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. ,
rc vc . cos c . cos c σ c . cos εc vc . sin c . sin εc , rc εc 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:
rr vr . cos r . cos r σ r . cos ε r vr . sin r . sin ε r ,
(4)
rr εr 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
