Научный рецензируемый сетевой электронный журнал
Системы управления, связи и безопасности
Systems of Control, Communication and Security
ISSN 2410-9916

№4 2016

Номер cформирован 25 декабря 2016 г.
Данные о статьях переданы в РИНЦ 26 декабря 2016 г.

Скачать весь номер одним файлом

Анализ новых технологий и перспектив развития систем управления, связи и безопасности
  • Макаренко С. И.
    Использование космического пространства в военных целях: современное состояние и перспективы развития систем информационно-космического обеспечения и средств вооружения
    S. I. Makarenko
    Information-Space Systems and Space Weapons – Current State and Prospects o Improvement
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. Ведущие технологически развитые страны, имеющие выход в космос, активно разрабатывают концепции использования космоса в военных целях. В основном эти концепции относятся к развитию систем информационно-космического обеспечения, которые решают задачи разведки, связи и навигации. Кроме того, активизировались работы по созданию средств вооружения, действующих в космосе и через космос. Прежде всего, это создание противоспутникового оружия и систем перехвата межконтинентальных баллистических ракет на заатмосферном участке их траектории. При этом можно констатировать, что широкое применение систем информационно-космического обеспечения и средств вооружения в космосе приведет к коренному пересмотру основных принципов ведения войны, а именно – обеспечит глобальность военного присутствия и нанесения ударов в любой точке Земли. В связи с этим, актуальным является анализ современного состояния и перспектив использования космоса в военных целях. Целью работы является анализ перспектив использования космического пространства в военных целях, а также современного состояния и перспектив развития систем информационно-космического обеспечения и средств вооружения, действующих в космосе и через космос. Для анализа были использованы только открытые источники, а в качестве примеров конкретных космических систем использовались открытые данные о соответствующих образцах вооружения, используемых в вооруженных силах США, как наиболее технологически развитого государства. Результаты и их новизна. Элементом новизны работы являются выявленные общие тенденции развития концептуальных основ ведения военных действий в космосе и через космос. Также к элементам новизны стоит отнести выявленные частные тенденции развития систем информационно-космического обеспечения, а именно космических систем разведки, обнаружения стартов ракет и ядерных взрывов, глобальной навигации, топогеодезического обеспечения, систем метеорологии и контроля окружающей среды, связи и ретрансляции данных. При рассмотрении этих космических систем особое внимание уделено анализу космических систем разведки, а также системам спутниковой связи и ретрансляции данных. Выявлены перспективные направления построения информационно-космических систем на основе малых космических аппаратов. Кроме этого, к элементам новизны стоит отнести выявленные частные тенденции развития средств вооружения в космической сфере, а именно – противоспутниковых ракет, лазерного и пучкового противоспутникового оружия, воздушно-космических самолетов, космических аппаратов инспекторов и перехватчиков, космических систем радиоэлектронной борьбы и мониторинга космического пространства, а также использование высотных ядерных взрывов в качестве средств противоспутниковой борьбы. Практическая значимость. Представленный анализ будет полезен техническим специалистам для обоснования новых технологических решений в области космических систем военного и двойного назначения, а также военным специалистам для обоснования новых форм и способов вооруженной борьбы с учетом перспектив развития космических систем и средств. Кроме того, данный анализ будет полезен научным работникам и соискателям, ведущим научные исследования, для прикладного обоснования целесообразности предлагаемых ими улучшений военно-технических систем космического базирования, а также обоснования защиты от подобных систем противника.
    • Relevance. The Countries that have access to space, actively developing the concepts for use of space for military purposes. These concepts primarily relate to the development of the information-space systems, which solve problems of intelligence, communications and navigation. In addition, works by the creation of the space weapons become active now too. First of all, this works by creation of the anti-satellite weapons and systems to intercept of the Intercontinental ballistic missiles. The create of the information-space system and the space weapons will lead to a change in the basic principles of war by providing global military presence and possible strikes in any points of the Earth. In this regard, relevant is the analysis of the current state and prospects of use of space for military purposes. The aim of this paper is to analyze the prospects of the use of outer space for military purposes, as well as the current state and prospects of development of the information-space systems and the space weapons. For analysis, we used only open sources, and as examples of the separate space systems used open data about the weapons of created and used in the armed forces of the United States of America. Novelty. The Elements of novelty in the paper are detection of the general trends of development of conceptual bases of warfare in space. Also, the elements of novelty are identified of private tendencies of development for different the information-space systems. These systems are the space intelligence systems, the space system detect of the missile launches and the nuclear explosions, the global navigation system, the system of space meteorology and environment monitoring, the communications systems and relay data. Promising directions for information-space systems based on the small satellites have also been reviewed here. In addition, separate trends of development of the space weapons discussed in the paper. Practical relevance. The review presented can be used by technical specialists to make new technologies for the military information-space systems. Also, this review can be useful for the military specialists for elaborating new forms and methods of warfare in space.
