Počítačová podpora operačně-taktického rozhodování

 09. 04. 2023      kategorie: Armáda ČR

Schopnost racionálního rozhodování je jednou z typických vlastností člověka, která mu umožňuje rozvíjet vědu, kulturu a společnost na takové úrovni, že je prozatím unikátní v dosud známém vesmíru. Moderní společnost a nové technologie kladou na člověka nesrovnatelně vyšší nároky v oblasti rozhodovacích procesů a jejich racionalizaci, než tomu bylo v minulosti. Pokročilé nástroje podpory rozhodování jsou v současnosti výrazným trendem zejména v průmyslové a vědecké praxi. Nejinak je tomu i ve stále komplexnějším, multidoménovém bojišti, kde jsou na systém velení a řízení kladeny stále vyšší požadavky na jeho efektivitu.

Nahlédneme-li do historie, snaha efektivně a účelně řídit vojska na bojišti tak, aby rychle reagovala na okamžitou situaci a aktivity protivníka, provází lidstvo již od starověku. V tomto směru jde dostupná technologická základna ruku v ruce s teorií vojenského umění, tedy technologie přímo ovlivňuje mj. taktiku, a již ve starověku lze sledovat počátky optimalizace „taktických“ procesů a prostředků, které provázejí všechny systémy podpory velení a řízení současnosti. V souvislosti s rozhodovacími aktivitami velitelů byly již od starověku činěny pokusy zefektivnit tento proces a řešit i výcvik vyšších velitelů různými přístupy, jako například hraním logických her. Již v této době bylo známo, že způsob řízení jednotek na bojišti a volba vhodné strategie je naprosto rozhodující pro výsledek bitvy, a to i v případě nevýhodného poměru sil bojujících stran.

mazalFoto: Pokročilé nástroje podpory rozhodování jsou v současnosti výrazným trendem zejména v průmyslové a vědecké praxi. Nejinak je tomu i ve stále komplexnějším, multidoménovém bojišti, kde jsou na systém velení a řízení kladeny stále vyšší požadavky na jeho efektivitu. | UNOB

Prvními pokusy aproximativním způsobem napodobit model bojiště a možnost rozehrát situaci „taktického charakteru“ je hra šachy (název varianty, který známe dnes), jejíž prvopočátky je možno datovat do doby více než 2 000 let před naším letopočtem. Hra šachy byla již v rané historii velmi oblíbená ve vojenských kruzích, kde ji mnozí vojevůdci používali jako základní nástroj pro rozvoj vojenského talentu, strategie, intelektuálních a prognostických schopností sama sebe a svých generálů. I přesto, že počátky vzniku hry sahají daleko do starověku, tak je zajímavé, jaká existuje „filozofická“ analogie mezi hrou šachy (a jejími variacemi) a současnými počítačovými modely bojové činnosti, spočívající v následujících faktorech. Samozřejmě dimenze složitosti operačního prostředí s deskovými hrami nelze ani v nejmenším srovnávat.

  • Model bojiště je představován čtvercovou šachovnicí, na které se odehrává bojová činnost dvou proti sobě stojících stran. Současné modely bojiště jsou sice mnohem rozsáhlejší a komplexnější, schopné uchovávat nespočet atributů, ale vycházejí z obdobného principu. Bojové prostředky jsou reprezentovány šachovými figurami uspořádanými do bojových sestav se souborem schopností aproximujícím jejich jednotlivé typy a možnosti jak v manévru, tak zprostředkovaně i ve schopnosti ničení.
  • Pravidla a zákonitosti vedení bojové činnosti jsou interpretovány pravidly šachové hry definujícími způsob a podmínky, za kterých je možno vést bojovou činnost. A stejně tak jako v reálném boji jsou tato pravidla úzce spjata s modelem bojiště a bojovými prostředky obou stran, pro které jednoznačně platí stejnou měrou. Ve starověku bylo vzhledem k omezeným schopnostem řízení boje v reálném čase nutné věnovat velkou pozornost spíše plánovací fázi bitvy a možnost operativní volby variant v průběhu bitvy byla výrazně redukována. Výsledek celé bitvy zpravidla závisel na jediné propracované variantě vycházející z dostupných informací o nepříteli, jeho záměrech, terénu a čase, ve kterém se bitva měla odehrávat.

