4.7. Модель, использующая вычислительную машину
Модели, которые мы рассматривали до сих пор, очень просты и, по-видимому, не требуют для своего создания ничего, кроме счетной линейки, карандаша и бумаги. Перейдем теперь к другому крайнему с этой точки зрения случаю и рассмотрим модель, центральным элементом которой является быстродействующая электронная вычислительная машина.
В одном из исследовательских отчетов32 сообщается следующее.
Создание модели стратегических операций является одним из разделов в серии работ корпорации РЭНД, связанных с разработкой моделей, использующих вычислительные машины для нужд стратегического планирования. Это как бы попытка моделировать при помощи быстродействующей вычислительной машины основные элементы двусторонней стратегической войны в воздухе. В этой модели со всеми подробностями разыгрываются во времени такие события, как подготовка вылета, отправление самолетов, их полет по своим маршрутам, дозаправка топливом, действия самолетов ПВО объектов, бомбардировка целей и ограничение действий авиации из-за выпадения радиоактивных осадков - все это при конкретных ограничениях географического характера и ограничениях в наличных силах, характеристиках самолетов, оборонной мощи, возможности баз и поражающего действия оружия.
Модель построена по методу Монте-Карло33; это означает, что представленные в ней события (около 30) имеют вероятностный характер. Когда одно из таких событий наступает в ходе моделированной войны, то машина для определения его исхода вырабатывает случайное число и сравнивает его с вероятностью р.
Чтобы разыграть события, происходящие в течение первых двух с половиной дней тотальной войны в воздухе, т. е. войны, вовлекающей большую часть ВВС, требуется около шести часов работы вычислительной машины ШМ-7042.
Модель представляет войну непосредственным образом - так же, как любой человек мог бы размышлять о ходе двустороннего конфликта, если бы мог уследить за всеми деталями. Модель начинается со списка начальных условий для каждой стороны, включающего самолеты (бомбардировщики, заправщики, транспортные самолеты), базы бомбардировщиков, оборонительные сооружения (радиолокационные станции, ПВО объектов и базы истребителей) и их состояние. Помимо того, каждая сторона должна обладать набором планов. План является, скорее, стратегическим, чем контрольным графиком полета, определяющим старты и прохождение контрольных пунктов. Модель должна учитывать непредвиденные обстоятельства, возникающие в ходе войны, и допускать возможность альтернативных действий. Как только входные данные заложены в машину, она «ведет войну» без постороннего вмешательства.
Для описания тотального конфликта требуется очень большое количество исходных данных. Например, входные данные для каждого из рассчитываемых в настоящее время вариантов составляют примерно 150 000 чисел.
Главными выходными данными модели являются наборы историй отдельных подразделений. Каждое значительное событие, происходящее с авиационным подразделением в ходе воздушной войны, регистрируется на магнитной ленте; сведенные воедино, они могут составить поучительную историю военных действий. Кроме историй подразделений запоминаются также некоторые другие важные показатели: количество самолетов, уничтоженных на базах, и самолетов, сбитых двумя видами обороны, количество эпицентров ядерных взрывов, количество баз и оборонительных сооружений, уничтоженных или выведенных из строя из-за радиации, и т. д. Изменение этих величин во времени может быть прослежено по отпечатанным таблицам или чаще по графикам, сфотографированным с экрана осциллографа34.
1 Обобщения этой модели, известные под названиями «модель воздушной войны» и «модель STAGE», были разработаны отделом анализа воздушной войны штаба ВВС США. В некоторых случаях эти более обширные программы требуют значительно большего машинного времени (например, до 30 час на машине IBM-709).
Независимо от того, является ли модель крупномасштабной, использующей быстродействующую вычислительную машину, или только счетную линейку, карандаш и бумагу, она - полезный инструмент, помогающий разрешить сложные проблемы реальной жизни.
Попытка использовать модель как электронный вариант дельфийского оракула, от которого якобы можно получить ответ на самые сложные и широкие проблемы, приводит к бессмысленным результатам.