  • Ключевые слова / Key words
    • космическая система, система космической разведки, система обнаружения старта ракет, космическая навигационная система, космическая топогеодезическая система, космическая система метеорологии и контроля окружающей среды, спутниковая система связи, военная операция, космическое пространство, космическое оружие, противоспутниковые ракеты, лазерное оружие, пучковое оружие, воздушно-космические самолеты, аппараты-инспекторы, средства радиоэлектронной борьбы
    • space system, space intelligence, the detection system of start of rockets, space navigation system, system space meteorology and environment monitoring, satellite communications system, space warfare, space weapons, anti-satellite missiles, laser weapons, beam weapons, aerospace vehicles, inspectors satellite, means of electronic warfare
  • Ссылка на статью / Reference
    • Макаренко С. И. Использование космического пространства в военных целях: современное состояние и перспективы развития систем информационно-космического обеспечения и средств вооружения // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 161-213. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf (дата обращения ).
    • Makarenko S. I. Information-Space Systems and Space Weapons – Current State and Prospects o Improvement. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 161-213. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf (accessed ) (in Russian).
Системы управления
  • Догадина Е. П., Кропотов Ю. А.
    Автоматизированное управление загрузкой оборудования мелкосерийного производства в составе внешнего математического обеспечения информационно-управляющей системы
    E. P. Dogadina, Y. A. Kropotov
    The Automat Control of Loading Equipment at Small-scale Production for the External Mathematical Software of the Information Management System
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: Одним из способов повышения эффективности промышленного предприятия является применение автоматизированных систем управления производственными процессами. Поэтому вопросам создания более совершенных автоматизированных систем управления производствами посвящается последнее время всё большее число работ и научных исследований. В то же время существующие методы и алгоритмы автоматизированного управления были созданы без учета появления новых информационных производственных технологий. Поэтому возникает задача создания методов на основе новых подходов к решению вопросов управления производствами и разработки новых алгоритмов, позволяющих осуществлять более эффективное управление производственными процессами. Объектом исследования является промышленное предприятие с последовательной временной и ячеистой пространственной структурой организации производства. При этом данная структура характерна для предприятий мелкосерийного производства. Целью работы является разработка алгоритма и программного обеспечения для автоматизированного управления загрузкой оборудования, предназначенного для мелкосерийного производства, и внедрение его в существующее на предприятии внешнее математическое обеспечение информационно-управляющей системы. Используемые методы: В работе использовался аппарат теории массового обслуживания, методы оптимизации глобального поиска, аддитивный метод свертки критериев. Научная новизна алгоритма заключается в осуществлении многокритериального управления процессами производства, представленными на базе теории массового обслуживания, с целью оперативной замены оборудования с отказом в работе на резервное. Кроме того, разрабатываемый алгоритм должен быть реализован в виде современного программного обеспечения, которое будет иметь высокое быстродействие, наглядность полученных результатов, а также возможность интеграции в существующее внешнее математическое обеспечение информационно-управляющей системы промышленного предприятия. Результат: разработано программное обеспечение, которое включает в себя наглядное представление о ходе изготовления продукции, возможность корректировки процесса производства с учетом определенных условий и ограничений, накладываемых на производственный процесс. Практическая значимость: разработанный алгоритм и программное обеспечение загрузкой оборудования при отказах позволит в сжатые сроки осуществлять перепланирование процесса производства, что дает возможность выполнить заказ в установленное время даже при возникновении непредвиденных ситуаций (отказ оборудования, длительный ремонт, высокий уровень износа).
