozici systému pozemní PVO. Vizuální dohled je
počítán pouze v případě, že používáme systémy krátkého dosahu, které
nepoužívají žádný radar. Výstupem výpočtů je diagram viditelnosti pro
umístění jednotlivých systémů pozemní PVO.
Z taktického hlediska je nezbytné, aby palba simulované sestavy byla
schopna pokrýt celou oblast rozvinutí od nadmořské výšky nejméně 150 m.
Nicméně pokud to dovolí terén nebo technologie (realizována modely
pozemní PVO), je možné učinit podmínky přísnějšími a snížit minimální
nadmořskou výšku až na 50 m (efektivně pokrýt nižší nadmořské výšky
systémy pozemní PVO je velmi obtížné či téměř nemožné). Pro každé
navrhované umístění modelu pozemní PVO by měl simulátor vypočítat tzv.
„diagram pokrytí“ v intervalu maximálně tří stupňů a do dosahu konkrétního
senzoru modelu pozemní PVO. Čím přesnější algoritmus diagramu pokrytí,
tím realističtější dosah v každém směru. Nejlepším řešením se jeví
implementace radarové rovnice, která je schopna vypočítat i zakřivení Země
[2].
Jiná část vyhodnocení zahrnuje sloučení veškerých diagramů pokrytí od
všech modelů pozemní PVO v oblasti zodpovědnosti. Celkový obraz systému
rozvinutí odhaluje mezery v pokrytí a slouží jako návod k přemístění sestavy
modelů pozemní PVO.
52
Pokud je simulátor určen pro návrh sestavy, mělo by se vzít v potaz
především:
- Umístění a velikost oblasti zodpovědnosti;
- Dostupné zbraňové systémy (modely pozemní PVO);
- Očekávaný směr napadení (vyvozen ze scénáře simulace);
- Vhodnost jednotlivých rozmístění z hlediska vizuálního dohledu a
radarového dosahu;
- Vhodnost jednotlivých rozmístění z hlediska terénních překážek a
možnostmi přístupu;
- Očekávaný charakter cílů (pilotované, bezpilotní, balistické,
apod.).
Jakmile je návrh sestavy dokončen, nastává fáze rozmístění samotných
simulovaných jednotek do zamýšlených míst. Otázka přesunu je důležitá z
důvodu realističnosti celé simulace (také řešeno v [4], [5]). Jestliže pohyb
modelů pozemní PVO je simulován, měl by být simulován i pohyb konvoje
PVO. To znamená, že pohybující se jednotky pozemní PVO by měly mít
schopnost bránění vzdušného prostoru ve formě modelů pozemní PVO
krátkého dosahu nebo přenosném systému PVO, tzv. „Man Portable Air
Defense“ – MANPADS (systémy pozemní PVO středního a dalekého dosahu
zpravidla nejsou schopné rychlé střelby za pohybu, případně náhlého
ukončení palby). Tato schopnost umožňuje simulaci střelby proti vzdušným
hrozbám za pohybu.
C. Shrnutí pravidel návrhu sestavy
V rámci vojenských simulací by měla být možnost navržení vlastní
sestavy bránící vzdušný prostor a testování daného návrhu za rozličného
chování nepřítele. Návrh sestavy by se měl řídit několika pravidly o tom, jak
vytvořit algoritmy návrhu sestavy:
1. Umístěte dostupné modely pozemní PVO dalekého dosahu nejprve
okolo každého bráněného objektu (jestliže je bráněný objekt pouze
jeden, umístěte minimálně jeden model pozemní PVO dalekého
dosahu v jeho blízkosti).
a. Modely pozemní PVO dalekého dosahu by se měly navzájem
krýt.
53
2. Dostupný model pozemní PVO středního dosahu umístěte v blízkosti
bráněných objektů, avšak co nejdále od modelu pozemní PVO
dlouhého dosahu, jak jen to bude možné.
a. Vzdálenost od bráněných objektů je limitována dosahem
modelu pozemní PVO, a to tak, aby onen model pozemní PVO
byl schopen palby na cíl dříve, než stihne shodit svou výzbroj
na bráněný objekt. Toto pravidlo zajistí tzv. hloubkovou
obranu.
b. Počet modelů pozemní PVO středního dosahu by měl být
přinejmenším stejný jako počet bráněných objektů.
