Projekt DOBR-0023-R-ID

Transkrypt

1 Tytuł: Zastosowanie innowacyjnych technik symulacji interaktywnej w szkoleniu kierowników i funkcjonariuszy Straży Granicznej mjr dr inż. Mariusz Chmielewski 1 mjr SG Anna Różycka 2 Straż Graniczna jest formacją dynamicznie rozwijającą się zarówno w zakresie powierzanych jej zadań jak i sposobach realizacji metod nauczania w szkolnictwie zawodowym. Wprowadzane innowacje, nowatorstwo to nie tylko wykorzystywanie dostępnego sprzętu umożliwiającego przekaz medialny treści nauczania, ale również pewnego rodzaju rewolucja w stosowaniu interaktywnych technik realizowania zajęć szkoleniowych z wykorzystaniem symulatora komputerowego. Szeroko stosowane metody w szkolnictwie wojskowym, policyjnym maja szansę na realizację również w Centrum Szkolenia Straży Granicznej w Kętrzynie. Państwowej oraz Kontroli Ruchu Granicznego realizowany jest jako projekt badawczo-rozwojowy w ramach III edycji konkursu 3/2012 z obszaru obronności i bezpieczeństwa państwa Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Wykonaniem prac związanych z powstaniem projektu zajmuje się Konsorcjum 3 w składzie: Wydział Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej (lider), Wydział Zarządzania i Dowodzenia Akademii Obrony Narodowej oraz Mlabs Sp. z o.o. Od strony merytorycznej zadania realizują eksperci z Centrum Szkolenia Straży Granicznej, ppłk SG Ireneusz Sadowski, mjr SG Anna Różycka, kpt. SG Sławomir Dębski, kpt. SG Dariusz Leżała, por. SG Artur Tyszko, ppor. SG Marcin Rawski powołani decyzją przez Komendanta CSSG. Pracami Konsorcjum kieruje mjr dr inż. Mariusz Chmielewski, członek Zespołu Badawczego Modelowania, Symulacji i Informatycznego Wspomagania Decyzji w Sytuacjach Konfliktowych i Kryzysowych prowadzonego przez dr hab. inż. Andrzeja Najgebauera, prof. WAT. Symulacja komputerowa zdobywa coraz szersze praktyczne zastosowanie, szczególnie w odwzorowaniu złożonych procesów. Modelowanie zachowania środowiska oraz jednostek, obiektów i społeczeństwa jest jednym z kluczowym aspektów symulatorów stosowanych w dziedzinie obronności. Symulacyjne gry decyzyjne mogą mieć zastosowanie we wspomaganiu procesów szkolenia decydentów, jak również mogą być wykorzystane do oceny wypracowanych wariantów działania podległych sił i środków. Symulatory konstruktywne i wirtualne, są narzędziami od wielu lat stosowanymi w szkoleniu sztabów wojsk, a ostatnio zdobywają rzeszę zwolenników wprowadzających je do użycia, również w innych służbach. Modelowanie konfliktów zbrojnych dużej intensywności pozwalało na stosowanie zagregowanych modeli symulacyjnych, jednak ewolucja konfliktów XXI wieku w kierunku odwzorowania działań asymetrycznych wymusiła wyższą rozdzielczość i dokładność modelowania. Projekt Wirtualny System Doskonalenia Taktyki Ochrony Granicy koncentruje się na wytworzeniu wielorozdzielczego środowiska symulacyjnego ukierunkowanego na szkolenie Kierowników Zmiany Straży Granicznej oraz funkcjonariuszy działających w roli kierujących działaniami. Konstruowany system informatyczny będzie umożliwiał prowadzenie wieloosobowych, rozproszonych ćwiczeń symulacyjnych ukierunkowanych na szkolenie i weryfikację procedur oraz decyzji podejmowanych przez kierowników Straży Granicznej. Proponowany projekt oferuje kompleksowym podejście do zaspokojenia potrzeb szkoleniowych zdefiniowanych przez przedstawicieli Gestora (Straży Granicznej) funkcjonariuszy Centrum Szkolenia Straży Granicznej. System symulacyjny wraz z opracowaną metodyką prowadzenia ćwiczeń symulacyjnych CAX (ang. Computer Assisted Excercises) stanowi wsparcie i uzupełnienie programu kształcenia kadry Straży Granicznej i 1 Wydział Cybernetyki, Wojskowa Akademia Techniczna, (mchmielewski@wat.edu.pl) 2 Zakład Graniczny, Centrum Szkolenia Staży Granicznej w Kętrzynie (anna.rozycka@strazgraniczna.pl) 3 Podmioty realizujące projekt badawczo -rozwojowy Strona 1/7