Tento filozofický koncept tzv. plánování operací do „hloubky“ (předem detailně propracované varianty) přetrval dlouhá staletí a v určité podobě se používá dodnes. Tento přístup přetrval tak dlouho, neboť jej povaha konfliktu a technologická úroveň prozatím nedovolila jakkoli inovovat. Současnému typu vysoce manévrových a dynamických konfliktů již pomalu přestává dosavadní koncept plánování a vedení operace vyhovovat a začínáse experimentovat s přístupy tzv. plánování do „šířky“ (tzv. „iterativní plánování za pochodu okamžitě reagující na změny v operační situaci“). I přesto, že zmíněný přístup (plánování operace/boje do „šířky“) je v současnosti v začátcích, je pravděpodobné, že v sobě skrývá značný potenciál, který může v budoucnosti významným způsobem ovlivnit vedení bojových operací, a jeví se proto důležité se jím důkladněji zabývat. Přístup založený na plánování do „šířky“ vychází z koncepce iterativní prognózy podporující okamžitá rozhodnutí velitelů a štábů, zejména na taktických stupních velení realizovaných prostřednictvím permanentně probíhajících procesů virtuálního modelování a simulace bojové činnosti v průběhu vojenské operace. Tyto procesy by bez propracovaných matematických modelů bojové činnosti a využití moderních informačních technologií nebylo možné realizovat. Pro rozvoj tohoto přístupu je nutné postupně vyvinout sérii pokročilých modelovacích a simulačních technik zakládajících koncept plánu operace/boje na adaptivní (optimální) strategii vycházející z pragmatických aspektů problematiky vedení bojové činnosti. Příspěvkem k řešení této adaptivní „strategie“ je koncept iterativního řešení soustavy operačně-taktických úloh v průběhu vedení bojové činnosti, rychle reagujících na změny operační situace.

aplikacni_priklady
Foto: Vybrané aplikační příklady | UNOB

Stále se zvyšující nároky na schopnosti bojových jednotek, jejich velitele a další orgány velení v minulosti vedly k intenzivnímu tlaku zejména na technologickou stránku vedení vojenských operací v armádách vyspělých států světa. Tento přístup se v mnoha ohledech osvědčil, čehož důkazem je řada vojenských úspěchů, při nichž technologická stránka sehrála rozhodující roli (například konflikty v Iráku nebo Afghánistánu). Tuto skutečnost dále umocňuje rychlý rozvoj vojensko-technologických odvětví, což postupně umožňuje realizovat dříve nemyslitelná řešení a také stupňování společenských požadavků na snižování rozpočtů ve většině vyspělých armád. Tento trend vytváří tlak na zvyšování efektivity vojenských systémů s cílem udržet či zvyšovat jejich současné schopnosti i při snižujících se investicích do resortů obrany. Uvedená skutečnost vede k nutnosti hledat inovační přístupy i mimo standardní technologické prostředí.

Jako jednu z mnoha oblastí, která skýtá prostor pro zásadní inovace a zvyšování efektivity, je oblast racionalizace rozhodovacích procesů na taktickém stupni velení, specificky oblast podpory rozhodování orgánů velení (velitelů a štábů) v procesu plánování a řízení taktických činností, která byla do současnosti opomíjena, a etablovaly se v ní zejména empiricko-intuitivní přístupy. Tyto přístupy jsou úzce spjaty s psychologickou stránkou osobnosti člověka a není možné jejich aspekty jednoduchým způsobem eliminovat. Při řešení složitých optimalizačních úloh exaktního charakteru je již velmi obtížné pouze v rámci empiricko-intuitivních přístupů dosahovat kvalitativně srovnatelných výsledků s přístupy modelovými.

