автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Разработка математических моделей, комплексов программ и моделирующих стендов для систем обучения и тренировок операторов АСУ и ИУС

На правах рукописи

ЯКОВЕНКО Вячеслав Петрович

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ, КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ И МОДЕЛИРУЮЩИХ СТЕНДОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОБУЧЕНИЯ И ТРЕНИРОВОК ОПЕРАТОРОВ АСУ и ИУС

Специальность: 05.13.18 — Математическое моделирование, численные методы, комплексы программ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таганрог - 2006

Работа выполнена в Таганрогском государственном радиотехническом университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Золотовский Виктор Евдокимович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Финаев Валерий Иванович

(Таганрогский государственный

радиотехнический университет,

г. Таганрог)

кандидат технических наук, доцент Цветов Михаил Александрович (Ульяновский государственный

технический университет, г. Ульяновск).

Ведущая организация:

1 ЦНИИ МО, г. С.-Петербург.

Защита диссертации состоится 3 ноября 2006 г. в 1420 на заседании диссертационного совета Д.212.259.03 Таганрогского государственного радиотехнического университета по адресу: 347928, Таганрог, пер. Некрасовский, 44, ауд. Д-406.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Таганрогский государственный радиотехнический университет».

Автореферат разослан « 20» июля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного доктор технический

Целых А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Диссертационная работа посвящена разработке и исследованию математических моделей, комплексов программ и моделирующих стендов для построения тренажерных систем, обеспечивающих максимальную автоматизацию всех этапов построения программного обеспечения тренажера от построения моделей технических объектов боевых систем и их взаимодействия, до формирования сцен и ситуаций в реальном времени. В различных областях человеческой деятельности, связанных с использованием техники, постоянно необходимо проводить тренировки персонала. Поэтому появляется необходимость в поиске эффективных методов и средств для проведения таких тренировок. Однако существующие способы построения тренажёров в настоящее время требуют значительных затрат при их перестройке если действующие технические системы подвергаются модернизации. Тренажеры издавна служат основным инструментом подготовки и переподготовки персонала, особенно в военной области. Быстрый рост сложности боевой техники, необходимость слежения за большим числом параметров, приводит к тому, что оператор должен постоянно и непрерывно развивать сенсомоторные навыки. Использование для этого действующих систем, в целом нецелесообразно, и возможно лишь на последних закрепляющих этапах. Связано это с высокой стоимостью проведения натурных тренировок и невозможностью в мирных условиях отработки всех боевых ситуаций. Наибольшее распространение в настоящее время получают виртуальные тренажеры. Их компоновка включает в себя системы отображения, которые используются в действующих боевых системах, и системы моделирования основных технических объектов боевых средств.

Наибольшее влияние на построение виртуальных тренажеров оказывает именно система моделирования. В настоящее время в США, Великобритании, Франции, Италии и других странах, обладающих мощными флотами, интенсивно проводятся работы по созданию тренажерных систем по подготовке и переподготовке экипажей малых (тральщиков, катеров и т.д.) и средних (миноносцы) кораблей. Как правило, действующие тренажеры строятся по упрощенной схеме, закладывая только ограниченный имитационный набор боевых сцен и ситуаций. Как показывает практика, это во многих случаях оказывается недостаточно. Все это предполагает, что необходимо развивать имитирующую часть. В США, Европе и России начали широко развивать системы моделирования универсального и узкоспециализированного профиля. Отдельный класс специализированных систем моделирования предназначен для тренажерных систем. Хотя в тренажерных системах модели объектов в какой-то мере заранее определены и число их ограничено, но постоянная модификация боевых средств, требует, чтобы системы моделирования легко перестраивались, а изменение исходных объектов не приводило к замене всей программной системы. Другими словами, система моделирования должна быть инвариантной к любому типу тренажера. С другой стороны, система моделирования должна обеспечивать все ситуационные изменения в сценах тренинга в реальном времени, что

предполагает высокую алгоритмическую и вычислительную производительность системы моделирования.

Таким образом, разработка тренажерных систем, обеспечивающих максимальную автоматизацию всех этапов построения программного обеспечения тренажера от построения моделей технических объектов боевых систем, их взаимодействия до формирования сцен и ситуаций в реальном времени является важной актуальной задачей.

Данная работа является результатом исследований, проводимых в ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» совместно с кафедрой вычислительной техники ТРТУ.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование принципов функционирования и методов построения тренажерных систем, способных обеспечить максимально быструю их модернизацию при переходе на новые оборонно-технические системы и высокую эффективность обучения.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:

1) разработана методика, основанная на современных методах проведения тренинга и оценки подготовленности обучаемого;

2) предложены методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающих применения произвольных формул численного интегрирования без потери точности;

4) разработана архитектура распределенного тренажерного комплекса,

обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления.

Методы исследования. При исследованиях использованы: методы

теории вычислительных систем, теории множеств, теории алгоритмов и численных методов, а так же методы математического моделирования и объектно-ориентированного программирования с элементами объектного распараллеливания.

Научная новизна заключается в создании новых методов организации и функционирования тренажерных систем на базе методов структурного моделирования и неоднородных бортовых вычислительных сетей.

К числу наиболее важных результатов, полученных в работе, относятся:

1) методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

2) предложена архитектура распределенного тренажерного комплекса, обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающих автоматизацию программирования и временную оптимизацию цифрового моделирования без потери точности;

4) разработана методика построения переносимых программных комплексов для создания тренажёров на реальных бортовых системах, которая в отличие от существующих позволяет создавать типовые тренажёры для подготовки специалистов разного профиля;

5) предложена методика тренинга, основанная на современных адаптационных методах проведения обучения и учёта подготовленности обучаемого.

6) существенно переработаны и дополнены методы построения систем имитационного моделирования, обеспечивающие высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям, что значительно повышает эффективность боевой учёбы.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов подтверждается полнотой и корректностью исходных посылок, непротиворечивостью математических выкладок, проведенными теоретическими обоснованиями и практической реализацией тренажерных систем на действующих боевых средствах.

Научная и практическая ценность работы. В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача, заключающиеся в разработке форм представления объектов и их описаний, позволяющих создать автоматизированную систему программирования тренажерных систем, исключающую ручное написание программных комплексов моделирования сложных технических объектов, благодаря использованию визуальной формы описания математических моделей объектов, автоматизации их компоновки и дальнейшей обработки, а также разработки на этой основе методов создания тренажерных систем для подготовки и переподготовки операторов автоматизированных систем управления (АСУ) и информационно-управляющих систем (ИУС).

Научная ценность работы заключается в создании новых методов построения систем моделирования, основанных на структурных принципах, обеспечивающих виртуальное представление требуемых ситуаций близкое к естественным формам. Разработке численных методов связывания объектов, обеспечивающих независимое программирования объектов системы. Использование предложенных методов позволяет снизить трудоемкость перестройки тренажера при модернизации оборудования и повысить оперативность подготовки кадров.