    • Purpose. One of methods of increase in efficiency of industrial enterprise is application of automated control systems for production processes. Therefore the increasing number of works and scientific research is devoted to questions of creation of more perfect automated control systems for productions lately. In too time the existing algorithms of automated management were created without emergence of new information production technologies. Therefore there is the problem of creating methods on the basis of new approaches to solving the issues of production control. And also need to develop new algorithms to implement a more efficient management of production processes. Object of the research are industrial enterprises with the consecutive temporary and the cellular spatial structure of production organization. This structure is characteristic for the principles of small-lot production. The purpose of paper is development of the algorithm and the software for automated control of loading of the equipment intended for small-lot production. This software is used in the external software of management information system existing at the entity. Methods. In paper used the apparatus of the Queuing theory, optimization methods, global search, an additive method of convolution of criteria. Scientific novelty of paper consists in implementation of multicriteria process management of production, provided based on the theory of queues, for the purpose of operational replacement of the equipment with failure on reserve. Besides, the developed algorithm and the software shall be realized on the basis of use of modern software products. This software products have high speed, presentation of the received results, and also ability to integrate into the existing external software of management information system of industrial enterprise. Results. The software which includes the control algorithm of process of manufacture of products, with possibility of adjustment of a production process taking into account the certain conditions and restrictions imposed on production process is developed. Practical importance: the developed algorithm and the software loading of the equipment in case of refusals will allow do replanning of a production process that gives the chance to execute the order at the scheduled time even in case of unforeseen situations (equipment failure, long repair, high level of depreciation).
  • Ключевые слова / Key words
    • автоматизированное управление, повышение эффективности, загрузка оборудования, усовершенствованное планирование, диаграмма Ганта, производственные мощности
    • automated control, raise efficiency, loading equipment, improved planning, Gantt chart, production capacity
  • Ссылка на статью / Reference
    • Догадина Е. П., Кропотов Ю. А. Автоматизированное управление загрузкой оборудования мелкосерийного производства в составе внешнего математического обеспечения информационно-управляющей системы // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 61-76. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/03-Dogadina.pdf (дата обращения ).
    • Dogadina E. P., Kropotov Y. A. The Automat Control of Loading Equipment at Small-scale Production for the External Mathematical Software of the Information Management System. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 61-76. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/03-Dogadina.pdf (accessed ) (in Russian).
Вычислительные системы
  • Борисов В. В., Зернов М. М., Федулов А. С., Якушевский К. А.
    Исследование характеристик гибридного вычислительного кластера
    V. V. Borisov, M. M. Zernov, A. S. Fedulov, K. A. Yakushevsky
    Analysis of the Characteristics of Hybrid Computing Cluster
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: в условиях возрастающего объема обрабатываемой информации, увеличения интенсивности и сложности решаемых поисковых и аналитических задач все более насущным для различных организаций и отдельных исследователей является создание и применение гибридных вычислительных систем, имеющих в своем составе как центральные, так и графические процессоры. Эти системы обладают потенциальной производительностью, позволяющей отнести их к классу суперкомпьютеров, при сохранении приемлемых для пользователей ценовых, массогабаритных, эргономических характеристик. Вместе с тем, следует отметить дефицит публикаций, посвященных вопросам исследования характеристик таких систем в зависимости от особенностей их архитектуры и используемого информационного обеспечения, а также выработке рекомендаций по оптимизации их структурных решений и параметров. Целью работы является предложение инструментальных средств и исследование с их использованием производительности гибридных вычислительных систем (на примере кластера филиала ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске – СФМЭИ) для выработки конкретных рекомендаций по оптимизации структурных решений и параметров. Используемые методы: методы анализа и проектирования вычислительных систем. Новизна: представленные результаты могут послужить основанием для обобщения подхода к исследованию гибридных вычислительных систем, ориентированных на решение разных нечисловых и вычислительных задач и различающихся архитектурой и используемым информационным обеспечением. Результат: представлена архитектура гибридного вычислительного кластера СФМЭИ. Проведена оценка максимальной теоретической производительности. Выполнены оценки производительности на основе тестов. Практическая значимость: результаты исследований могут быть использованы для анализа характеристик гибридных вычислительных систем, ориентированных на решение различных нечисловых и вычислительных задач.