- Анализ сложных систем
- Предисловие
- Выражение признательности
- 1. Введение
- 2. Анализ и принятие решений в военно-воздушных силах
- 2.1. Использование анализа при подготовке решений по структуре сил и разработке вооружения
- 2.2. Увеличение количества переменных величин
- 2.3. Подробное рассмотрение неопределенностей
- 2.4. Противник
- 2.5. Учет фактора времени
- 2.6. Расширение критериев
- 2.7. Заключение
- 3. Выбор и использование стратегических авиационных баз
- 3.1. Введение
- 3.2. Постановка задачи
- 3.3. Исходные положения
- 3.4. Альтернативы
- 3.5. Решающие факторы
- 3.6. План проведения анализа
- 3.7. Расстояние от базы до цели. Издержки, связанные с увеличением радиуса полета
- 3.8. Расстояние от базы до пунктов входа в зону обороны противника. Стоимость преодоления обороны
- 3.9. Расстояние от базы до континентальной части сша. Издержки на проведение операций за пределами сша
- 3.10 Влияние расстояния от базы до границы противника на издержки, связанные с уязвимостью базы
- 3,12 Неопределенность в оценке возможностей противника
- 3.14. Кампании при постоянной величине расходов
- 3.15. Гибкость системы и время кампании
- 3.16. Операции с заокеанских баз после проведения кампании против авиации противника
- 3.17. Ограничения эффективности систем и их гибкость
- 3.18. Заключение
- Элементы и методы
- 4. Зачем и каким образом создается модель
- 4.1. Выявление релевантных факторов
- 4.2. Выбор факторов, описываемых количественно
- 4.3. Объединение в группы описываемых количественно факторов
- 4.4. Установление количественных соотношений между элементами
- 4.5. Создание модели и реальный мир
- 4.6. Суждения человека
- 4.7. Модель, использующая вычислительную машину
- 4.8. Заключение
- 5. Критерии
- 5.1. Неизбежность приближенных критериев
- 5.2. Субоптимизация и критерии
- 5.3. Некоторые распространенные ошибки при выборе критериев
- 5.4. Что можно сделать?
- 6. Значение затрат39
- 6.1. Заданный объем ресурсов при единственной цели
- 6.2. Заданный объем ресурсов при нескольких целях
- 6.3. Переменный объем затрат ресурсов
- 6.4. Некоторые частные аспекты проблемы
- 7. Анализ и построение конфликтных систем44
- 7.1. Анализ систем в сравнении с моделями и проблемы, побуждающие к анализу
- 7.2. Пример из деятельности ввс - история межконтинентальных боевых действий
- 7.3. Цели и ограничения системных исследований
- 7.4. Более широкие задачи: параллельные и отдаленные цели
- 7.5. Происхождение и изменение целей
- 7.6. Сдерживание: пример с межконтинентальными полетами
- 7.7. Ведение войны
- 7.8. Противодействие и содействие противника
- 7.9. Малая ценность взаимно неудовлетворительных стратегий
- 7.10. Неопределенность и определение диапазона достижимых целей
- 7.11. Проектирование систем в сравнении с анализом систем
- 8. Методы и процедуры
- 8.1. Введение
- 8.2. Инженерное искусство
- 8.3. Методологические вопросы анализа систем
- Часть 3 специальные вопросы
- 9. Фактор техники
- 9.1. Введение
- 9.2. Технические характеристики
- 9.3. Параметры уровня развития техники
- 9.4. Законы масштабности
- 9.5. Оптимум и ограничения
- 9.6. Фактор надежности
- 10. Предположения о поведении противника
- 10.1. Введение
- 10.2. Пример проблемы выбора системы оружия из нескольких ее вариантов
- 10.3 - Выгодность четырех возможных результатов
- 10.3. Более широкое истолкование. Всесторонняя стратегия
- 10.4. Заключение
- 11. Методы теории игр и их применение
- 11.1. Использование военных игр
- 11.2. Методика военных игр
- 11.3. Этапы проведения военной игры
- 12. Стратегия разработок
- 12.1. Насколько велика неопределенность?
- 12,2. Что следует сделать для уменьшения неопределенности?
- 12.3. Каковы затраты на уменьшение неопределенности?
- 12.4. Какова степень уменьшения неопределенности продолжения разработки?
- 13. Математика и анализ систем
- 13.1. Линейное программирование
- 13.2. Метод Монте-Карло
- 13.3. Теория игр
- 13.4. Электронно-вычислительные машины
- 13.5. Роль математики
- 14. Применение электронно-вычислительных машин
- 14.1. Преимущества вычислительных машин
- 14.2. Недостатки вычислительных машин
- 14.3. Программирование модели
- 14.4. Постановка задачи
- 14.5. Несогласованность языков программирования
- 14.6. Заключение
- 15.1. Введение
- 15.2. Анализ стоимости отдельных систем
- 15.3. Анализ стоимости структуры вида сил
- 15.4. Анализ чувствительности модели стоимости
- 15.5. Представление результатов анализа
- 15.6. Заключение
- 16. Опасности анализа систем
- 16.1. Постановка задачи
- 16.2. Поиск
- 16.3. Толкование
- 16.4. Рекомендация
- 17. Повторение пройденного
- 17.1. Правила
- 17.2. Вопросы
- 17.3. Ретроспективный взгляд
- Введение в проблему создания лунной базы
- А.1. Базы на Луне - доводы за и против
- А.2. Некоторые элементы ракетной техники
- А.3. Варианты систем
- А.4. Модель системы прямого полета
- Сравнение ракетных систем
- Б.1. Введение
- Б.2. Пример
- Б.З. Сравнение ракет
- В.4. Заключение