Практическая ценность работы заключается в разработке форм представления объектов и их описаний, позволяющих создать

автоматизированную систему программирования моделей в тренажерных системах, исключающую ручное написание программных комплексов моделирования сложных технических объектов, благодаря использованию визуальной формы описания математических моделей объектов, автоматизации их компоновки и дальнейшей обработки.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в темах НИОКР "Диез", выполняемыми ОАО НПЦ "НПО "МАРС" (г. Ульяновск), а также в тренажёрной системе "Багира" Военно-морской институт радиоэлектроники им. Попова. (Министерство обороны России г. Москва).

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были представлены на следующих Всероссийских конференциях и конференциях с международным участием.

«Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности», Таганрог, 2004г.

Четвёртая Всероссийская конференция с международным участием, «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» Ульяновск, 2004г.

«Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности», Таганрог, 2005г.

Всероссийская конференция с международным участием, «Интеллектуальные и многопроцессорные системы», Геленджик, 2005г.

III- Всероссийская научная конференция молодых учёных, аспирантов и студентов, «Информационные технологии, системный анализ и управление». Таганрог, 2005г.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

- Основные принципы и методология построения универсальных тренажерных систем, позволяющих объединять в едином комплексе возможность подготовки специалистов разного профиля.

Методика автоматического синтеза систем имитационного моделирования, обеспечивающих высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям и позволяющих автоматизировать процесс создания и модернизацию программного обеспечения тренажёров.

- Методы применения систем структурного моделирования для построения тренажерных комплексов, обеспечивающей близкое к естественным ситуационное моделирование.

- Формы представления объектов и их описания, позволяющие автоматизировать процесс создания программ их моделирования.

Личный вклад автора. Все научные и практические результаты диссертации получены автором лично.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работах, из них: 4 статьи, 4 тезиса по материалам докладов и 5 выступлений на российских и международных научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами, заключения, списка использованных источников из 94 наименований и приложений. Диссертация содержит 167 страниц печатного текста, 51 рисунок и 12 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, дана ее общая характеристика, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе поведен анализ зарубежного и отечественного опыта создания технических средств обучения и поддержки профессиональной подготовки и состояние отечественного тренажеростроения в ВМФ России.

С целью повышения эффективности методов построения тренажёров рассматриваются вопросы методологии подготовки операторов, работающих в системах автоматизированного управления, формулируются методы отбора операторов, приводится методика их обучения, исследуются действия операторов в реальных системах управления, даётся классификация видов операторов по виду деятельности и сложности их работы.

Формулируется методика организации тренировок операторов -наблюдателей при решении типовых задач. Например для оператора гидроакустической станции (ГАС) процесс оценки входных сигналов можно представить следующим образом:

• анализ всего множества сигналов и формирование неформальных интуитивных признаков, описывающих сигнал, отражённый от искомого объекта;

• разбивка выбранных сигналов по классам (предварительная иде нти ф и кация)

• выбор действия по каждому классу объектов.

Задачей тренировочного процесса является создания ситуаций требующих от оператора отыскания наилучшего решения за короткий отрезок времени, это формирует у него так называемого оперативного мышления. Создание большого числа возможных ситуаций за короткий срок времени развивает интуицию и оперативное мышление у операторов, обладающих высокоразвитыми пространственными и временными представлениями. Последнее возможно если система позволяет оперативно создавать ситуационные модели адекватные уровню оператора. Предлагаемые тренажёры, построенные на основе разработанной в диссертации концепции, легко адаптируются к любым действующим и вновь проектируемым боевым системам.

На основе анализа предложены основные принципы автоматизации построения программной системы тренажёрного комплекса, позволяющей автоматизировать процесс автоматизации создания ситуационных моделей в процессе обучения.

Во второй главе разработан метод построения систем компьютерного моделирования для создания тренинговых сцен и ситуаций в тренажёрах.

Сущность моделирования объекта или явления состоит в проведении на ЭВМ эксперимента с моделью, которая представляет собой некоторую программу, описывающую поведение элементов системы при их взаимодействии друг с другом и с внешней средой. В программу эксперимента входит целый ряд мероприятий, обеспечивающих его эффективность и направленность. Полученная информация носит, естественно, частный характер, поскольку справедлива лишь для определенных условий функционирования конкретной системы. Однако, варьируя эти условия и структуру системы, можно получить необходимые объяснения явлений.

Каждая модель строится на следующих принципах.

1. Полноты.

Модель должна быть полной, чтобы предоставлять экспериментатору различные наборы характеристик;

2. Изменяемости.

Модель должна быть достаточно гибкой, чтобы имелась возможность воспроизводить различные ситуации.

3. Модульности.

Модель должна быть блочной, т.е. допускается возможность замены, добавления и исключения некоторых частей без переделки модели;

4. Адекватности.

Модель должна допускать возможность выбора необходимой точности задания ее параметров;

5. Эффективности.

Модель должна обеспечивать эффективное (по быстродействию и памяти) функционирование программы модели, удобство общения с нею.

При этом она должна обеспечивать следующие требования:

• модель должна быть достаточно простой, для оптимизации времени её создания (иначе при длительном процессе её создания она может стать практически бесполезной);

• должна обеспечиваться возможность работы модели с банком данных системы;

• должна обеспечиваться возможность проведения целенаправленных экспериментов с использованием опытных данных дня оценки адекватности модели;

• допускать изменения системы, если результаты моделирования существенно отличаются от результатов физического эксперимента.

Г 1

-> Описание целей и

-> задач исследования

г2

Выявление и формулирование требований к модели, перечень формальных показателей

г 3

-> ->

Формализация задачи, выделение элементов системы

Сбор и обработка исходных данных

г- 5

Составление формальной модели

г-7

Исследование свойств модели

Проведение имитационных экспериментов

г- 6

Выявление исследуемых вариантов

|--------------------,

Г-8-*-

Создание программного обеспечения

Интерпретация результатов работы модели

г 11

Корректировка модели

12

Расширение или изменение постановки задачи

Рисунок 1 — Схема процесса моделирования

Анализ существующих средств моделирования и решаемых с его помощью задач приводит к выводу, что комплексное решение проблем

построения имитационных систем возможно лишь на основе единой формальной математической схемы.

Использование математической модели стандартной формы позволяет унифицировать алгоритмы имитации поведения систем и применять стандартные методы обработки и анализа результатов моделирования, для которых, могут быть созданы, и в дальнейшем будут пополняться специальные библиотеки стандартных объектов.

При математическом (агрегативном) описании сложный объект (система) представляется конечным числом элементов (объектов), сохраняя при этом связи, обеспечивающие их взаимодействие, пока не получатся подсистемы — простые и удобные в условиях рассматриваемой задачи для математического описания.

Взаимодействие блоков в агрегативной системе сводится к обмену сигналами или данными в изолированные моменты времени. В интервалах между ними система распадается на отдельные элементы, функционирующие независимо друг от друга, но с учетом влияний, вносимых в моменты обмена. В результате, во-первых, исследуемая схема приводится к унифицированной математической схеме, процесс функционирования которой представляет собой динамический процесс, описываемый системой дифференциальных уравнений, в общем случае переменной размерности; во-вторых, допускает параллельную реализацию алгоритмов отыскания решений.