2 uwzględnia procesy dydaktyczne kursów doskonalących funkcjonariuszy i kierowników Straży Granicznej. Opracowywane środowisko oferuje wsparcie procesu szkolenia Kierowników Zmiany z zachowaniem procedur i narzędzi informatycznych, odpowiadających rzeczywistym warunkom służby. Równolegle z przygotowaniem środowiska symulacyjnego prowadzone są prace mające na celu zaprojektowanie infrastruktury docelowego laboratorium symulacyjnego oraz dostosowania programów kształcenia funkcjonariuszy i kierowników SG. Nowo tworzone programy szkoleniowe będą zakładały wykorzystanie środowiska symulacyjnego wspieranego zaproponowaną metodyką CAX, dostarczając nowoczesnych metod ćwiczenia, demonstracji i weryfikacji wiedzy funkcjonariuszy Straży Granicznej. Opracowywana metodyka szkolenia wzorowana jest na metodykach prowadzenia szkoleń sztabowych z dobrze zdefiniowanymi zasadami, regułami i praktykami dostosowanymi do wymagań i potrzeb ćwiczeń Straży Granicznej oraz służb współdziałających. Etap badań naukowych pozwolił przygotować zbiór wymagań dla składowych elementów systemu jak i scenariuszy symulacyjnych możliwych do odwzorowania w systemie. Nakreślone potrzeby szkoleniowe Straży Granicznej, analiza regulaminów i dobrych praktyk działań SG, pozwoliły wytypować i zdefiniować scenariusze operacyjne wraz ze wskazaniem wzorcowych zachowań funkcjonariuszy SG podlegających modelowaniu i odwzorowaniu w symulatorze. Opracowywany system informatyczny ma umożliwić demonstrację technologii w warunkach rzeczywistych, w końcowej postaci oraz będzie wdrożony w wytypowanym laboratorium symulacyjnym konstruowanym w Centrum Szkolenia Straży Granicznej w Kętrzynie. Główny cel projektu opiera się na zbudowaniu środowiska symulacyjnego wraz z metodyką prowadzenia ćwiczeń typu CAX dla Straży Granicznej. Zgodnie z przeprowadzonymi pracami analitycznymi, można stwierdzić, brak tego typu rozwiązań, lub są one ze względu na klauzulę ukrywane. Projekt jest swoistym prekursorem dostarczania systemu symulacyjnego integrującego się z podstawowym narzędziem kierowania działaniami systemem SWK. Ważnym aspektem artykułowanym w trakcie prac koncepcyjnych (zbierania wymagań) była kwestia odwzorowania w budowanym systemie wykorzystywanych realnie środków łączności, informatycznych narzędzi wspierających oraz innych elementów standardowego wyposażenia stanowiska Kierownika Zmiany. Prace analityczne prowadzone wraz z Gestorem (ekspertami CSSG) projektu pozwoliły na weryfikację i w konsekwencji modyfikacje percepcji potrzeb biznesowych budowanego środowiska symulacyjnego. Dotyczy to zarówno zakresu stosowanych narzędzi do pracy sztabowej, jak również szczegółowości odwzorowania zdarzeń, rejestrowanych w trakcie trwania służby. Zidentyfikowanymi i zaimplementowanymi funkcjami operacyjnymi proponowanego środowiska są: weryfikacja trafności i poprawności podejmowanych decyzji kierowników (dowódców) Straży Granicznej w zakresie ich odpowiedzialności; weryfikacja poprawności działania oraz znajomość reguł i procedur postępowania pojedynczego funkcjonariusza Straży Granicznej w trakcie realizacji wybranych działań; weryfikacja wiedzy na temat narzędzia dowodzenia i kierowania Straży Granicznej - SWK (System Wspomagania Kierowania) - w zakresie raportowania zdarzeń i odwzorowania porządku służby na stanowisku Kierownika Zmiany; weryfikacja znajomości dokumentów normatywnych oraz procedur i zasad współpracy między służbami MSW uczestniczących w operacjach związanych ze zdarzeniami granicznymi; udostępnienie reguł i procedur (działań regulaminowych) postępowania funkcjonariuszy i kierowników (dowódców) Straży Granicznej; nauka i weryfikacja umiejętności posługiwania się symboliką operacyjno-taktyczną w zakresie konstrukcji jednolitego obrazu operacji służb MSW oraz SZ RP (zgodną z decyzją nr Strona 2/7