3. Zaplňte mezery v krytí sestavy modely pozemní PVO krátkého
dosahu. Tyto modely by taktéž měly být využity na okraji sestavy
k detekci nízko létajících cílů (ať už vizuálně nebo radary).
4. Dobře navržený simulátor by měl taktéž být schopný vyvodit záložní
pozice pro každý model pozemní PVO, aby co nejvíce navýšil
pravděpodobnost jeho přežití, stejně jako realističnost simulace.
Záložní pozice by měly být zaujaty po prvním útoku vzdušného
protivníka na sestavu.
V další kapitole je návrh možné struktury rozhraní člověk stroj (nebo člověk
simulátor).
EXPERIMENTÁLNÍ ROZHRANÍ ČLOVĚK STROJ PRO SIMULÁTOR
PVO
Rozhraní člověk stroj simulátoru protivzdušné obrany by měl mít
schopnost zvolit umístění bráněných objektů. Uživatelsky přívětivým
řešením je přímá volba na mapě za pomoci kliknutí na přibližnou polohu a
dále upřesněním pozice, okruhu a značky (Obr. 1).
54
Obr. 1 – Navrhované rozhraní člověk stroj simulátoru PVO
Poté musí uživatel vložit nejpravděpodobnější směr útoku nepřítele.
Následující krok představuje automatickou nebo uživatelsky definovanou
volbu dostupných modelů pozemní PVO. Tyto modely musí být vloženy do
mapy simulátorem nebo uživatelem (Obr. 2).
Obr. 2 – Výběr pozemní PVO pro obranu
V této fázi by měl simulátor automaticky, nebo za pomoci vstupu
uživatele, generovat vhodné množství systémů pozemní PVO. V závislosti na
jejich počtu by také měla být vypočítána (nebo manuálně vložena) dostatečná
oblast odpovědnosti, pokud nebyla definována již dříve (Obr. 3).
55
Obr. 3 – Úprava hranice sestavy
V této fázi by měl být simulátor schopen, v závislosti na digitálním
modelu reliéfu (DMR), vypočítat optimální pozice modelů pozemní PVO a
dosah jejich senzorů.
Finálním krokem při tvorbě sestavy je umístění každého vybraného
modelu pozemní PVO do oblasti sestavy s ohledem na výše zmíněná
pravidla. V tomto případě si uživatel vybral dva modely dalekého dosahu
(Patriot - oranžový), dva modely středního dosahu (HAWK - modrý) a čtyři
modely krátkého dosahu (Rolland - zelený) tak, jak je to znázorněno na Obr.
4.
Obr. 4 – Umístění vybraných modelů pozemní PVO
56
ZÁVĚR
Tento článek představil předmět simulace protiletadlových raketových
systémů skrze modely sloučené do logických elementů neboli sestav. Jsou
zde objasněna základní pravidla pro tvorbu sestav, která napomáhají tvorbě
mnohem realističtějších simulací. Přístup zvolený v tomto článku je vhodný
zejména pro letecké simulátory pro rychlou tvorbu možných sestav pozemní
PVO tak, aby bylo prostředí pro trénink pilotů mnohem náročnější. Sestava
protivzdušné obrany jako základní logická jednotka disponuje schopností
vést simulovanou střelbu proti nepřátelskému vzdušnému útoku na různých
výškách a v různých směrech. Je také možné implementovat více pravidel
zahrnujících vzájemnou podporu, překrývající se střelbu, vážené překrytí,
obrana v hloubce nebo včasné nasazení, ale ta už přesahují rámec tohoto
článku. V případě kvalitního vojenského simulátoru by také mohla být brána
v úvahu obrana proti balistickým raketám. Všechny tyto faktory dělají
simulace mnohem sofistikovanější a více se blížící realitě.
[1]
[2]
POUŽITÁ LITERATURA
HAMTIL, Ivan; KRÁTKÝ, Miroslav; FARLÍK, Jan. The Air Defence
Missile System Effective Coverage Determination Using Computer
Simulation.
HAMTIL, Ivan; ŠEBELA, Miroslav; ŠTEFEK, Alexandr. Radar
information creation with use of a simulation environment. IET Radar,
Sonar & Navigation, 2013, vol. 7, no. 4, p. 333-341. ISSN 1751-8784.