Система структурного моделирования базируется на принципах агрегативности, с тем отличием, что все модели представляются в математической форме в виде дифференциально-алгебраических уравнений. Идеи структурного моделирования опираются на следующие принципы. Моделируемая система формируется как некоторое множество компонент, число которых соответствует количеству реальных физических объектов. Каждой подсистеме уравнений, описывающих состояние объекта, ставиться определенное количество аппаратных ресурсов, в оптимальном случае каждому объекту ставится в соответствие один процессор системы. Таким образом, моделируемые подсистемы функционируют параллельно, и их взаимодействие обеспечивается за счет обмена данных в многопроцессорной системе.

Данный подход отражает естественное функционирование системы и позволяет, во-первых, повысить скорость моделирования за счет параллельных вычислений, во-вторых, упростить программирование задач вследствие уменьшения сложности исходной системы.

Перечислим основные задачи, которые необходимо решить при применении этих методов:

• задача формализации представления объектов как отдельных подсистем;

• формирование правил объединения объектов (подсистем) в единую систему моделирования;

• реализация моделей, описывающих поведение компонент;

• обеспечение параллельной работы всех моделей.

Структура системы имеет вид, показанный на рисунке 2:

1-

Входной интерфейс

2-

Визуальный интерфейс

Программный интерфейс

4-Блок формирования библиотеки объектов

5-

Блок внутреннего описания модели по схеме визуального представления системы

6- [ Блок составления системы ! уравнений схемы

*

7-Блок формирования уравнений обмена ——т —

8- Блок автоматического перехода от систем уравнений к программной системе моделей

~—т.....—

о V ■ 9-Блок запуска и решения систем уравнении V - ' / " 1

......................................................................................................~......-

10-Интерфейс отображения результатов |

Рисунок 2 — Архитектура системы структурного моделирования

Таким образом, входной интерфейс представляет собой редактор схемы компонент, позволяющий набирать схему из библиотечных элементов и определять связи и параметры элементов.

Рассмотрим способы представления моделей в системе структурного моделирования. Формат представления объекта в системе структурного моделирования:

Порты Тип объекта Порты

А Математическое описание А

В В

С С

1. Графическое представление. Рисунок, представляющий собой общий вид моделируемого объекта.

2. Математическое описание. Система дифференциально-алгебраических уравнений, описывающая поведение объекта.

3. Список задаваемых параметров. Начальные условия

{х(0), 3^(0), z(0), V(0), 0(0), 4^(0)}; константы G ,m ит.д

Здесь же решается задача связывание моделей объектов. Все связи разбиты на три класса по типу связей:

• направленный обмен параметрами,

• ненаправленный обмен,

• смешанный обмен.

В первом случае объекты обмениваются независимыми переменными, определение, которых происходит внутри самих объектов.

Xl^FlCXJ + fJX^l) ^ X2 = F2(X2) + f2(Xl/)(2)> где Х1 = {Хи ,Хп,...,Х1п},Х2 — {X2l,X22,...,X2m}, fl(X2J) - функция обмена между 2-м и 1-м объектами, X2j- - множество переменных обмена 2-го

объекта, f2(XXj) - функция обмена между 1-м и 2-м объектами, Xlj -

множество переменных обмена 1-го объекта.

При двунаправленных связях, обмен идет как в прямом, так и в обратном направлении. Отдельно рассмотрен случай обмена дуально связанными переменными, т.е. переменными которые входят в оба объекта и вычисление отдельных из них может отсутствовать.

Ненаправленный обмен между двумя объектами может быть описан следующим образом

(2)

Хх 1 = ^ 1(^1); Х2\ = Г2\(Х1)+ /,(¥);}

Хх 2 = Ъ 2(Х2); Х22 = Г22 (*2) + /2(Г);,

где XI — множество вычисляемых переменных первого блока Х\ Е (Хх\у?Х2Х) ;

Х2 - множество вычисляемых переменных второго блока Х2 е (Х12уХ22) ; У

- множество переменных, связывающих первый и второй объекты.

Смешанный обмен появляется, когда оба описанных случая появляются одновременно.

1. Аналитические методы связывания объектов, основанные на преобразовании системы. (Переход от ненаправленных связей к направленным).

В этом случае в каждой системе уравнений, являющейся моделью блока, существует уравнение, обеспечивающее их взаимодействие. При этом в первом блоке должны быть заданы условия многопортового подключения со связанными параметрами.

2. Численные методы формирования операций связывания объектов. В рассматриваемом методе связывание происходит не на уровне математических моделей, а на уровне численного решения модели всей системы. При численном связывании моделей, как показано в работе вычисляемая переменная и связанная с ней переменная обмена должны определяться в одном временном шаге, в противном случае решение системы оказывается неустойчивым. Наличие системы обмена, библиотек объектов позволяет создавать значительные по размерам физические системы, которые составляют основу компьютерного моделирования в тренажёрах без значительных затрат ручного труда. А это в свою очередь существенно уменьшает число ошибок и время подготовки системы к тренировкам.

При переходе от математического описания моделей к их программной реализации, необходимо задать тип используемых формул численного интегрирования.

Для обыкновенных дифференциальных уравнений в работе предложен следующий набор методов:

В системе моделирования закладывается вся таблица. Ограничение составляет только порядок формул. В явных разностных схемах численного интегрирования ограничиваются третьим, а в неявных — вторым порядком точности интегрирования. В явных схемах Рунге-Кутта ограничиваются четвертым порядком, а в неявных и полуявных третьим порядком точности. Это связано, как показано в работе обеспечивает приемлемую погрешность моделирования при невысокой вычислительной сложности.

В третьей главе рассматриваются вопросы организации технических и программных средств при построении тренажёров. При разработке тренажёрного комплекса предполагается использование современных информационных технологий и технологий разработки программного обеспечения на всех уровнях реализации.

Сама структура тренажера предполагает наличие как минимум двух автоматизированных рабочих мест: рабочего места инструктора и рабочего места оператора. Рабочие места взаимодействуют между собой в соответствии с выбранной сетевой технологией.

В диссертации предлагается использовать технологию Ethernet, которая используется и в бортовых сетевых системах. Она дает возможность соединять не только два компьютера между собой, а позволяют даже организовать учебный комплекс на базе нескольких классов операторов и класса инструкторов.

В работе разработано аппаратное и программное обеспечение ориентированное на структуру бортовых локальных сетей. В этом случае одни и те же средства могут быть использованы как в стационарных обучающих комплексах, так и в мобильных бортовых системах.

Однако, в условиях локальной сети применение таких высокоскоростных технологий экономически нецелесообразно. Таким образом, наиболее

оптимальной по показателю скорость передачи данных/стоимость оборудования, является технология Fast Ethernet. Эта технология обеспечивает пропускную способность канала до 80 Мбайт/с, при достаточно низкой стоимости оборудования. Поэтому данная технология и предлагается в качестве сетевой базы для тренажерного комплекса.

