Univerzita obrany Fakulta ekonomiky a managementu Katedra vojenského managementu a taktiky Softwarová dokumentace Automatizovaný systém velení a řízení pro malé jednotky Automated command and control system for the small units Autoři: mjr. Ing. Jan MAZAL, Ph.D. mjr. doc. Ing. Petr STODOLA, Ph.D. Brno 2012
Obsah 1. Popis systému... 3 2. Technické požadavky na systém... 3 3. Ovládací prvky aplikace a uživatelské rozhraní... 5 3.1 Mapový podklad... 6 3.2 Položky hlavní nabídky... 7 Kamera... 7 Přijaté zprávy... 8 Odeslané zprávy... 9 Napsat zprávu... 9 Info... 10 Mapy... 13 Signály... 14 Poplachy... 14 3.3 Stavový panel... 15 4. Rozšířené možnosti pro úroveň velitele družstva... 15
1. Popis systému Automatizovaný systém velení a řízení slouží pro velitele a příslušníky malých jednotek. Jedná se o systém určený pro modulární bojový komplet vojáka 21. století. Systém umožňuje integraci vojáka do struktury digitalizovaného bojiště prostřednictvím dvou nezávislých datových radiových sítí s podporou automatické retranslace dat a poskytuje tak vojákům komplexní přehled o současné situaci na bojišti. Systém pracuje s podrobnými digitálními topografickými mapami, umožňuje uživatelům přijímat a odesílat formalizované zprávy, digitalizovanou hlasovou komunikaci i digitální přenos videa z kamerového systému uživatelů v reálném čase. Systém dále poskytuje veliteli přehled o stavu a situaci podřízených v reálném čase a nabízí možnost jejich snadného úkolování a vytváření plánu úkolů. Systém podporuje proces rozhodování velitele a poskytuje několik aplikací pro optimalizaci taktických úloh. Po dílčích úpravách je systém možné využít i pro další ozbrojené složky. Celý systém se skládá ze dvou částí: 1. Technické vybavení modulárního bojového kompletu vojáka 21. století (MBK V21). 2. Kompletní softwarová podpora systému. Součástí této dokumentace je především příručka k softwarovému vybavení MBK V21 a popis jednotlivých funkcí a ovládacích prvků systému. Softwarová aplikace je vytvořena v programovacím jazyce C++ s využitím principů objektově orientovaného programování. 2. Technické požadavky na systém Technické vybavení systému modulárního bojového kompletu vojáka 21. století (MBK V21) obsahuje velké množství hardwarových prvků a zařízení, které jsou propojeny do jednoho celku. Základem je řídící jednotka, která odpovídá za správný chod celého systému. Kompletní konfigurace MBK V21 je následující: 1) Řídící jednotka 1 ks 2) Akumulátorový zdroj (AKB) 2 ks 3) Propojovací kabel mezi řídící jednotkou a AKB 1 ks 4) Anténa A 1 ks 5) Anténa B 1 ks 6) Přilbová sestava 1 spr - TV kamera 1 ks - Popruh s úchytem pro TV kameru 1 ks - Popruh se zobrazovačem a kabeláží 1 ks 7) Ovladač A s propojovacím kabelem 1 ks 8) Ovladač B verze I 1 ks 9) Ovladač B verze II 1 ks 10) Přijímač ovladače B 1 ks 11) Ovladač C s kabeláží 1 ks 12) Ovládací panel terminálu velitele 1 ks
13) Modul GPS 1 ks 14) Bezdrátový modul pro OSS (osobní stavový subsystém) 1 ks 15) Hrudní pás OSS 1 ks 16) Nosný subsystém (taktická vesta) 1 ks 17) Nabíječka AKB 1 ks 18) Adaptér pro nabíječku AKB 1 ks 19) Nabíječka ovladače B verze II 1 ks 20) Kabel pro propojení řídící jednotky a akviziční jednotky 1 ks Na obrázku 1 jsou některé z výše uvedených prvků zachyceny. Obrázek 2 dále zachycuje základní blokové schéma celého systému. Obrázek 1: Dílčí prvky MBK V21
Obrázek 2: Základní blokové schéma MBK V21 3. Ovládací prvky aplikace a uživatelské rozhraní Uživatelský software MBK V21 (dále jen SW aplikace) je rozdělen na dvě úrovně: Voják příslušník sesednutého družstva (nainstalováno na řídící jednotce MBK V21), Velitel velitel družstva (nainstalováno na terminálu velitele). Následující popis SW aplikace je společný pro obě úrovně, kapitola 4 dále uvádí rozšířené možnosti pro úroveň velitele družstva. Spuštění SW aplikace se provede automaticky po zapnutí řídící jednotky na taktické vestě (úroveň Voják), popř. po zapnutí terminálu velitele (úroveň Velitel). Ovládání SW aplikace se děje pomocí ovladače A na ruce, popř. pomocí ovladače B na zbrani (úroveň Voják) a pomocí ovládacího panelu terminálu velitele (úroveň Velitel). Okno SW aplikace (viz obrázek 3) se skládá ze tří základních částí (jednotlivé části budou postupně popsány v následujících podkapitolách):