57
VĚDECKÁ ČINNOST NA KATEDŘE
SYSTÉMŮ PVO ZA OBDOBÍ 10 LET
plk. doc. Dr. Ing. Alexandr Štefek, pplk. Ing. Radek Doskočil,
Ph.D., mjr. Ing. Václav Křivánek, Ph.D.
Univerzita obrany, Katedra systémů PVO
Abstrakt: Článek popisuje zaměření a výsledky vědy, výzkumu, expertní
činnosti a inovací na Katedře systémů PVO v období let 2005 až 2015. Jsou
zde souhrnně uvedeny informace o řešených vědeckých úkolech v projektech
specifického výzkumu, projektech na rozvoj organizace a dílčích záměrech
na rozvoj organizace.
Summary: The article describes the focus and results of science, research,
expert activities and innovation at the Department of air defence systems in
the years 2005 to 2015. There is summarized information of the scientific
tasks in a project specific research, projects on the development of the
organization and partial plans for the development of the organization.
ÚVOD
Katedra systémů PVO dosáhla v průběhu své dlouholeté existence celé
řady úspěšných a vynikajících výsledků při řešení různorodých vědeckých
úkolů v oblasti návrhů, vývoje a použití systémů velení a řízení vojsk
vzdušných sil. Mezi nejvýznamnější vědecké úkoly patřily projekty
Inteligentní systém podpory velení (ISPOVEL) - návrh automatizovaného
systému velení a řízení bojové činnosti vzdušných sil a System of hybrid
access reconassaince and control (SHARC) - návrh automatizovaného
systému řízení bojové činnosti palebné jednotky PVO, který byl dopracován
až do funkčního vzoru a ověřen na taktickém cvičení ve výcvikovém prostoru
Doupov. Dále katedra zpracovala investiční studie v rozsahu operačního,
systémového a technického náhledu na architekturu Deployable Squadron
Operations Centre (DSQOC) - automatizovaného systému velení a řízení
bojové činnosti letky taktického letectva v poli, Squadron Operations
Centre (SQOC) - automatizovaného systému velení a řízení bojové činnosti
letky taktického letectva a Surface to Air Missile Operations Centre
(SAMOC) – automatizovaného systému velení a řízení bojové činnosti
protiletadlové raketové brigády.
58
Skupinou použití, velení a řízení v PVO (pokračovatelka Katedry PVO)
Katedry systémů PVO se od 90-tých let zabývá výzkumem a vývojem
systémů pro podporu velení a řízení vzdušných sil. Od roku 2005 je
soustředěno úsilí na využití simulačních technologií. Pro tyto práce bylo
pořízeno simulační prostředí firmy MÄK Technologies, později „open
source“ SW, a k tomuto problému byl řadu let orientován specifický výzkum,
byla zpracována řada úspěšných bakalářských a diplomových prací, byly
řešeny doktorské práce a účastnili jsme se řešení projektu obranného
výzkumu „Využití simulačních technologií v rámci operačních středisek
vzdušných sil (SIMOS)“, ve spolupráci s LOM Praha, s.p. VTÚLaPVO
a PositronLabs, s.r.o. Problematika byla řešena i v rámci výzkumného
záměru FVT0000403 „Rozvoj, integrace, správa a bezpečnost
komunikačních a informačních systémů (C4I2) v prostředí NATO.
Skupina řídících a naváděcích systémů v PVO (pokračovatelka Katedry
technické kybernetiky a vojenské robotiky) Katedra systémů PVO má
zkušenosti s výzkumem řídící a simulační technologií a řízení robotických
systémů výzbroje. Byly zde řešeny projekty a vědecké práce dotýkající se
jednotlivých subsystémů, od konstrukce podvozků, přes senzorické systémy,
inteligentní řídicí systémy apod.
Členové Katedry systémů PVO jsou vedle široké publikační aktivity také
pravidelnými účastníky vědeckých a odborných konferencí a seminářů nejen
v České republice, ale i ve Francii, Itálii, Rumunsku, Slovensku, Polsku a
dalších státech NATO.