Так как комплекс базируется на распределённых компьютерах, объединённых в локальную сеть, то в качестве базовой операционной системы (ОС) была выбрана сетевая операционная система, такая как MS Windows. Под сетевой операционной системой понимается совокупность операционных систем отдельных рабочих станций компьютерной сети.

На рисунке 3 показана структура сетевой операционной системы. Компьютеры посредством ОС взаимодействуют с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам.

Средства управления локальными ресурсами

(локальная ОС)

Серверная часть Клиентская часть

Средства предостваления локальных ресурсов в сеть Средства доступа к сетевым ресурсам

Коммуникационные средства

Сеть

Рисунок 3 - Структура сетевой ОС

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:

• средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС;

• средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства

обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных;

• средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей;

• коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Разработана структура задания и предложены принципы формирования базы данных тренажёра. Разработанная база данных имеет следующую структуру:

таблица пользователей

банк данных тестовых заданий

таблица результатов тестирования

таблица акваторий

банк данных формирования исходных заданий

3

таблица типов дна

таблица активных объектов

О

таблица пассивных объектов

таблица типов ГАС

✓"ГЭПГОЩТч носителе й

V- ГАГ. У

Разработаны также структура таблиц пользователей предназначена для поддержки идентификации пользователей, работающих с комплексом и распределения их прав работы с системой. Структура таблицы пользователей показана ниже

№ имя пользователя пароль идентификатор группы

Данная таблица содержит ключевое поле, имя и пароль пользователя и идентификатор группы пользователей, которая определяет принадлежность пользователя к различным группам (например, инструктор или оператор). Структура таблицы результатов тестирования

№ № пользователя № задания время выполнения задания количество попыток оценка № инструктора

Структура таблицы тестовых заданий

№ 1 уровень | норматив ! количество

сложности • выполения попыток

Таблица тестовых заданий содержит отлаженные и готовые к выполнению тестовые задания. Включает номер задания, уровень сложности, норматив выполнения, среднее допустимое количество неверных попыток выполнения задания.

В четвёртой главе разработаны модели действующих тренажёрных комплексов. Они включают: модель подводной обстановки, структурную модель корабля, гидроакустической станции и модели движения летательных аппаратов в районе цели и манёвры атаки. Разработана методика тренинга пуска корабельных ракет.

В диссертационной работе проведены исследования принципов функционирования и методов построения тренажерных систем, способных обеспечить максимально быструю их модернизацию при переходе на новые оборонно-технические системы и высокую эффективность обучения.

Основной научный результат диссертации заключается в решении актуальной научной задачи разработки методов и средств создания эффективных универсальных и быстро перестраевымых тренажёрных систем подготовки и переподготовки операторов флота.

Существенными научными результатами диссертации являются:

1) методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

2) архитектура распределенного тренажерного комплекса, обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающих автоматизацию программирования и временную оптимизацию цифрового моделирования без потери точности;

4) разработана методика построения переносимых программных комплексов для создания тренажёров на реальных бортовых системах;

5) предложена методика тренинга, основанная на современных адаптационных методах проведения обучения и учёта подготовленности обучаемого;

Проведенные исследования показали высокую эффективность разработанных методов организации и функционирования тренажерных систем на базе методов структурного моделирования и неоднородных бортовых

вычислительных сетей. При этом очевидным является тот факт, что разработанная методика выходит далеко за пределы задачи построения боевых тренажёров и может широко использоваться в гражданской практике при тренировках операторов управления сложными техническими системами.

К числу наиболее важных технических результатов, полученных в работе, относятся:

1) программный комплекс бортового тренажера "Багира", основанный на предложенной в работе структурных методах построения имитационных систем, которая в отличие от существующих позволяет создавать типовые тренажёры для подготовки специалистов разного профиля;

2) методика построения систем имитационного моделирования, обеспечивающая высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям, что значительно повышает эффективность боевой учёбы;

3) разработанная форма организации проведения тренинга и оценки подготовленности операторов.

Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре ВТ ТРТУ в курсе «Проблемно-ориентированные вычислительные системы», Военно-морском институте радиоэлектроники им. Попова. (Министерство обороны России г. Москва — тренажёр "Багира"), в изделии "Диез", разработанных ОАО НПЦ "НПО "МАРС" (г. Ульяновск) для минных тральщиков.

При проведении исследований и разработок по теме настоящей работы получены следующие теоретические и прикладные результаты:

1) были проведены исследования по создании новых методов организации и функционирования тренажерных систем на базе методов структурного моделирования и неоднородных бортовых вычислительных сетей, на основе которых разработана новая методология построения тренажерных систем, которая в отличие от существующих позволяет объединять в одной системе возможность подготовки специалистов разного профиля;

2) Синтезирован новый подход к построению систем имитационного моделирования, обеспечивающий высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям;

3) В результате исследований алгоритмических и технических средств были созданы новые методы построения тренажерных комплексов, основанные на системе структурного моделирования, обеспечивающей виртуальное представление требуемых ситуаций близкое к естественным формам.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Золотовский В.Е, Яковенко В.П. Связывание объектов в система структурного моделирования. Ростов/Д, СКНЦВШ, Известия ВУЗов, Технические науки № 2, 2005, С.56-61

2. Гузик В.Ф., Яковенко В., П. и др. Быстрые методы построения поверхности дна в реальном масштабе времени. «Материалы Всероссийской конференции», Таганрог, 2005, С. 13-15

3. Золотовский В.Е., Яковенко В.П. Система структурного моделирования летательного аппарата в районе целей. Известия ТРТУ №3, Таганрог, 2005, С. 101-108

4. Васильев К.К., Яковенко В.П. Автоматизированное проектирование систем управления движением морских подвижных объектов. Труды 4-й Всероссийской НПК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем», Ульяновск, 2004.

5. Яковенко В. П. Система имитационного моделирования в тренажерах. Сборник трудов III Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление» Таганрог: ТРТУ, 2005, С.23-25

6. Яковенко В. П. Структура базы данных тренажера. Сборник трудов III Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление» Таганрог: ТРТУ, 2005, С.25-28

7. Яковенко В. П., Переверзев В.А. и др. Методы построения поверхности дна в реальном масштабе времени. Известия ТРТУ. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2004. № 8(43), 326 с.-С. 61-62

8. Яковенко В. П Методология построения тренажёрных систем. Известия ТРТУ Тематический выпуск: Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении ».Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. №5 (60). - 218с,- С.39 - 41

Личный вклад автора в совместные публикации: [1] алгоритмы связывания объектов, [2] — методика построения триангуляционных поверхностей, [3] — модели манёвров летательных аппаратов, [4] — автором проведена разработка модели движения и управления подводного аппарата, [7] -методика построения поверхностей в трёхмерном пространстве.

Подписано в печать . .2006 _

Тираж 100 экз. Заказ

ГСП 17А, Таганрог, 28, Некрасовский, 44 Типография Таганрогского государственного радиотехнического

университета.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Задачи построения системы обучения для поддержки профессиональной подготовки командного и технического персонала ВМФ.

1.1. Анализ зарубежного и отечественного опыта создания технических средств обучения и поддержки профессиональной подготовки.

1.1.1. Состояние отечественного тренажеростроения в ВМФ России.

