Инструмент отображения и оценки вариантов действий

Разработка Инструмента отображения и оценки вариантов действий началась в 1996 году в компании Carnegie Group Inc^[6]. (Питтсбург, Пенсильвания, США) при финансовой поддержке по программе малых исследовательских бизнес-грантов (SBIR). Целью первого этапа SBIR было создание «живой раскадровки развития, моделирования, анимации и оценки вариантов действий»^[7].

В 1997 году Армия США выделила Carnegie Group Inc. 750 тысяч долларов на второй этап SBIR. Планировалось разработать «систему поддержки принятия решений (DSS) для моделирования и анализа военных игр… CADET будет сочетать инструменты, основанные на знаниях, и методы анализа решений для обеспечения быстрого и гибкого моделирования, симуляции и анимации вариантов действий под непосредственным контролем командира и штаба… По итогам второго этапа будет создан прототип операций, подходящий для использования и оценки на полевых учениях»^[8].

В 2000 году CADET был интегрирован и подвергнут экспериментальной оценке в рамках эксперимента Integrated Course of Action Critiquing and Elaboration System (ICCES), проведённого Лабораторией полевого управления (Battle Command Battle Laboratory — Leavenworth, BCBL-L) в рамках программы экспериментирования концепций (Concept Experimentation Program, CEP), курируемой TRADOC^[9].

В 2000—2002 годах CADET применялся в рамках программы DARPA «Пункт управления будущего» (англ. Command Post of the Future, CPoF) как инструмент генерации вариантов действий. В рамках программы CPoF CADET интегрировали с системой FOX GA для создания детализированного планировщика с возможностями генерации вариантов действий. В тот же период Лаборатория командования и управления (Battle Command Battle Lab-Huachuca, BCBL-H) провела интеграцию CADET с системой All Source Analysis System-Light (ASAS-L); здесь CADET предназначался для генерации планов применения разведывательных средств и проведения военных игр различных вариантов (действия противника и своих сил)^[7][10].

С 1996 по 2002 год работы над CADET велись компанией Carnegie Group, Inc. при финансовой поддержке командования СВ США по системам связи и управления (CECOM; этапы SBIR и доработки), DARPA (Command Post of the Future), а также командования подготовки и доктрин армии США (TRADOC, BCBL-H)^[11].

CADET был предназначен для использования штабом бригады Армии США в процессе военного принятия решений (MDMP). Программа помогала автоматически или полуавтоматически формировать продукты на этапах MDMP, связанных с разработкой вариантов действий (COA Development) и последующим анализом и военной игрой вариантов действий (COA Analysis and Wargaming)^[1].

Программное обеспечение CADET устанавливалось на портативный компьютер (ноутбук). Штабные офицеры вводили исходные данные вручную или данные поступали от других компьютерных систем. Исходные данные включали^[12]:

1. боевой состав — списки подразделений собственной бригады и противника, их основные характеристики;
2. основные действия в рамках варианта (COA); каждое действие связано, как правило, с одной или несколькими географическими зонами или маршрутами, а также — иногда — с основным подразделением-исполнителем;
3. цифровую карту района боевых действий, с указанием ключевых особенностей (расположение войск, дороги, места сосредоточения, направления наступления и т. д.).

На основе этих данных CADET автоматически выполнял следующие задачи (не обязательно последовательно)^[12][13]:

• планирование и расписание мелких задач в рамках каждого варианта;
• распределение задач между подразделениями и средствами бригады;
• назначение подходящих мест исполнения и маршрутов движения;
• оценка вероятных потерь (боевых и материальных) своих и противника, расхода ресурсов (топливо, боеприпасы);
• прогнозирование действий и реакций противника.

Выходными продуктами CADET являлись^[12]:

1. матрица синхронизации (редактируемая и печатаемая; представляет собой аналог диаграммы Ганта с привязкой действий к подразделениям, местам/маршрутам и времени);
2. картографические наложения в форматах PPT или JPG;
3. результаты анимации;
4. формализованный план в XML;
5. текстовые черновики оперативного плана (OPLAN);
6. электронные письма с вложениями — XML и текстовые версии OPLAN.