    • Purpose. The development and application of hybrid computing systems is relevant in the context of increasing information, increasing the intensity and complexity of search and analytical tasks. These systems have the capacity to include them to the class supercomputers, while maintaining acceptable to users of price, size, ergonomic features. However, it should be noted shortage of articles devoted to the study of the characteristics of such systems depending on the nature of their architecture and software. The purpose of this work is the analysis the performance of hybrid computing cluster (in the example of the hybrid computing cluster of the branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute” in Smolensk). Methods. Methods of analysis and designing of computing systems. Novelty. The presented results can serve as a basis for the generalization of the approach to the study of hybrid computing systems, focused on solving various non-numerical and computational problems. Practical relevance. The results can be used to analyze the characteristics of various hybrid computing systems, focused on solving different non-numerical and computational problems.
  • Ключевые слова / Key words
    • гибридная вычислительная система, центральный процессор, графический процессор
    • hybrid computer system, CPU, GPU
  • Ссылка на статью / Reference
    • Борисов В. В., Зернов М. М., Федулов А. С., Якушевский К. А. Исследование характеристик гибридного вычислительного кластера // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 129-146. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/07-Borisov.pdf (дата обращения ).
    • Borisov V. V., Zernov M. M., Fedulov A. S., Yakushevsky K. A. Analysis of the Characteristics of Hybrid Computing Cluster. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 129-146. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/07-Borisov.pdf (accessed ) (in Russian).

  • Феоктистов А. Г., Корсуков А. С., Дядькин Ю. А.
    Инструментальные средства имитационного моделирования предметно-ориентированных распределенных вычислительных систем
    A. G. Feoktistov, A. S. Korsukov, Yu. A. Dyadkin
    Toolkits for simulation modeling of subject-oriented distributed computing systems
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. Стремительное развитие высокопроизводительных вычислений, в том числе распределенных вычислительных сред различного назначения, актуализирует исследование эффективности и надежности их использования при решении различных крупномасштабных задач. Имитационное моделирование является одним основных из инструментов такого исследования. Целью работы является анализ современного состояния в области исследования распределенных вычислительных сред на основе имитационного моделирования, определение эксплуатационных и функциональных требований к инструментальным средствам поддержки проведения имитационных экспериментов, а также развитие их инструментального базиса. Особое внимание уделено учету специфики предметных областей решаемых задач в процессе имитационного моделирования. Используемые методы. В статье представлены новые средства разработки имитационных моделей, интегрирующие методы концептуального программирования и автоматизации конструирования программ на основе каркасного подхода. Такая интеграция обеспечивает эффективную реализацию автоматизированного перехода от концептуальной модели распределенной вычислительной среды к ее имитационной модели. Новизна. Использование концептуальной модели распределенной вычислительной среды при создании и исследовании ее имитационных моделей позволяет расширить диапазон анализируемых архитектур среды по сравнению с известными инструментариями. Концептуальная модель включает в себя: вычислительные знания о программных модулях для решения задач в предметных областях и работы с объектами среды, включая планирование их действий; схемные знания о модульной структуре модели и алгоритмов; продукционные знания для поддержки принятия решений по выбору оптимальных алгоритмов в зависимости от состояния среды, а также знания о программно-аппаратной инфраструктуре среды и административных политиках в ее узлах. Результат. Сравнительный анализ известных инструментальных средств имитационного моделирования среды позволил определить актуальные направления развития существующего инструментального базиса. С учетом проведенного анализа разработан инструментальный комплекс SIRIUS II для имитационного моделирования предметно-ориентированной среды. Этот комплекс частично устраняет ряд недостатков рассмотренных средств. Практическая значимость. Результаты научной работы могут быть использованы специалистами в области параллельных и распределенных вычислений для анализа и оценки надежности и эффективности используемых ими вычислительных систем.