1.1.2. Анализ состояния тренажеростроения в ВМФ зарубежных стран.

1.2. Оператор в системе обработки информации.

1.2.1. Отбор операторов.

1.2.2. Оператор в системе управления.

1.3. Методика организации тренировок операторов - наблюдателей при решении типовых задач.

1.3.1. Методология обучения на тренажерах.

1.3.2. Оценка натренированности операторов.

1.3.3. Математические методы оценки уровня подготовки операторов.

2. Разработка системы компьютерного моделирования для создания тренинговых сцен и ситуаций в тренажёрах.

2.1. Имитационные модели в тренажёрных системах.

2.2. Особенности построения имитационных систем.

2.3. Агрегативный подход к построению и исследованию имитационных систем.

2.3.1. Структура системы.

2.3.2. Интерфейсы системы моделирования.

2.4. Компьютерное моделирование сцен и ситуаций в тренажёрах.

2.4.1. Представление моделей.

2.4.2. Связывание моделей объектов.

2.4.3. Обеспечение перехода от математической к программной модели ССМ.

2.4.4. Моделирование динамических систем сосредоточенными параметрами.

2.4.4. Численные методы решения систем дифференциальных уравнений.

Выводы.

3. Выбор технических и программных принципов построения тренажёров.

3.1. Базовые технологии, используемые при построении тренажёров.

3.2. Технические средства имитаторов и тренажеров.

3.2.1. Структуры имитационных и тренажерных комплексов.

3.3. Принципы формирования банка исходных данных.

3.4. Состав необходимых исходных данных.

4. Разработка моделей действующих тренажёрных комплексов.

4.1. Моделирование подводной обстановки.

4.1.1. Постановка задачи.

4.1.2. Разработка и исследование алгоритмов получения полной гидроакустической картины подводной обстановки.

4.3. Формирование гидроакустической картины.

4.3.1. Физическая модель отражения звука от поверхности.

4.3.2. Блок моделирования работы ГАС.

4.3.3. Моделирование сигнально-помеховой обстановки.

4.4. Модели надводных и воздушных объектов.

4.4.1. Система координат.

4.4.2. Структурная модель корабля.

4.4.3. Структурная модель движительной установки корабля.

4.4.3.1. Структурная модель дизельной установки корабля.

4.4.4. Структурная модель самолёта.

4.4.5. Структурная модель манёвров самолёта.

4.4.6. Модель поражения самолёта самонаводящейся ракетой.

4.4.7. Формы и виды заданий для проведения тренировочных занятий.

Тренажеры издавна служат основным инструментом подготовки и переподготовки персонала, особенно в военной области. Быстрый рост сложности боевой техники, необходимость слежения за большим числом параметров приводят к тому, что оператор должен постоянно и непрерывно развивать сенсомоторные навыки. Использование для этого действующих систем в целом нецелесообразно и возможно лишь на последних закрепляющих этапах. Связано это с высокой стоимостью проведения натурных тренировок и невозможностью в мирных условиях отработки всех боевых ситуаций. Наибольшее распространение в настоящее время получают виртуальные тренажеры. Их компоновка включает в себя системы отображения, которые используются в действующих боевых системах, и системы моделирования основных технических объектов боевых средств.

Наибольшее влияние на построение виртуальных тренажеров оказывает именно система моделирования. В настоящее время в США, Великобритании, Франции, Италии и других странах, обладающих мощными флотами, интенсивно проводятся работы по созданию тренажерных систем по подготовке и переподготовке экипажей малых (тральщиков, катеров и т.д.) и средних (миноносцы) кораблей. Как правило, действующие тренажеры строятся по упрощенной схеме, закладывая только ограниченный имитационный набор боевых сцен и ситуаций. Как показывает практика, этого во многих случаях оказывается недостаточно. Все это предполагает, что необходимо развивать имитирующую часть. В США, Европе и России начали широко развивать системы моделирования универсального и узкоспециализированного профиля. Отдельный класс специализированных систем моделирования предназначен для тренажерных систем. Хотя в тренажерных системах модели объектов в какой-то мере заранее определены и число их ограничено, но постоянная модификация боевых средств требует, чтобы системы моделирования легко перестраивались, а изменение исходных объектов не приводило к замене всей программной системы. Другими словами, система моделирования должна быть инвариантной к любому типу тренажера. С другой стороны, система моделирования должна обеспечивать все ситуационные изменения в сценах тренинга в реальном времени, что предполагает высокую алгоритмическую и вычислительную производительность системы моделирования.

Таким образом, разработка моделирующих систем тренажёров, обеспечивающих максимальную автоматизацию всех этапов построения программного обеспечения тренажера, от построения моделей технических объектов боевых систем, их взаимодействия до формирования сцен и ситуаций в реальном времени, является важной актуальной задачей. Диссертация посвящена разработке и исследованию математических моделей, комплексов программ и моделирующих стендов для построения тренажерных систем, обеспечивающих максимальную автоматизацию всех этапов построения программного обеспечения тренажера от построения моделей технических объектов боевых систем и их взаимодействия, до формирования сцен и ситуаций в реальном времени.

Данная работа является результатом исследований, проводимых в ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» совместно с кафедрой вычислительной техники ТРТУ.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование принципов функционирования и методов построения тренажерных систем, способных обеспечить максимально быструю их модернизацию при переходе на новые оборонно-технические системы и высокую эффективность обучения.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:

1) разработана методика, основанная на современных методах проведения тренинга и оценки подготовленности обучаемого;

2) предложены методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающие применение произвольных формул численного интегрирования без потери точности;

4) разработана архитектура распределенного тренажерного комплекса, обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления.

Методы исследования. При исследовании использованы: методы теории вычислительных систем, теории множеств, теории алгоритмов и численных методов, а также методы математического моделирования и объектно-ориентированного программирования с элементами объектного распараллеливания.

Научная новизна заключается в создании новых методов организации и функционирования тренажерных систем на базе методов структурного моделирования и неоднородных бортовых вычислительных сетей.

К числу наиболее важных результатов, полученных в работе, относятся:

1) методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

2) архитектура распределенного тренажерного комплекса, обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающих автоматизацию программирования и временную оптимизацию цифрового моделирования без потери точности;

4) разработана методика построения переносимых программных комплексов для создания тренажёров на реальных бортовых системах;

5) предложена методика тренинга, основанная на современных адаптационных методах проведения обучения и учёта подготовленности обучаемого.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов подтверждаются полнотой и корректностью исходных посылок, непротиворечивостью математических выкладок, проведенных теоретических обоснований и практической реализацией тренажерных систем на действующих боевых средствах.

Научная и практическая ценность работы. В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача, заключающаяся в развитии методик и методов создания тренажерных систем для подготовки и переподготовки операторов АСУ и ИУС.

Научная ценность работы заключается в создании новых методов построения тренажерных комплексов, основанных на принципах структурного моделирования, обеспечивающих виртуальное представление требуемых ситуаций, близкое к естественным формам. Использование предложенных методов позволяет снизить трудоемкость перестройки тренажера при модернизации оборудования и повысить оперативность подготовки кадров.

