Имитационное планирование системы связи на основе применения технологии цифровых двойников доказывает эффективность.
В Военной академии связи успешно исследуют системы моделирования военных (боевых) действий. Это позволяет обеспечить решение двух основных задач: сократить время цикла управления войсками и повысить обоснованность принимаемых должностными лицами решений по боевому применению подчинённых войск, сил и оружия.
Одним из актуальных направлений работы по системам моделирования в академии активно занимаются на кафедре организации связи. «В основе нашего исследования – применение новой развивающейся технологии цифровых двойников, – говорит профессор кафедры полковник в отставке Сергей Падишин. – Цифровой двойник – это информационная дискретная модель, сформированная для обработки на компьютере. Она представляет собой программно-аппаратный комплекс, реализующий комплексную динамическую модель для исследования».
Если коротко, то суть технологии в том, чтобы на основе применения виртуальной среды моделирования создать цифровой двойник реального объекта. Это позволяет имитировать его работу и формировать алгоритмы поведения, в дальнейшем применяя полученные данные на реальном элементе сети. При этом информацию, полученную при тестировании реального объекта, также нужно получить и при тестировании его виртуального двойника. То есть она должна быть идентичной.
При планировании операций применение технологии цифровых двойников позволяет смоделировать работу сетей военной связи с учётом изменения их структуры, провести сложные настройки функционирования на предмет отсутствия ошибок в конфигурационных файлах. И самое главное – провести предварительное тестирование по показателям эффективности в условиях предполагаемого деструктивного воздействия противника.
В рамках использования технологии цифровых двойников коллективом авторов кафедры организации связи была создана виртуальная лаборатория сетевых топологий системы связи объединения и разработан метод имитационного планирования связи. На решение какой проблемы направлены основные усилия?
«Речь о том, что в условиях высокой динамики изменения структуры системы связи в результате воздействия дестабилизирующих факторов в операциях (боевых действиях) не решены в полном объёме вопросы своевременной и корректной подготовки телекоммуникационного оборудования к обеспечению связи, – поясняет Сергей Падишин. – Это не позволяет максимально эффективно использовать все возможности оборудования и обеспечивать требуемое качество при предоставлении услуг связи должностным лицам пунктов управления в масштабе сети в целом».
В составе виртуальной сетевой лаборатории был спроектирован и создан виртуальный стенд. Благодаря моделированию работы сети передачи данных стало возможным реализовывать автоматизированный процесс перестроения логических связей при изменении топологии сети в случае выхода из строя как линий связи, так и узлов связи в целом.
Предложенный метод имитационного планирования связи позволяет более чем в 20 раз сократить время на подготовку телекоммуникационных сетей
Каков конкретный результат? Настройка параметров выбранных протоколов маршрутизации позволила уменьшить время переключения с основного маршрута на резервный до 2 секунд, а в 60 процентах случаев переход происходил мгновенно и информационный обмен не прекращался, хотя в масштабе сети происходило формирование новых путей передачи сообщений. Стоит отметить, что такой результат для полевой сети связи специального назначения получен впервые и показывает потенциальные возможности настройки сети по обеспечению требуемого качества предоставления услуг.
Применение метода имитационного планирования телекоммуникационной сети позволяет существенно, до пяти – семи часов сократить время, необходимое для формирования логических структур и подготовки конфигурационных файлов для загрузки в оборудование. Само время подготовки оборудования к работе сокращается более чем в 20 раз.
Столь впечатляющий эффект достигается тем, что настройка готовности оборудования к работе осуществляется путём копирования созданного в виртуальной среде конфигурационного файла, на что требуется не более двух-трёх минут (без учёта времени доставки). Для настройки оборудования в аппаратной требуется не менее одного часа при наличии подготовленного специалиста. Соответственно, чем больше в составе телекоммуникационной сети будет узлов, тем выше будет положительный эффект от применения метода.
Специалисты кафедры организации связи полагают, что есть ещё один важный плюс: применение имитационного планирования позволяет также проводить исследования в области обеспечения защиты телекоммуникационной сети от средств технической компьютерной разведки.
В ходе учений со слушателями и курсантами Военной академии связи в 2020–2021 годах проводилась апробация сетевой лаборатории и метода имитационного планирования.
Можно с уверенностью говорить об эффективности разработки. Метод имитационного планирования связи на основе применения технологии цифровых двойников позволяет более чем в 20 раз сократить время на подготовку телекоммуникационных сетей к обеспечению информационного обмена, что приводит к уменьшению цикла управления системой и войсками связи при подготовке связи в операциях.
Имитационное моделирование предоставляет возможность осуществлять сложные настройки логических структур телекоммуникационной сети, проводить их тестирование и проверку по показателям устойчивости, пропускной способности, управляемости, что повышает обоснованность принимаемых решений на связь.
Полученные результаты научно-исследовательской работы могут применяться при планировании связи в любом звене управления и позволят сократить время цикла управления войсками (силами) и повысить обоснованность принимаемых решений должностных лиц по боевому применению подчинённых войск связи.
Санкт-Петербург