mapový podklad, panel s položkami hlavní nabídky, stavový panel. Obrázek 4: Základní okno SW aplikace 3.1 Mapový podklad K dispozici jsou následující typy mapových podkladů (viz obrázek 5): Ortofoto letecký snímek. Mapa klasická mapa s bílým podkladem, na které jsou znázorněny vrstevnice, cesty atd. Mix letecký snímek s prosvícenými údaji (cesty, vrstevnice, ) z klasické mapy. Obrázek 5: Jednotlivé typy mapových zobrazení Výše uvedené typy mapových podkladů lze volit v následujících rozměrech: 1200 m x 1200 m a 600 m x 600 m. Na zvoleném mapovém podkladu jsou pomocí standardizovaných taktických značek
znázorněny polohy a zařazení jednotlivých členů družstva, nepřátelských objektů atd. Dále jsou na mapovém podkladu znázorněny polohy cílů, hranice působnosti, nadefinované cesty s uzlovými body apod. Značení vztahující se k nepřátelským jednotkám je zobrazeno červeně. Značky členů družstva jsou zobrazeny modře a jsou očíslovány (velitel = 0, sytě modrá značí vlastní polohu). Značka např. >4 min znamená, že po dobu 4 minut nebyla od daného člena družstva aktualizována jeho poloha. V horní levé části mapového podkladu je zobrazeno jméno aktuálně vybraného člena družstva a jeho GPS souřadnice jeho značka na mapovém podkladu je červeně zarámována. Velitel družstva (jeho značka na mapovém podkladu má číslo 0 ) má v pravém dolním rohu mapového podkladu navíc zobrazenu zjednodušenou formu Zařazovacího sešitu, který podává souhrnnou informaci o stavech ostatních členů družstva. Blikající ikona nad Zařazovacím sešitem signalizuje příjem výzvy od ostatních členů družstva (zelená = výzva, oranžová = naléhavá výzva, červená = SOS) viz obrázek 6. 3.2 Položky hlavní nabídky Obrázek 6: Signalizace příjmu výzvy od ostatních členů družstva Hlavní nabídka se nachází v levé části obrazovky a obsahuje následující položky, které budou v této kapitole podrobněji popsány: Kamera; Přijaté zprávy; Odeslané zprávy; Napsat zprávu; Info; Mapy; Signály; Poplachy. Kamera Nabídka umožňuje ovládání kamerového systému viz obrázek 7. Uživatelé na úrovni příslušníka družstva mohou vybrat z nabídky pouze položku Reset kamery, která zabezpečí reset obrazu. Velitel družstva má potom možnost zvolit jednoho ze svých podřízených a zobrazit na svém terminálu obraz z jeho kamery (viz obrázek 7) v reálném čase.
Obrázek 7: Zobrazení obrazu TV kamery vybraného člena družstva Přijaté zprávy Položka umožňuje zobrazení příchozích zpráv. Po výběru a potvrzení přijaté zprávy se v levém horním rohu mapového podkladu zobrazí obsah zprávy (viz obrázek 8). Pokud byl ke zprávě přiložen snímek z TV kamery, zobrazí se tento snímek v levém dolním rohu mapového podkladu. Obrázek 8: Zobrazení obsahu přijaté zprávy
Odeslané zprávy Práce s položkou a zobrazení odeslané zprávy je analogické jako u položky Přijaté zprávy. Jedná o zprávy, které člen družstva odeslal veliteli nebo ostatním členům družstva (viz obrázek 9). Zeleně označená zpráva znamená, že byla doručena. Červeně označená zpráva znamená, že zatím nebyla doručena. Napsat zprávu Obrázek 9: Zobrazení obsahu odeslané zprávy Položka umožňuje vytvoření formalizované zprávy. Zobrazí se formulář, pomocí kterého se definuje obsah zprávy (viz obrázek 10). Tvorba zprávy se vytváří postupně zleva doprava volbou v daném sloupci pohyb mezi sloupci se děje pomocí šipky doprava/doleva. Pohyb ve sloupci se děje pomocí šipky nahoru/dolů. Potvrzení výběru položky v jednotlivých sloupcích se děje pomocí šipky doprava. Odeslání zprávy se provede stiskem potvrzovacího tlačítka na ovladači. Komu? volba adresáta zprávy (velitel, voják č. 1-7, oběžník = všichni). Aktivní členové družstva (je možno s nimi navázat spojení) jsou zobrazeni tučně ostatní jsou zobrazeni šedě. Co? udává typ objektu (tank, voják, ) nepřátelské objekty jsou zobrazeny červeně, neidentifikovatelné objekty jsou zobrazeny zeleně. Kolik? udává počet objektů (1, 2, prapor, atd.). Kde? umožňuje lokalizaci objektu: o Vlastní souřadnice odesílatele zprávy, o Kříž souřadnice aktuální polohy kříže na mapovém podkladu, o Akvizice (pouze u velitele družstva) souřadnice cíle získané akvizicí. Kdy? udává čas (teď, před 5 minutami, ), kdy byl objekt spatřen.