3 13 Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 28 stycznia 2008 r.) oraz standardem symboliki APP-6C wykorzystywaną w NATO i SZ RP; udostępnienie scenariuszy działania Straży Granicznej w ramach działań granicznych, kontroli ruchu granicznego oraz działań specjalnych (pirotechnicznych) realizowanych w porcie lotniczym; udostepnienie danych normatywnych sprzętu, wyposażenia i uzbrojenia funkcjonariuszy Straży Granicznej; symulacyjna weryfikacja i rozważenie decyzji Kierowników Zmiany i funkcjonariuszy kierującymi działaniami Straży Granicznej; symulacyjna weryfikacja i rozważenie działania funkcjonariuszy realizujących zdefiniowany zbiór zadań z uwzględnieniem różnych warunków pogodowych i terenowych. Zgodnie z przeprowadzoną analizą oraz ofertą konkursową w skład wytwarzanego oprogramowania wchodzą następujące podsystemy, komponenty oraz artefakty: Środowisko symulacyjne składające się z dwóch modułów symulacyjnych: o symulatora sztabowego (konstruktywnego) będącego centralnym komponentem wytwarzanego systemu, ukierunkowanego na szkolenie Kierowników Zmian z wykorzystaniem narzędzi wspomagających pracę na stanowisku (system SWK i Moduł Mapowy) z wstępnie przygotowanym szczegółowym modelem terenu Pn-Wsch Polski; o symulatora wysokiej rozdzielczości (wirtualnego) ukierunkowanego na wsparcie ćwiczeń funkcjonariuszy kierujących działaniami oraz wizualizację epizodów rozgrywek z przygotowanym terenem przejścia granicznego Gołdap, szczegółowo zamodelowaną infrastrukturą przejścia drogowego, kolejowego oraz portu lotniczego Modlin umieszczonego w pobliżu miejscowości Gołdap; Aplikacje wspierające działanie operatorów systemu symulacyjnego w tym: o Aplikację Ćwiczącego imitującego system SWK, umożliwiającego odwzorowanie działań w symulatorze oraz modułu mapowego dostarczającego funkcje zobrazowania operacyjnego, koncentrującego się na zobrazowaniu sił i środków oraz obiektów scenariusza symulacyjnego; o Aplikację Kierownika Ćwiczenia umożliwiającą zarządzanie ćwiczeniem symulacyjnym, monitoring tego ćwiczenia (monitoring video), analizę wyników ćwiczenia oraz odtwarzanie przebiegu ćwiczenia moduł AAR (ang. After Action Review). Aplikacja umożliwi również podgląd i interakcje ze środowiskiem ćwiczącego świadcząc usługi podgrywki i monitorowania przebiegu ćwiczenia. o Aplikację Scenarzysty wspomagającą wytwarzanie elementów scenariuszy symulacyjnych (modeli terenowych), parametryzację scenariuszy symulacyjnych itd. Narzędzia budowy cyfrowego modelu terenu dla symulatora sztabowego i symulatora wysokiej rozdzielczości. Narzędzia wspomagają konstrukcję dyskretnych modeli terenu i bazują na cyfrowych zbiorach danych mapowych: wektorowych formatach Shape, VPF, modelu DTED, ETOPO, podkładach rastrowych CADRG, GeoTIFF oraz otwartych źródłach informacji geoprzestrzennej np. OpenStreetMap. Środowisko Modelowania Zachowań wspomagające rozbudowę algorytmów działania obiektów symulacyjnych Straży Granicznej, służb współdziałających oraz sprawców i przestępców. Dostarczenie mechanizmów, które pozwalają na elastyczną rozbudowę oferowanej logiki działania symulatora wpływa na łatwość rozbudowy i modyfikacji logiki działania symulowanych elementów operacyjnych SG oraz sprawców, co ułatwi dalszą rozbudowę systemu. Środowisko integracyjne w postaci magistrali klasy ESB (ang. Enterprise Service Bus) odpowiedzialnej za dostarczenie mechanizmów komunikacyjnych i synchronizacji komponentów systemu symulacyjnego. Zadaniem nadrzędnym magistrali jest Strona 3/7