Практическая ценность работы заключается в разработке форм представления объектов и их описаний, позволяющих создать автоматизированную систему программирования тренажерных систем, исключающую ручное написание программных комплексов моделирования сложных технических объектов, благодаря использованию визуальной формы описания математических моделей объектов, автоматизации их компоновки и дальнейшей обработки.

К числу наиболее важных технических результатов, полученных в работе, относятся:

1) программный комплекс бортового тренажера "Багира", основанный на предложенной в работе структурных методах построения имитационных систем, которая в отличие от существующих позволяет создавать типовые тренажёры для подготовки специалистов разного профиля;

2) методика построения систем имитационного моделирования, обеспечивающая высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям, что значительно повышает эффективность боевой учёбы;

3) разработанная форма организации проведения тренинга и оценки подготовленности операторов.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в темах НИОКР "Диез", выполняемыми ОАО НПЦ "НПО "МАРС" (г. Ульяновск), а также в тренажёрной системе "Багира"

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на следующих Всероссийских конференциях и конференциях с международным участием:

1. «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности», Таганрог, 2004 г.

2. Четвёртая Всероссийская конференция с международным участием «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем», Ульяновск, 2004 г.

3. «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности», Таганрог, 2005 г.

4. Всероссийская конференция с международным участием «Интеллектуальные и многопроцессорные системы», Геленджик, 2005 г.

5. III Всероссийская научная конференция молодых учёных, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление», Таганрог, 2005 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, из них: 4 статьи, 5 тезисов и материалов докладов на российских и международных научно-технических конференциях.

Структура и объем работы, текста, Диссертация состоит из введения, трех глав с выводами, заключения, списка использованных источников из 94

Выводы

В данной главе рассмотрены вопросы практического построения системы моделей тренажёрных систем для подготовки операторов на кораблях ВМФ.

Проведены исследования построения систем воссоздания подводной обстановки, отличающейся высокой достоверностью и учитывающей реальные параметры акустической станции.

Разработаны модели распространения звука в нелинейных средах и методы формирования эхосигналов в условиях сложной помеховой обстановки, позволяющие имитировать реальные ситуации.

Созданы реальные модели движителей кораблей, позволяющие полностью имитировать управление судном в реальном времени.

Созданы модели надводных и воздушных судов, позволяющие проводить тренинг управления судном и отражения воздушных атак в формах, близким к реальным ситуациям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведены исследования принципов функционирования и методов построения тренажерных систем, способных обеспечить максимально быструю их модернизацию при переходе на новые оборонно-технические системы и высокую эффективность обучения.

Основными научными результатами диссертации являются:

1) методы, основанные на полной автоматизации процесса формирования имитационной моделирующей среды и её программной реализации, что значительно ускоряет процесс построения тренажеров для новых боевых систем или внесение изменений в действующие при модернизации боевых средств;

2) архитектура распределенного тренажерного комплекса, обеспечивающего тренинг специалистов разного уровня и направления;

3) синтезированы алгоритмы и методы связывания объектов моделирования, обеспечивающих автоматизацию программирования и временную оптимизацию цифрового моделирования без потери точности;

4) разработана методика построения переносимых программных комплексов для создания тренажёров на реальных бортовых системах^ которая в отличие от существующих позволяет создавать типовые тренажёры для подготовки специалистов разного профиля;

5) предложена методика тренинга, основанная на современных адаптационных методах проведения обучения и учёта подготовленности обучаемого;

6) Существенно переработаны и дополнены методы построения систем имитационного моделирования, обеспечивающие высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям, что значительно повышает эффективность боевой учёбы.

Проведенные исследования показали высокую эффективность разработанных методов организации и функционирования тренажерных систем на базе методов структурного моделирования и неоднородных бортовых вычислительных сетей. При этом очевидным является тот факт, что разработанная методика выходит далеко за пределы задачи построения боевых тренажёров и может широко использоваться в гражданской практике при тренировках операторов управления сложными техническими системами.

К числу наиболее важных технических результатов, полученных в работе, относятся:

1) программный комплекс бортового тренажера "Багира", основанный на предложенной в работе структурных методах построения имитационных систем, которая в отличие от существующих позволяет создавать типовые тренажёры для подготовки специалистов разного профиля;

2) методика построения систем имитационного моделирования, обеспечивающая высокую адекватность сцен и ситуаций реальным боевым действиям, что значительно повышает эффективность боевой учёбы;

3) разработанная форма организации проведения тренинга и оценки подготовленности операторов.

Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре ВТ ТРТУ в курсе «Проблемно-ориентированные вычислительные системы», Военно-морском институте радиоэлектроники им. Попова. (Министерство обороны России г. Москва - тренажёр "Багира"), в изделии "Диез", разработанных ОАО НПЦ "НПО "МАРС" (г. Ульяновск) для минных тральщиков.

1. Гребенников Н.И. Новаторы Войск ПВО страны и совершенствованиетехнических средств обучения. -М.: Наука, 1975.

2. Фаронов В.В. Delphi 5. Учебный курс- М.: Нолидж, 2000.

3. Томпсон Н. Секреты программирования трехмерной графики для Windows95

4. Пер. с англ. СПб: Питер. 1997.

5. Краснов М.В. OpenGL. Графика в проектах Delphi. -СПб: БХВ-Санкт1. Петербург, 2000.

6. Романов А.Н., Жабеев В.П. Имитаторы и тренажеры в системахотладки АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат, 1987.

7. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. -М.:1. Мир, 1978.

8. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. -М.: Наука, 1978.

9. Бичаев Б. П. и др. Морские тренажёры. -JL: Изд-во "Судостроение", 1976.

10. Ралль В.Ю. Поляков B.C. Тренажёры и имитаторы ВМФ. -М.: Воениздат,1969.

11. Кучин В.И. и др. "Разработка методов структурного моделирования". Тезисыдоклада, -Таганрог: Изд-во ТРТУ: 2000.

12. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика. Л.: Изд-во "Судостроение", 1976.

13. Камл Л. Подводная акустика: Пер. с англ. М.М. Кригер; Под. ред.

14. С.Н. Ржевкина. -М.: Мир, 1972.

15. Акустическая голография: Пер. с англ. В.Г. Прохорова, В.М. Цаплева; Подред. Э.В. Зубкова. -Л.: Изд-во "Судостроение", 1975.

16. Колесникова И.К, Румынская И.А. Основы гидроакустики игидроакустические станции. -Л.: Изд-во "Судостроение", 1970.

17. Клещев А.А., Клюкин И.И. Основы гидроакустики: Учебник. -Л.: Изд-во1. Судостроение", 1987.

18. Астрономический календарь / Под ред. В.К. Абалкина. М: Наука, 1981.

19. Аммерал Л. Принципы программирования в машинной графике: Пер. с англ.1. М.: Сол Систем, 1992.

20. Шикин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Динамика,реалистические изображения. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1995.

21. Аммерал Л. Машинная графика на персональных компьютерах: Пер. с англ.1. М. Сол Систем, 1992.