Jak? udává, jak se objekt chová (vyčkává, útočí, ). Poznámka umožňuje přidání fotky z TV kamery odesílatele zprávy (položka Foto vytvořené foto se zobrazí pod formulářem pro vytvoření zprávy). Info Obrázek 10: Pracovní okno s formulářem umožňující vytvoření zprávy Položka poskytuje uživateli některé základní informace: Puls Akt. El. (Puls aktivního elementu) zobrazuje aktuální puls vybraného člena družstva. Bojový rozkaz přes mapový podklad se zobrazí text bojového rozkazu (viz obrázek 11). Viditelnost zobrazí viditelnost z daného bodu na mapovém podkladu (viz obrázek 12). Měření vzdálenosti zobrazení vzdálenosti dvou bodů na mapovém podkladu (Real vzdálenost zohledňující výšku terénu, Direct vzdálenost vzdušnou čarou) viz obrázek 13. Akvizice (pouze u velitele družstva) je-li k řídící jednotce připojena akviziční jednotka (např. LEICA VECTOR), je možno po výběru této položky provádět lokalizaci vybraného cíle pomocí akviziční jednotky. Na mapovém podkladu jsou zobrazeny naměřené hodnoty: dálka, azimut, elevace a souřadnice UTM viz obrázek 14. Zařazovací sešit (pouze u velitele družstva) zobrazuje stavové informace jednotlivých členů družstva viz obrázek 15.
Obrázek 11: Zobrazení bojového rozkazu Obrázek 12: Zobrazení viditelnosti z daného bodu
Obrázek 13: Zobrazení vzdálenosti dvou bodů Obrázek 14: Zobrazení informací o měřeném cíli
Obrázek 15: Zařazovací sešit Mapy Položka umožňuje výběr typu a rozměru mapového podkladu a vkládání jednotek do zvoleného mapového podkladu. Příkaz Vlož jednotku slouží k vkládání taktických značek jednotek do mapového podkladu (viz obrázek 16). Vlastní jednotky = modrá barva, nepřátelské jednotky = červená barva. Obrázek 16: Vložení taktických značek jednotek
Signály Tato položka umožňuje vyslání/odvolání předdefinovaného signálu všem členům družstva (viz obrázek 17). Znění těchto signálů je možno nakonfigurovat před vlastním vysazením družstva. Poplachy Obrázek 17: Odeslání vybraného signálu ze seznamu předefinovaných signálů Tato položka umožňuje vyslání/odvolání standardizovaného poplachu/nebezpečí (viz obrázek 18). Znění těchto poplachů je dáno normativním dokumentem STANAG. Obrázek 18: Odeslání a zobrazení poplachu
3.3 Stavový panel Stavový panel se nachází v levé dolní části obrazovky (viz obrázek 19) a poskytuje následující informace: Souřadnice (UTM) kříže na mapovém podkladu viz obrázek 19, pozice 1. Aktuální čas viz obrázek 19, pozice 2. Stav nabití AKB (pouze úroveň Voják ) v závislosti na stavu nabití AKB se mění barva ikony baterie a její zbývající provozuschopnost v hodinách (zelená, oranžová, červená) viz obrázek 19, pozice 3. Hodnota vlastní tepové frekvence ( pouze úroveň Voják ) viz obrázek 19, pozice 4. Obrázek 19: Stavový panel 4. Rozšířené možnosti pro úroveň velitele družstva Jedná se o nástavbu, která je nainstalována pouze na terminálu velitele družstva a umožňuje mu definovat taktickou situaci a rozesílat ji ostatním členům družstva (viz obrázek 20). Předpokládá se, že tato činnost bude provozována např. ve vozidle, v krytu atd. před vlastním vysazením družstva. Ovládání SW aplikace se děje pomocí ovládacího panelu terminálu velitele. Obrázek 20: Okno SW aplikace úroveň Velitel
Nástavba se ve srovnání s úrovní pro příslušníky družstva liší tím, že na horním kraji mapového podkladu je panel s tlačítky, které umožňují definování taktické situace a její odeslání. Popis jednotlivých ovládacích prvků panelu: Zobrazení Zařazovacího sešitu, který ukazuje stavové informace jednotlivých členů družstva viz obrázek 15. Definování cesty jednotlivým členům družstva. Zobrazení informativního textu rozkazu nad mapovým podkladem. Definování uzlových bodů oblasti působnosti. Definování hranice oblasti působnosti. Zobrazení viditelnosti ze zvoleného bodu na mapovém podkladu. Lámání hran hranic oblasti působnosti, mazání uzlových bodů oblasti působnosti a mazání cílů. Definování času dosažení bodu cesty a zájmového sektoru. Měření vzdálenosti dvou bodů (Real zohledňuje výšku terénu, Direct vzdálenost vzdušnou čarou) viz obrázek 13. Akvizice cíle pomocí připojené akviziční jednotky viz obrázek 14. Definování cílů. Odeslání vytvořené taktické situace všem členům družstva.