Z pohledu udržení operační efektivity na budoucím válčišti je nutné se hlouběji zabývat teorií a systémovým konceptem počítačové podpory rozhodovacích procesů na operačním a taktickém stupni, a to prostřednictvím implementace modelových přístupů a řešením širokého spektra operačně-taktických úloh (OTÚ). Specifikum dané problematiky spočívá ve dvou rovinách:

  • Problematika matematického modelování bojové činnosti, optimalizace řídících a realizačních procesů a virtualizace operačního prostředí ve vysoké komplexnosti.
  • Problematika kvantifikace vstupních priorit, vlivů, podmínek a jejich interpretace ve vnitřních mechanismech jednotlivých modelů, která vyúsťuje v pragmatickou úroveň modelové aplikace.

Vzhledem ke složitosti a časové náročnosti problematiky kvantifikace vstupních podmínek implementované do vnitřních mechanizmůmatematických modelů a také priorit kladených na výsledné optimalizační výpočty je obsahové pojetí primárně soustředěno na realizaci systémového konceptu řešení vybraných typů OTÚ, z něhož následně vychází i algoritmický rámec jejich řešení.

Kvantifikace vstupních podmínek a vlivů je klíčová pro aplikaci některých úloh, využívajících matematické modely taktických činností (například model palby) odvozené ze statistických výsledků experimentálního charakteru. Přesné kvantifikační faktory některých procesů odehrávajících se na soudobém bojišti a jejich zjištění je v mnoha ohledech otázkou, jejíž zodpovězení spočívá v dlouhodobém procesu sběru a vyhodnocení experimentálně naměřených dat, a není tedy reálně možné tyto faktory v řádu měsíců nebo jednotek roků zjistit. I přes důležitost kvalitativní úrovně nastavení kvantifikačních koeficientů pro aplikační rozměr využití jednotlivých modelů není tato podmínka nutná pro realizaci iniciačního systémového konceptu a algoritmického rámce řešení jednotlivých OTÚ, který je řešen na Univerzitě obrany. Rozpracování jednotlivých úloh má za cíl demonstrovat funkcionalitu a možnosti zmíněného algoritmického rámce. Při výběru konkrétních OTÚ je iniciačně brán ohled na jejich řešitelnost, komplexnost, návaznost a zejména následnou využitelnost v procesu plánování a vedení bojové činnosti. 

Jedná se o následující elementární OTÚ, které tvoří základní stavební prvek všech taktických činností:

  • Hledání optimálního rozmístění pozorovacích a palebných stanovišť: jedná se o fundamentální úlohu řešenou a využitelnou na všech taktických stupních velení. Výsledek řešení této úlohy může podporovat celou řadu následných analýz a velmi často tvoří dílčí podklad pro jiné OTÚ.
  • Optimalizace pozemního taktického manévru: je úloha řešící optimalizaci vícekriteriálního problému pozemního manévru taktické entity (jednotlivce, vozidla, jednotky apod.) za taktických podmínek. Jedná se o relativně komplexní a jeden z nejčastěji řešených problémů orgány velení na taktickém stupni.
  • Optimalizace rozmístění taktických entit: je úloha kombinující široké spektrum geograficko-taktických analýz a výsledky dalších OTÚ. Jejím cílem je stanovit nejvhodnější polohu vlastních taktických entit a její dosažení prostřednictvím taktického pozemního manévru vzhledem k postavení nepřítele, a to tak, aby řešení úlohy respektovalo stanovená kritéria a podmínky konkrétní situace.

Obecně lze konstatovat, že algoritmicko-metodologický aparát používaný při modelování a řešení široké škály OTÚ lze také s úspěchem aplikovat na řešení problémů v nejrozmanitějších oborech a oblastech lidské činnosti, jako například v oblasti krizového řízení, expertních systémů, autonomní navigace, robotiky aj. Zejména v poslední dekádě je možné sledovat prudký technologický rozvoj prostředků, jejichž konstrukce a parametry dovolují realizaci pokročilé podpory a automatizace rozhodnutí v obecných prostředích a neurčitých situacích, a jejichž existence byla v nedávné době jen obtížně představitelná (systémy C4ISR/V21, kontejnerové taktické
superpočítače, autonomní bojoví roboti apod.).

Zdroj: UNOB

Spolupracujeme sCZ- LEXCZ - AOBP