AKTUÁLNÍ ČINNOST
Výzkumná, expertní a inovační činnost Katedry systémů PVO je
v posledních pěti letech orientována do oblasti:
a) analýzy stavu, rámcových návrhů, ideového vývoje a použití systémů pro
podporu velení a řízení, výcviku a použití vzdušných sil s důrazem na
pozemní protivzdušnou obranu PVO a s tím spjatého počítačového
modelování a simulací procesů PVO;
b) robotických systémů a informací o kooperativní robotice pro bojovou a
obslužnou činnost;
c) boje s prostředky vzdušného napadení nestandardního charakteru (UAV);
d) nových technologií při ochraně a obraně vojenských a civilních objektů.
59
Výzkumné záměry (spoluúčast)
2004 až 2010 Rozvoj, integrace, správa a bezpečnost komunikačních a
informačních systémů (C412) v prostředí NATO
2004 až 2010 Výzkum pasivních optoelektronických systémů
automatizovaného sledování cílů pro systémy řízení palby
Projekty (záměry) na rozvoj pracoviště
2011 až 2013 Rozvoj prvků vzdušných sil v návaznosti na simulační
technologie a kybernetické systémy
2014 až 2015 Kooperativní robotické systémy v podmínkách AČR
Specifický výzkum
2005
Plánování činnosti PVO s možností verifikace pomocí
simulačních technologií
2006
Rozpracování
systémových
komponentů
komerčního
simulačního prostředí pro potřeby počítačové podpory
rozhodovacího procesu v PVO
2007
Tvorba komplexního simulačního prostředí s rozpracováním
modelů procesů bojové činnosti PVO
2008
Realizace komplexního simulačního prostředí pro hraní
výzkumných a výukových válečných her s tématikou
protivzdušného boje v lokálních podmínkách katedry
2009
Využití výzkumných a výukových válečných her v
simulačním prostředí katedry pro podporu kognitivní domény
v přípravě protivzdušných operací
2010
Tvorba výzkumného, vývojového a výukového pracoviště pro
hraní výzkumných a výukových válečných her při prověřování
a zdokonalování řídících algoritmů systémů řízení PVO s
využitím jejich počítačových ekvivalentů
2011
Rozvoj simulačních technologií pro podporu velitele prvků
systémů PVO
2012
Rozvoj simulačních technologií pro podporu velitele prvků
systémů PVO
2013
Řešení specifických problémů PVO a rozvoj vědomostí,
poznatků a dovedností při budování katedrálního expertního
pracoviště pro potřeby vzdušných sil AČR
2014
Řešení specifických problémů PVO se zaměřením na
budování expertních pracovišť katedry pro podporu výuky,
výzkumu a experimentální činnosti studentů
2015
Řešení specifických problémů PVO se zaměřením na podporu
výuky, výzkumu a experimentální činnosti studentů
60
ad) Charakteristika PRO 2011-13
Rozvoj schopností informačních technologií nabízí možnost získání
kvalitativně nového poznání s využitím metod a nástrojů simulačních
technologií. Předmětem řešení bylo využít simulačních technologií v rámci
míst velení a operačních středisek vzdušných sil pro vytvoření simulátoru. S
využitím standardních protokolů pro přenos dat (ASTERIX, LINK-11B,
apod.) a prostředí HLA/DIS (High Level Architecture/Distributed Interactive
Simulations) bylo snahou dosáhnout propojení OTS VŘ VzS (operačně –
taktické systémy velení a řízení vzdušných sil) se simulátorem jak v rámci
jednoho operačního střediska, tak i mezi základnami letectva, brigádou
protiletadlového raketového vojska a dalšími prvky možného uskupení,
včetně výcvikových zařízení jako je NCSTT (národní centrum simulačních a
trenažérových technologií).
Byla budována laboratoř simulačních technologií, u které bylo nutné
zabezpečit upgrade HW a kompletní každoroční support pro MÄK. Proto
jsme se přeorientovali na „open source“ SW. Laboratoř je nutné chápat nejen
jako pomocný nástroj pro realizaci teoretických představ, ale zejména
v počátečním období zavádění simulačních technologií u vojsk i jako
středisko pro předávání teoretických a metodických znalostí personálu, který
bude výcvik s využitím simulačních technologií plánovat a připravovat. Ze
zkušeností je známo, že tento proces přípravy trvá minimálně 3 roky.
V konečném stavu bylo (nerealizovanou) vizí, laboratoř propojit s NCSTT
pro simulace vzdušných sil.