Базовый алгоритм планирования CADET реализован по принципу иерархических сетей задач с опорой на знания. Каждый класс задачи связан с детализированной моделью подзадач, необходимых для достижения цели более высокого уровня. Алгоритмы эвристически выбирают задачу для декомпозиции на подзадачи^[12].

В отличие от традиционного иерархического планирования, алгоритм инструмента включает моделирование противодействия противника: на каждом этапе добавления подзадачи используются правила для определения вероятных действий и реакций противника, а также для формирования возможных ответных мер. Это явилось приближением к методике анализа действий-противодействий-контрмер в ручном военном моделировании^[13].

При задачах, связанных с перемещением, алгоритм подбирает маршрут, минимизирующий не только время движения, но и уязвимость к атакам противника^[12].

Каждая новая задача или подзадача обычно требует выделения конкретного подразделения и времени исполнения; по мере добавления подзадач осуществляется их распределение между средствами бригады и временными интервалами (то есть автоматическое расписание). Для этого используются как предметно-ориентированные правила, так и эвристики с учётом ограничений^[12][13].

Задачи могут предусматривать и расход ресурсов (топливо, боеприпасы), а при боевом столкновении — оценку потерь людей и техники. Алгоритмы CADET автоматически оценивают расход и потери, при необходимости добавляя задачи по заправке, пополнению и восстановлению подразделений^[12].

Планирование, маршрутизация, распределение задач и оценка потерь выполняются итеративно и согласованно^[13].

В литературе описаны два ключевых эксперимента по оценке эффективности CADET. Первый эксперимент (ICCES) длился три дня. В нём участвовали 8 офицеров боевых подразделений Армии США (майоры и подполковники, стаж службы 11-23 года). Перед началом все прошли 4-часовое обучение работе с CADET и сопутствующими программами. Офицеров разделили на две группы, каждая получила тактический сценарий: одна группа работала традиционными методами, вторая — с помощью системы ICCES (в основе её лежал CADET). Обе группы создали по три эскиза вариантов действий и одну матрицу синхронизации для каждого. Затем эксперименты повторялись со сменой групп. Пользователи остались в целом довольны качеством автоматизированных продуктов, вносили в них лишь незначительные правки, что свидетельствует о согласии с большинством решений, выработанных CADET^[1].

Второй эксперимент по методике напоминал тест Тьюринга. Один пользователь и девять экспертов (действующие офицеры, преимущественно полковники и подполковники) получили пять сценариев из реальных армейских учений и матрицы синхронизации, созданные человеком (группой из четырёх-пяти офицеров за 3-4 часа, совокупно 16 человеко-часов). С помощью этих же сценариев пользователь сформировал автоматически детальные планы в CADET, оформил матрицы синхронизации и лишь минимально их доработал — весь процесс занял менее двух минут расчётов и порядка 20 минут корректировки, то есть около 0,4 человеко-часа на продукт. Обе группы матриц были приведены к единому виду и предоставлены экспертам на оценку (не зная, какая какими средствами создана). В среднем полученные баллы различались статистически незначимо, что свидетельствует о сопоставимом качестве продуктов при существенно меньших трудозатратах при автоматизированной генерации^[13].

Критики утверждали, что в подходе CADET «процесс принятия решений оказывается скрыт и неподотчетен», а достижение максимального качества планирования в ряде случаев приносится в жертву скорости получения решения^[2].

CADET рассматривается «как пример того, что даже относительно простые системы искусственного интеллекта могут существенно повлиять на применение международного гуманитарного права в процессах военного принятия решений»^[2].

В начале 2000-х CADET оказал влияние на разработку программы DARPA RAID (с 2004 года)^[3]. В свою очередь, RAID породил технологии, получившие применение в Армии США и Корпусе морской пехоты США^[4][5].