22. Поммерт А., Пфлессер Б., Риемар Б. Визуализация объема в медицине. -М.:1. Открытые системы, 1996.

23. Хортон Дж. У. Основы гидролокации. М.: Судпромгиз, 1961.

24. Яншин В.В., Калинин Г.А. Обработка изображений на языке Си для IBM PC:

25. Алгоритмы и программы. -М.: Мир, 1994.

26. Аммерал Л. Интерактивная трехмерная машинная графика / Пер. с англ. М.1. Сол Систем, 1992.

27. Уилтон Р. Видеосистемы персональных компьютеров IBM PC и PS/2.

28. Руководство по программированию: Пер с англ. К.Г. Смирнова; Под ред. B.JI. Григорьева. М.: Радио и связь, 1994.

29. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем.1. М.: Наука, 1977.

30. Романов А.Н. Тренажеры для подготовки операторов PJIC с помощью ЭВМ.1. М.: Воениздат, 1980.

31. Орлик С. Единая архитектура доступа к данным решение Borland // Компьютерпресс. 1996 № 3.

32. Томашевский Л. Математическое моделирование сложных боевых систем //1. Морской сборник 2001 № 7.

33. Лебедев А.А. и Чернобровкин Л.С. Динамика полёта летательных аппаратов.

34. М.: Оборонгиз, 1962г. 548 с. 30 Акимов В.М. Акустика моря Ленинград. -Л.: Судостроение, 1978. 365.

35. Физические основы подводной акустики. -М.: Сов Радио, 1955. 735.

36. Васильев К.К., Яковенко В.П. Автоматизированное проектирование систем управления движением морских подвижных объектов. Труды 4-й Всероссийской НПК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем». -Ульяновск, 2004.

37. Золотовский В.Е, Яковенко В.П. Связывание объектов в система структурного моделирования. Ростов н/Д: СКНЦВШ. Известия ВУЗов, Технические науки № 2 2005. - С.56-61.

38. Гузик В.Ф., Яковенко В.П. и др. Методы построения поверхности дна в реальноммасштабе времени. Материалы Всероссийской конференции. -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.-С. 13-15.

39. Золотовский В.Е., Яковенко В.П. Система структурного моделированиялетательного аппарата в районе целей. Известия ТРТУ №3, Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005,-С.101-108 36 Лернер И.П. Дидактические основы обучения. -М.: Педагогика, 1981.

40. Яковенко В. П. Система имитационного моделирования в тренажерах. Сборниктрудов III Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов истудентов «Информационные технологии, системный анализ и управление»

41. Таганрог: ТРТУ, 2005, С.23-25

42. Яковенко В. П. Структура базы данных тренажера. Сборник трудов III Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление» Таганрог: ТРТУ, 2005, С.25-28

43. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. -М.: Изд-во Мир, 1979. 304 с.

44. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Т. 1,2. -М.: Изд-во Физ.-мат. литература. 1960.

45. Бахвалов Н.С. Численные методы. Т. 1,2. -М.: Изд-во Наука. 1973. 627 с.

46. Каляев А.В. Теория цифровых интегрирующих машин и структур. М.: Сов. радио, 1970.-472 с.

47. Borland Delphi. Справочное руководство. Киев, 2000.

48. OpenGL. Руководство системного программиста. -Киев, 2003.

49. Ланс Дж. Н. Численные методы для быстродействующих вычислительных машин.-М.: 1962. -208с.

50. Справочник по теории корабля // Под ред. Я. И. Войткунского. Том 3. -Л.:1. Судостроение, 1985.

51. Лукомский Ю.А., Корчанов К.М. Управление морскими подвижными объектами. -СПб: Элмар, 1996. 320с.

52. Абгарян К.А., Рапопорт И.М. Динамика ракет. М.: Машиностроение, 1969. -378 с.

53. Авиационные цифровые системы контроля и управления/ под ред. В.А.Мясникова. М.: Машиностроение, 1976. - 608 с.

54. Андреев В.Д. Теория инерциальной навигации. Автономные системы. М.:1. Наука, 1966.- 580 с.

55. Арене В.Д. и др. Динамика систем управления ракет с бортовыми цифровымивычислительными машинами. М.: Машиностроение, 1972. - 232 с.

56. Бахвалов Н.С. Численные методы. Т.1,2. -М.: Изд-во Наука, 1973. 627 с.

57. Беки Дж., Карплюс У. Теория и применение гибридных вычислительных систем. М.: Мир, 1974. - 484 с.

58. Броксмейер Ч.Ф. Системы инерциальной навигации. Пер. с англ. /Под ред. д.т.н. С.С.Ривкина. Л.: Судостроение, 1967. - 279 с.

59. Дрейпер Ч.С. и др. Навигация, наведение и стабилизация в космосе. Пер. сангл. // Под ред. д.т.н. И.Д.Блюмина. М.: Машиностроение, 1970. - 363 с.

60. Ишлинский А.Ю. Инерционное управление баллистическими ракетами. М.: Наука, 1968.- 142 с.

61. Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. 512 с.

62. Красовский Н.Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968. - 475 с.

63. Малькольм Дж. Абцуг и др. Управление космическими летательными аппаратами: Сокращ. пер. под ред. д.т.н. проф. А.А.Лебедева. М.: Машиностроение, 1967. - 324 с.

64. Математическое моделирование /Ред. Дж. Эндрюс, Р.Мак-Лоун: Пер. с англ. // Под ред. Ю.П.Гупало. М.: Мир, 1979. - 278 с.

65. Смит Джон М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и последователей: Пер. с англ. Н.П.Ильиной. // Под ред. О.А.Чембровского. -М.: Машиностроение, 1980. -271 с.

66. Снапелев Ю.М., Старосельский В.А. Моделирование и управление в сложных системах. М.: Сов. Радио, 1974. - 264 с.

67. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений /Ред. Дж.Холл, Дж.Уатт. М.: Мир, 1979. - 312 с.

68. Управление космическими летательными аппаратами / М.Дж. Абцуг, К.Ф. Стефан, Э.Вольгенау, Г.С., Г.С.Брэм, О.Б.Майквейт, И.Пфеффер, Г.А.Лассен. Сокр. перев. с англ. -М.: Машиностроение, 1967. 324 е., ил.

69. Ющенко E.JI. Структурное программирование и параллельные вычисления. -В кн.: Параллельное программирование и высокопроизводительные системы. Материалы Всесоюзн. конф. 4.1 / Под ред. Г.И.Марчука, В.Е. Котова. -Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1980. с. 21-35.

70. Якубайтис Э.А. Архитектура вычислительных сетей. М.: Статистика, 1980. -279 с.

71. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Вычислительные методы. Т.1,2. -М.: Изд-во «Наука», 1977.

72. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений, Т.1,2. -М.: Изд-во «Физ.-мат. литература», 1960.

73. Золотовский В.Е. О решении систем алгебраических уравнений в структурах интегрирующего типа ж. «Электронное моделирование». -Киев.: Изд-во «Наукова думка», 1985. С.93-96.

74. Бирюков Б.В., Гастеев Ю.А., Геллер Е.С. Моделирование. -М.:БСЭ, 1974.