Směr rozvoje vojenských technologií a zbraňových systémů ukazuje zcela
jasně možnost nasazení bezosádkových systémů a to nejen v oblasti ničení
protivníka, ale také v oblasti jeho detekce a detekce jeho činnosti. Je
nepochybné, že tyto technologie jsou využitelné i v mírové oblasti při
záchranných operacích. Vytvořením autonomního prostředku definujeme
oblast pro moderní vojenské technologie jako je například rozpoznání obrazu,
fůze informací ze senzorů, autonomní pohyb v neznámém prostředí, lokace,
detekce překážek, rozpoznání činnosti apod. Katedra získala schopnosti
navrhovat systémy pro využití ve vojenském prostředí, například
v průzkumu.
Bohužel řešení celkových cílů PRO bylo v roce 2013 narušeno zastavením
financování tohoto projektu, takže řešitelé dále nepokračovali v jeho řešení.
61
ad) Charakteristika DZRO 2014
Aktuálně jsme v průběhu druhého roku řešení záměru z celkového
dvouletého období 2014 a 2015. Při návrhu dílčího záměru na rozvoj
organizace (DZRO) Kooperativní robotické systémy v podmínkách AČR
jsme ze zkušenosti předchozích projektů pro první „přípravný“ rok řešení
definovali následující obecné cíle, které do různých hloubek řeší celkové
definované cíle záměru v souladu se schváleným zadáním DZRO:
a) Příprava teoretických podkladů a nákup odborné literatury (články,
zprávy, protokoly z měření, rešerše a jiné dokumenty).
b) Příprava technické základny a prvků pro realizaci měření a experimentů
(příprava mobilních platforem a laboratorních platforem; nákup měřicích
aj. přístrojů a zařízení, mechatronických a konstrukčních prvků, senzorů,
robotických prvků UGV a UAV a softwaru).
c) Provedení experimentálních (fyzikálních) měření s využitím UAV a
reálných prostředků průzkumu protivzdušné obrany (PVO) AČR.
K bodu a)
Byly zpracovány podpůrné analytické dokumenty, vypracovány rešerše
pro jednotlivé cíle DZRO, „předzpracovány“ záznamy/protokoly
z fyzikálních měření při experimentech, realizovány nákupy odborných knih.
Dále bylo na konferencích publikováno pět článků tematicky zaměřených do
oblasti řešeného DZRO, řešitel doc. Štefek zpracoval a vydal jednu kapitolu
v odborné knize „Robots on the Battlefield” a řešitel Ing. Krátký přednesl na
mezinárodní konferenci „Integrated Air and Missile Defence 2014"
vyžádanou přednášku na téma „Today’s toys – tomorrows’ threats Countering UAVs as the Air-Defenders’ Challenge“.
K bodu b)
Jednak jsme vytvořili pracoviště teleoperátora robotického podvozku
RAEDA (hlavním cílem byl návrh komunikačních vazeb mezi jednotlivými
prvky systému, návrh senzorů pro podporu semiautonomního řízení s jejich
možnou implementací do řídících algoritmů v podobě SW). Dále jsme řešili
návrh komunikace teleoperovaného čtyřkolového robota na platformě Suzuki
Jimny (návrh způsobů propojení, návrh komunikačního protokolu pro
dálkové ovládání přes ethernet). Nakoupena byla sada mechatronických a
konstrukčních prvků, dva druhy robotických UGV a jedno UAV, rušičky
WiFi a GSM signálů, senzor LIDAR, funkční měřicí a regulační systém a
další podpůrný materiál pro potřeby experimentů.
K bodu c)
Byla naplánována a realizována dvě praktická experimentální měření.
62
První měření - Měření radiolokační odrazivosti UAV používanými a nově
zaváděnými (Revisor) radiolokačními prostředky AČR. Plánované a i
realizované 18. února 2014 na letišti ve Strakonicích. Měření bylo na počátku
negativně ovlivněno ztrátou měřeného UAV (Hexacoptera), a z toho důvodu
nebylo dokončeno a nezískali jsme z něj žádné relevantní informace či
naměřená data. Část měření se realizovala náhradně v rámci druhého
experimentu a zbytek experimentálního měření se plánuje na rok 2015.