4 udostępnienie infrastruktury komunikacji synchronicznej i asynchronicznej w środowisku symulacyjnym, aby z jednej strony ujednolicić standardy integracyjne wewnątrz środowiska symulatora (integracja komponentów składowych środowiska) oraz z drugiej strony dostarczyć mechanizmy do integracji zewnętrznych innych narzędzi symulacyjnych oraz systemów informatycznych, w tym również innymi systemów symulacyjnych. Warstwa integracyjna udostępnia również mechanizmy RTI (ang. Runtime Infrastructure) standardu symulacyjnego High Level Architecture - odpowiedzialnego za dostarczenie elastycznego, konfigurowalnego i rozszerzalnego środowiska integracji komponentów programowych i symulatorów. Warstwa integracyjna wykorzystywana jest przez komponenty środowiska symulacyjnego jak również dostarcza mechanizmów rozszerzania środowiska do współpracy z innymi systemami symulacyjnymi i narzędziami wspomagania dowodzenia służb np. symulatorów SZ RP, Policji oraz Straży Pożarnej. Opracowany i zatwierdzony przez Gestora zestaw scenariuszy symulacyjnych, odwzorowujących potrzeby szkoleniowe służb granicznych na poziomie Służb Dyżurnych Operacyjnych i kierującego działaniami; Metodykę prowadzenia ćwiczeń CAX (i szkoleń) z wykorzystaniem systemu symulacyjnego wraz z wymaganą dokumentacją użytkową systemu. Proponowane rozwiązanie informatyczne ukierunkowane jest na integrację systemów symulacyjnych i aplikacji z nimi skojarzonych. Przeprowadzone prace badawcze i rozwojowe, oraz potrzeby integracji z Systemem Wspomagania Kierowania, wskazują potrzeby dostarczenia rozszerzalnego środowiska integracyjnego, wspierającego mechanizmy międzyplatformowe dla technologii.net i Java. Opracowany projekt typowych mechanizmów magistrali, uwzględnia np. dedykowane usługi sterowania przebiegiem symulacji (eksperymentu). Innowacyjność takiego podejścia wspiera przygotowanie środowiska symulacyjnego do integracji z innymi symulatorami (SZ RP, Policji, Straży Pożarnej) lub systemami dziedzinowymi SG, które mogą służyć, jako źródła danych dla opracowywanych ćwiczeń np. systemy analizy informacji kryminalnej. Budowane środowisko symulacyjne, wraz z opracowaną metodyką prowadzenia ćwiczeń CAX, dostarczy nowoczesne, interaktywne narzędzia wykorzystywane w szkoleniu funkcjonariuszy Straży Granicznej oraz innych służb MSW. Dostarczana funkcjonalność umożliwi szkolenie w zakresie zadań związanych z ochroną zewnętrznej granicy UE i strefy Schengen oraz odwzorowaniu działania na rzecz bezpieczeństwa wewnętrznego kraju. Zgodnie z ustaleniami prac analitycznych oferowane rozwiązanie informatyczne odwzorowuje procedury i dobre praktyki działania Straży Granicznej oraz reguły współdziałania z instytucjami i służbami państwowymi. Taka konstrukcja zapewnia praktyczne wykorzystanie wyników projektu w obszarze obronności i bezpieczeństwa państwa. Zakłada się, że system symulacyjny będzie mógł uczestniczyć w wieloszczeblowych ćwiczeniach symulacyjnych innych resortów funkcjonując, jako jeden z modułów dziedzinowych, obsługujących zakres zadań związanych z ochroną granic i kontrolą ruchu granicznego. Strona 4/7

5 Moduł mapowy symulatora sztabowego umożliwiający stawianie zadań, monitorowanie działania podległych sił. Środowisko GIS wizualizujące dane obiektów symulacyjnych i oferujące funkcje symboliki taktyczno-operacyjnej Moduł mapowy symulatora sztabowego umożliwiający monitoring działania podległych i współdziałających sił i środków, funkcjonalność monitorowania przebiegu ćwiczenia oraz szkicownik sytuacji operacyjnej. Strona 5/7

6 Aplikacja ćwiczącego imitująca system SWK, służący do wprowadzania zdarzeń meldowanych przez Służby Dyżurne Operacyjne SG wraz z modułem komunikacyjnym na tle modułu mapowego symulatora sztabowego. Kontrola Ruchu Granicznego SG i SC, interakcje z pojazdami oraz pasażerami pojazdu, szczegółowa kontrola danych pojazdów i danych osób. Modele pomieszczeń kontrolerów na przejściu granicznym, wraz z modelami wyposażenia i umundurowania. Model działania pasażerów pojazdów (autobusów) w trakcie kontroli (prawy) na przejściu granicznym oraz model działań pasażerów portu lotniczego Modlin i jego infrastruktury (lewy). Strona 6/7

7 Teren odwzorowywanego przejścia granicznego (lewy), kontrola ruchu granicznego na przejściu kolejowym (prawy), modele zachowań kontroli pasażerów w wagonie, wezwanie patrolu w celu doprowadzenia zatrzymanego. Wizualizacja zatrzymania napastnika z bronią na terenie przejścia granicznego przy asyście funkcjonariuszy WZD (lewy) oraz ucieczka sprawcy z punktu blokadowego i włączenie do działań grupy pościgowej (prawy). obronności i bezpieczeństwa państwa prowadzonym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Strona 7/7