75. Могилевский В.Д. Формализация динамических систем. М.: Вузовская книга, 1999.-216 с.

76. Вайнерман М.И. и др. Комплексный метод поиска новых техническихрешений. Горький, 1980. Ч 1-4.

77. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.- 400 с.

78. Клейн Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. М.:1. Статистика, 1978.

79. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. М.:1. Мир, 1978.

80. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов 3-еизд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001. - 343 с.

81. Бенькович Е.С., Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Практическоемоделирование динамических систем. СПб: БХВ-Петербург, 2002. - 464с.

82. Советов Б.Я. Информационная технология. М.: Высшая школа, 1994.

83. Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивости в самоорганизующихсясистемах и устройствах. -М.: Мир, 1985.

84. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1964.772 с.

85. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.:

86. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 632 с.

87. Волков Е.А. Численные методы . -М.: Наука, 1982.

88. Годунов С.К., Забродин А.В. и др. Численное решение многомерных задачгазовой динамики. М.: Наука, 1976.

89. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. М.: Высшаяшкола, 1984.

90. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях. М.:

91. Радио и связь 1989. 224 с.

92. Демидович Б. П., Марон Б. П., Шувалов Э. 3. Численные методы анализа.

93. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962.

94. Библиотека алгоритмов 1516 2006: Справочное пособие. Вып. 4 // Под ред.

95. М.И. Агеева. -М.: Радио и связь, 1981. 184 с.

96. Верлань А.Ф., Сизиков B.C. Методы решения интегральных уравнений спрограммами для ЭВМ. Киев: Наукова думка, 1978. - 292 с.

97. Сборник научных программ на Фортране. Вып. 2. Матричная алгебра илинейная алгебра. М.: Статистика, 1974. - 224 с.

98. Гутер Р.С., Резниковский П.Т. Программирование и вычислительнаяматематика. Вып. 2. Вычислительная математика. Программная реализация вычислительных методов. М.: Наука, 1971. -264 с.

99. Самарский А. А. Математическое моделирование и вычислительныйэксперимент // Вести АН СССР. 1979. №5.

100. Самарский А. А. Что такое вычислительный эксперимент? // Что такоеприкладная математика. М.: Знание, 1980.

101. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи.

102. Методы. Примеры. М.: Наука, 1997. - 320 с.

103. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа,1985.

104. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994.

105. Колесников А.А., Веселов Г.Е. и др. Синергетическое управлениенелинейными электромеханическими системами. М.: Испо-Сервис, 2000. -248 с.

106. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.- 400 с.

107. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Визуальное моделирование сложныхдинамических систем. СПб: Изд-во Мир и Семья & Интерлайн, 2000. -242 с.

108. Советов Б.Я. Информационная технология. -М.: Высшая школа, 1994.

109. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа- М.: Наука, 1981.488 с.

110. Попов Ю.П., Самарский А.А. Вычислительный эксперимент // Моделирование и математика.

111. Марка Д.А., Мак-Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метотехнология, 1993. - 240 с.

112. Арсеньев Б.П., Яковлев С.А. Интеграция распределенных баз данных. -СПб.: Лань, 2000

113. Инструментальные средства персональных ЭВМ. В 10 кн. М.: Высшаяшкола, 1993.

114. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания.-JL: Машиностроение, 1990.

115. DeMarco Т. Structured Analysis and System Specification. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1979.

116. Yourdon E. Modern Structured Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ,1989.

117. Banks J. Let's Talk Taxonomy

118. Capin Т. K., Thalmann D. A taxonomy of Networked Virtual Environments,1999.

119. Гузик В.Ф., Золотовский B.E., Ляпунцова E.B. Исследование электрических сетей на структурных моделях // Сборник научных трудов "Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности". -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999.

120. Guzik V.Ph., Zolotovsky V.E., Chernukhin Y.V., Tretyakov S.V., Dougal R.A.

121. Structural Modeling for Simulation of Power Electronic Systems. "The 7th workshop on computers in power electronics" IEEE, Blacksburg, Virginia, 2000.

122. Гузик В.Ф., Золотовский B.E., Чернухин Ю.В. Структурное моделированиесиловых систем. -Таганрог: Известия ТРТУ. № 1. 2001.

123. Sinha R., Liang V., Paredis Ch. J., Khosla P. K. Modeling and simulation methods for design of engineering systems.

124. Woods W. A. What's in a link: Foundation for semantic networks. In Daniel Bobrow and Allan Collins, editors, Representation and understanding, Academic Press, 1975, pp. 35-82.

125. Booch G. Object-oriented analysis and design. Benjamine Cummings, 1991.

126. Hopcroft J. E., Ullman J. D. Introduction to automata theory. Languages and computation. Addison Wesley, 1979.

127. Schruben L. W. Simulation modeling with event-graphs. Communications of the1. ACM, 1983. №26(11).

128. Peterson J. L. Petrin nets theory and modeling of systems. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J., 1981.

129. Ogata K. Modern control engineering. Prentice Hall, 1970.

130. Dorf R. C. Modern control systems. Addison Wesley. 1986.

131. Daugall M. H. Simulating computer systems. Techniques and tools. MIT press,1987.

132. Jaquez J.A. Compartmental analysis in biology and medicine. University of Michigan press. 2nd edition, 1985.

133. Roberts N., Blaha M., Premerlani W., Garet M., Shaffer W. Introduction tocomputer simulation. A system dynamics approach. Addison Wesley, 1983.

134. Raghuram R. Computer simulation of electronic circuits. Jhon Wiley, 1989.

135. Sage A. P. Methodology for large scale systems. McGraw-Hill, 1977.

136. Коткин Г. JI., Черкасский В. С. Компьютерное моделирование физическихпроцессов с использованием MATLAB: Учеб. пособие / Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2001. 173 с.

137. Darnell К., Mulpur А. К. Visual Simulation with Student VisSim, Published by

138. Brooks Cole Publishing, Paperbound. 1996 ISBN/ISSN: 0-534-95485-5

139. Guzik V., Zolotovsky V., Chernukhi Y., Tretyakov S., Muntyan 0., Dougal R.,

140. Structural Modeling for Simulation of Power Electronic Systems, Computers in Power Electronics (COMPEL 2000) in Blacksburg, VA, July 16-18, 2000.

141. Абачук B.A., Суздаль В.Г. Поиск объектов -М.: Сов Радио, 1977. 330с.

142. Гузик В.Ф., Золотовский В.Е.,Третьяков B.C. Система моделирования объектов промышленной энергетики. // Наука производству №1. 1999.

143. Справочник по теории корабля. Под ред. Я. И. Войткунского. Л.: Судостроение, 1985. Том 3.

144. Фрейдзон Н.Р. Судовые автоматизированные электроприводы и системы. Л. Судостроение, 1988.

145. Fishwick P.A. Extending object-oriented design for physical modeling.

146. Fishwick P.A. A taxonomy for simulation modeling based on programming language principles. 1996.

147. Bertrand M. Introduction to the theory of programming languages. Prentice Hail International Series, 1990.