Druhé měření - Měření detekovatelnosti bezpilotních prostředků – bylo
realizováno firmou JamCopters (IČ: 88694674) formou nákupu služby
jednak v laboratorních podmínkách tak i v terénu. Měření se realizovala
s Quadrocopterou a Hexacopterou a to ve čtyřech termínech.
6. 10. 2014 – měření viditelné a akustické detekovatelnosti v podobě
terénního experimentu (spolupráce s K201, UO). 6. 11. 2014 – měření
radiolokační detekovatelnosti v laboratorních podmínkách (spolupráce
s K207, UO). 24. až 25. 11. 2014 měření zjistitelnosti reálnými prostředky
průzkumu PVO AČR v podobě terénního experimentu (v součinnost s 252.
plro/25. plrp). 1. a 4. 12. 2014 měření detekovatelnosti v IČ a akustické
oblasti v laboratoři (spolupráce s K201, UO). Ze všech experimentů byly
pořízeny protokoly, které byly částečně zpracovány, ale hlavní vyhodnocení
bude probíhat na začátku roku 2015.
ad) Charakteristika SV 2013-14
Projekt specifického výzkumu K208 v roce 2013 se zabýval (a) rozvojem
simulačních technologií pro tvorbu kybernetických systémů podporujících
rozhodování velitelů prvků vzdušných sil, (b) zdokonalováním prostředků
počítačové podpory bojového velení a řízení jednotkám a útvarům PVO, (c)
získáváním a ověřováním možností aplikace kybernetických systémů pro
potřeby AČR a (d) bojem s prostředky vzdušného napadení nestandardního
charakteru a dosáhnutím schopností obrany proti těmto prostředkům.
Výzkum a jeho výstupy jsou využívány při budování pracoviště pro podporu
distribuovaných simulací a laboratorního a experimentálního pracoviště
kybernetických systémů.
Projekt specifického výzkumu K208 v roce 2014 se zabývá podporou
studentské výzkumné a experimentální činnosti v oblasti: a) prostředků
počítačové podpory bojového velení a řízení jednotkám a útvarům PVO; b)
aplikace kybernetických systémů pro potřeby armády České republiky; c)
boje s prostředky vzdušného napadení nestandardního charakteru (např.
UAV); c) implementace nových technologií při ochraně a obraně vojenských
a civilních objektů. Cílem řešeného specifického výzkumu je získání nových
63
vědomostí, poznatků a dovedností uplatnitelných pro potřeby teorie a praxe
armády České republiky a pro potřeby budovaných expertních pracovišť
katedry.
KONFERENCE
Katedra PVO od roku 2000 a její následník Katedra systémů PVO od roku
2006 každoročně pořádá konference PVO zaměřené na aktuální témata sil
protivzdušné obrany, kterých se pravidelně účastní nejen vojenští odborníci z
AČR, struktur NATO i ostatních armád NATO, ale i civilní specialisté z
tuzemských a významných zahraničních firem ze států NATO.
Přehled konferencí pořádaných Katedrou PVO:
 1. ročník Konference PVO 2000 - konference na téma „Organizace a
použití PVO v soudobých konfliktech“. Brno, 26. 4. 2000;
 2. ročník Konference PVO 2001 - mezinárodní konference na téma
„Integrovaná PVO a její začlenění do NATINADS“. Brno, 25. a 26. 4.
2001;
 3. ročník Konference PVO 2002 - mezinárodní konference na téma
„Integrovaná, koordinovaná a rozšířená PVO NATINEADS“. Brno, 24. a
25. 4. 2002;
 4. ročník Konference PVO 2003 - mezinárodní konference na téma
„Příspěvek obranného průmyslu a AČR pro řešení úloh NATINEADS“.
Brno, 23. a 24. 4. 2003;
 5. ročník Konference PVO 2004 - konference na téma „Rozvoj Vzdušných
sil v rámci Společných sil AČR s důrazem na úkoly protivzdušné obrany“.
