Реферат на тему: Применение теории рядов в военном деле

Цель работы

Разработать математическую модель прогнозирования суточного расхода боеприпасов артиллерийского подразделения на основе методов анализа временных рядов (ARIMA) и спектрального анализа исторических данных о расходе, обеспечивающую точность прогноза не менее 85% на 3-дневный период.

Основная идея

Использование временных рядов и спектрального анализа (на основе рядов Фурье) для прогнозирования суточного расхода критических материально-технических ресурсов (например, боеприпасов, ГСМ) в условиях ведения боевых действий. Это позволит оптимизировать логистику подвоза, снизить риски дефицита ресурсов в критический момент и повысить устойчивость подразделений.

Проблема

Ключевой проблемой в обеспечении боеспособности артиллерийских подразделений в современных конфликтах является высокая неопределенность суточного расхода критических ресурсов (боеприпасов, ГСМ). Традиционные методы планирования, опирающиеся на усредненные нормативы или экспертные оценки, часто не учитывают динамику реальных боевых действий, фактор внезапности и цикличность активности противника. Это приводит к критическим ошибкам: дефициту ресурсов в пиковые периоды боевой активности, что парализует огневые возможности, или к избыточным неоправданным запасам, перегружающим логистические цепи и увеличивающим риски потерь при транспортировке. Неспособность точно прогнозировать краткосрочные (на 1-3 суток) потребности напрямую снижает оперативную устойчивость подразделений и эффективность применения огневых средств.

Актуальность

Актуальность применения теории рядов, в частности методов анализа временных рядов (ARIMA) и спектрального анализа (ряды Фурье), для решения указанной проблемы обусловлена несколькими факторами: 1. Возрастающая интенсивность и динамичность боевых действий: Современные конфликты характеризуются высокой мобильностью, нелинейностью фронтов и резкими изменениями интенсивности боевого применения. Требуются методы, способные адаптивно обрабатывать нестационарные данные о расходе ресурсов. 2. Ограниченность ресурсов и логистические риски: В условиях санкционного давления и сложностей снабжения максимально эффективное использование каждого ресурса становится критически важным. Точный прогноз минимизирует риски срыва боевых задач из-за нехватки боеприпасов или топлива. 3. Развитие возможностей сбора данных: Широкое внедрение систем автоматизированного учета расхода ресурсов в войсках создает базу для построения исторических рядов данных, необходимых для применения статистических методов прогнозирования. 4. Преимущества математического моделирования: Теория рядов предлагает строгий аппарат для выявления скрытых закономерностей (трендов, сезонности, циклов) в хаотичных на первый взгляд данных о боевом применении, позволяя перейти от реактивного к опережающему управлению ресурсами. Использование этих методов напрямую способствует повышению боевой эффективности и живучести подразделений.

Задачи

1. 1. 1. Провести анализ исторических данных суточного расхода боеприпасов конкретного артиллерийского подразделения за репрезентативный период ведения боевых действий, используя методы описательной статистики и визуализации временных рядов для выявления основных характеристик данных (тренд, сезонность, шум).
2. 2. 2. Разработать математическую модель прогнозирования суточного расхода боеприпасов на основе комбинации методов анализа временных рядов (модель ARIMA - Autoregressive Integrated Moving Average) и спектрального анализа (разложение в ряд Фурье) для идентификации и учета периодических компонент расхода, связанных с тактикой действий противника или собственными оперативными циклами.
3. 3. 3. Осуществить верификацию и оценку точности разработанной модели на тестовой выборке исторических данных. Целевым показателем является достижение точности прогноза (например, в метрике MAPE - Mean Absolute Percentage Error) не менее 85% на горизонте прогнозирования в 3 суток.
4. 4. 4. Сформулировать практические рекомендации по интеграции разработанной модели прогнозирования в систему планирования материально-технического обеспечения артиллерийского подразделения для оптимизации графика подвоза боеприпасов, минимизации рисков дефицита и повышения общей устойчивости подразделения в ходе боевых действий.