Brno, 21. a 22. 4. 2004;
 6. ročník Konference PVO 2005 - konference na téma „Současný stav a
perspektivy velení a řízení vzdušných sil “. Brno, 27. 4. 2005;
Přehled konferencí a seminářů pořádaných/spolupořádaných Katedrou
systémů PVO:
 Seminář s mezinárodní účastí "Společná síla 2006" k praktickým otázkám
přípravy a provedení cvičení vzdušných sil, 13. až 17. 2. 2006;
 7. ročník Konference PVO 2006 - konference na téma „Vzdušné síly v
úkolovém uskupení společných sil“. Brno, 26. a 27. 4. 2006;
64
 1. ročník Mezinárodní konference AiM 2006 na téma „Advances in
Mechatronics 2006“. Organizované ve spolupráci s Fakultou vojenských
technologií, Univerzita obrany. Trenčín, SR, 16. až 18. 8. 2006;
 8. ročník Konference PVO 2007 - konference na téma „Protiraketová
obrana a boj s bezpilotními prostředky". Brno, 25. a 26. 4. 2007;
 2. ročník Mezinárodní konference AiM 2007 na téma „Advances in
Mechatronics 2007“. Organizované ve spolupráci s Fakultou
mechatroniky, Univerzita Alexandera Dubčeka v Trenčíně. Brno, 4. až 6.
12. 2007;
 9. ročník Konference PVO 2008 - konference na téma „Společné operace
a vzdušné síly". Brno, 23. a 24. 4. 2008;
 Konference „PRINCIPIA CYBERNETICA ´08“ - konference kateder
automatizace a kybernetiky, pořádána ve spolupráci s Ústavem
automatizace a informatiky na FSI VUT v Brně; 3 až 5. 9. 2008;
 3. ročník Mezinárodní konference AiM 2008 na téma „Advances in
Mechatronics 2008“. Organizované ve spolupráci s Fakultou vojenských
technologií, Univerzita obrany. Trenčín, SR, 3. - 5. 12. 2008;
 10. ročník Konference PVO 2009 - konference na téma „Příprava a výcvik
vzdušných sil“. Brno, 22. a 23. 4. 2009;
 4. ročník Mezinárodní konference AiM 2009 na téma „Advances in
Mechatronics 2009“. Organizované ve spolupráci s Fakultou
mechatroniky, Univerzita Alexandera Dubčeka v Trenčíně. Brno, 1. až 3.
12. 2009;
 11. ročník Konference PVO 2010 - konference na téma „Koncepce a
systémy protivzdušné obrany“. Brno, 21. a 22. 4. 2010;
 5. ročník Mezinárodního symposia AiM 2010 na téma "Advances in
Mechatronics 2010“. Organizované ve spolupráci s Fakultou vojenských
technologií, Univerzita obrany. Trenčín, SR, 7. až 9. 12. 2010;
 12. ročník Konference PVO 2011 - konference na téma „Ambice
protivzdušné obrany“. Brno, 20. a 21. 4. 2011;
 6. ročník Mezinárodní konference AiM 2011 na téma „Advances in
Mechatronics 2011“. Organizované ve spolupráci s Fakultou
mechatroniky, Univerzita Alexandera Dubčeka v Trenčíně. Brno, 7. až 9.
12. 2011;
65
 13. ročník Konference PVO 2012 - konference na téma „Bílá kniha a
protivzdušná obrana“. Brno, 25. a 26. 4. 2012;
 14. ročník Konference PVO 2013 - konference na téma „Závazky a
ambice Vzdušných sil AČR“. Brno, 17. a 18. 4. 2013;
 15. ročník Konference PVO 2014 - konference na téma „15. konference
PVO 2014: 100 let protiletadlové obrany“. Brno, 15. a 16. 4. 2014;
 16. ročník Konference PVO 2015 - konference na téma „GBAD
Interoperability“. Brno, 22. a 23. 4. 2015.
Výchozí dokumenty strategie ve výzkumu, vývoji a inovacích na
K208
Při tvorbě strategie výzkumu, vývoje a inovací na K208 byly vzaty v
úvahu dva základní dokumenty, které shrnují všechny platné národní i
mezinárodní vize, strategie a koncepce přijaté vládou a resorty (resp.
resortem MO) v oblasti obranného výzkumu, vývoje a inovací do roku 2015 a
ve kterých jsou stanoveny základní priority výzkumu:
1) Národní priority orientovaného výzkumu, experimentálního vývoje a
inovací
Národní priority orientovaného výzkumu, experimentálního vývoje a
inovací navazují na cíle a aktivity Národní politiky výzkumu, vývoje a
inovací České republiky na léta 2009 až 2015.
2) Koncepce obranného a aplikovaného výzkumu a vývoje do roku 2015
Kapitola 6. Hlavní tematické směry (priority) obranného VaV
Oblasti:
- rozvoj vojenského umění s důrazem na aktuální metody
vedené boje (včetně vedení a řízení činností
v asymetrickém prostředí),
- průzkum, sběr, vyhodnocování a distribuce zpravodajských
informací,
- všestranné využití taktických bezpilotních prostředků
v operacích za účasti ozbrojených sil,
- protiraketová obrana,
- rozvoj netradičních prostředků působení na protivníka
k docílení požadovaných účinků včetně neletálních.
66
3) Koncepce výzkumu a vývoje v působnosti Ministerstva obrany na
léta 2005-2009
4) NATO dokumenty:
- JAPCC study on “RPAS in Contested Environments”, září 2014,
dokument NATO;
- Směrnice ministerstva obrany USA č. 3000.09 z 21. Listopadu 2012 –
„Autonomy in weapons systems“ ;
- UNMANNED AERIAL VEHICLES: OPPORTUNITIES AND
CHALLENGES FOR THE ALLIANCE, special report NATO
Science and technology, listopad 2012, č. 157 STC 12 E rev. 1.
5) Dlouhodobý záměr vzdělávací a vědecké, výzkumné, vývojové a další
tvůrčí činnosti Univerzity obrany pro období 2011 – 2015 upravený pro
jednotlivá období
Priorita 2. Otevřenost
2.1 Internacionalizace
Cíl: … Primárně v tomto směru věnovat pozornost kooperaci s
obdobnými vojenskými vysokoškolskými institucemi s cílem sdílet
případně sloučit schopnosti s vybranými strategickými partnery.
2.1.2 Mezinárodní spolupráce vysokých škol v oblasti výzkumu, vývoje
a inovací
Cíl: Vytvářet podmínky na UO tak, aby to umožnilo její směřování k
intenzivnímu zapojení do mezinárodní spolupráce ve výzkumu, vývoji a
inovacích zejména se strategickými partnery UO.
2.2 Spolupráce s praxí
Cíl: UO, jakožto jediné centrum vzdělání v oblasti obrany a významný
prvek výzkumu, vývoje a inovací v oblasti obrany a bezpečnosti v rámci
ČR, se musí otevřít více spolupráci s praxí.
Priorita 3. Efektivita a financování
3.5 Financování výzkumu, vývoje a inovací z prostředků veřejné
podpory
Cíl: Zvýšit rozsah a objem využití prostředků veřejné podpory na výzkum,
vývoj a inovace na UO v oblasti institucionální podpory ve vazbě na
posílení schopností jednotlivých součástí provádět expertní činnost a na
dosažené výsledky ve výzkumu, vývoji a inovacích.
67
6) Dlouhodobý záměr vzdělávací a vědecké, výzkumné, vývojové a další
tvůrčí činnosti FVT UO pro období 2011 – 2015 upravený pro jednotlivá
období
7) Strategie Univerzity obrany ve výzkumu, vývoji a inovacích v letech
2014-2020
Priority UO ve výzkumu, vývoji a inovacích Univerzita obrany se hlásí k
cílům, které jsou stanoveny v Prioritách VaVaI v prioritní oblasti Obrana,
obranyschopnost a nasazení ozbrojených sil, v podoblasti Rozvoj
schopností ozbrojených sil a její priority jsou s těmito cíli totožné:
- Vývoj nových zbraňových a obranných systémů
- Příprava, mobilita a udržitelnost sil
- Podpora velení a řízení
- Rozvoj komunikačních a informačních systémů a kybernetická
obrana
ZÁVĚR
Výstupy vědecké činnosti v rámci všech projektů byly a jsou cíleny pro
resortní, ale i alianční uplatnění v oblasti vzdušných sil, především pak PVO.
Realizované aplikované výzkumy budou podkladem pro nové obranné
technologie v oblasti robotických prostředků (pozemních i vzdušných) a
obrany proti nim (Priorita UO: Vývoj nových zbraňových a obranných
systémů). Část výsledků bude řešit problematiku implementace do systémů
velení a řízení (Priorita UO: Podpora velení a řízení).
68