    • Relevance. The rapid development of high-performance computing, including distributed computing environments of different purposes, leads to the topicality of a study of their effectiveness and reliability in solving large-scale fundamental and applied problems. Simulation modeling is one of the main tools of such study. The aim of this paper is the analysis of the current state in the field of a study of the distributed computing environments based on the simulation modeling, the determination of operational and functional requirements to the tools for a model experiments support, and the expansion of the existing base of tools. The particular attention is paid to the use of a subject domains specificity for solved problems in the process of simulation modeling. Methods. In the paper, we present new tools for the development of simulation models. These tools integrate methods of conceptual programming and program design automation based on the framework-approach to programming. This integration provides the effective implementation of the automated transition from the conceptual model of the environment to its simulation model. Novelty. The use of a conceptual model of the environment in the creation and application of its simulation models allows to extend the range of studied architectures of the environment in comparison with known toolkits. The conceptual model includes the several components of comprehensive knowledge. The computational knowledge represents software modules for solving problems in subject domains and working with the environment objects, including planning of they actions. The schematic knowledge describes the modular structure of models and algorithms. The production knowledge is used to support decision-making on the select of optimal algorithms, depending on the environment state. The last component of knowledge is the information about the software and hardware infrastructure of the environment and administrative policies in its nodes. Results. The comparative analysis of the known tools for simulation modeling of the environment allowed us to determine the relevant directions of the expansion of the existing base of tools. We developed toolkit SIRIUS II for simulation modeling of the subject-oriented environment taking into account this analysis. This toolkit is partially eliminates a range of drawbacks of the analyzed tools. Practical relevance. Results of this study can be used by specialists in the field of parallel and distributed computing for the analysis and evaluation of the reliability and efficiency of computational systems used by them.
  • Ключевые слова / Key words
    • распределенная вычислительная среда, имитационное моделирование, инструментальные комплексы
    • distributed computing environment, simulation modeling, toolkits
  • Ссылка на статью / Reference
    • Феоктистов А. Г., Корсуков А. С., Дядькин Ю. А. Инструментальные средства имитационного моделирования предметно-ориентированных распределенных вычислительных систем // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 30-60. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/02-Feoktistov.pdf (дата обращения ).
    • Feoktistov A. G., Korsukov A. S., Dyadkin Yu. A. Toolkits for simulation modeling of subject-oriented distributed computing systems. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 30-60. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/02-Feoktistov.pdf (accessed ) (in Russian).
Информационные процессы и технологии. Сбор, хранение и обработка информации
  • Полесский С. Н., Маякова О. Ю., Алейников А. В.
    Разработка методики выявления факторов, наиболее сильно влияющих на надежность электронных устройств
    S. N. Polesskiy, O. Y. Mayakova, A. V. Aleynikov
    Method for determination of factors that most strongly affect on the electronic devices reliability
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: В целях определения уровня надежности электронного устройства необходимо разработать методику анализа результатов расчета его показателей надежности, таких как вероятность безотказной работы или средняя наработка на отказ, позволяющую оценивать какой из параметров сильнее всего оказывает влияние на итоговое значение эксплуатационной интенсивности отказов отдельного типа электрорадиоизделий. В результате анализа надежности компонентов всех уровней электронного устройства инженером должны быть получены величины показателей надежности, граничные значения управляемых параметров, а также должны быть выданы рекомендации о тех или иных изменениях, необходимых для повышения надежности электронного устройства. Целью работы является разработка методики анализа результатов расчетов показателей надежности. Данная методика, в отличие от уже известных, позволит проанализировать рассчитанные значения показателей и с помощью относительной функции чувствительности определить вклад, вносимый конкретными параметрами: температурой, номиналами элементов, их рабочим напряжением, током, мощностью, величиной допуска, в то время как ранее вносимый вклад оценивался по численному значению отдельного поправочного коэффициента. Результат: применение разработанной методики анализа результатов расчета надежности электронных устройств позволяет конкретизировать рекомендации по изменению параметров в целях повышения надежности элементов, входящих в состав рассматриваемого электронного устройства.
    • Purpose. In order to determine the level of the reliability of electronic device it is necessary to develop method for analyzing the results of calculation its reliability measures. Such measures are reliability function and mean operating time between failures. Developed method will allow estimating which parameter most strongly effects on the final value of the failure rate for the particular type of the electronic equipment. As a result of the reliability analysis of all the components of electronic device an engineer should obtain values of the reliability measures, boundary values of the operated parameters, and also the recommendations about this or another changes needed for the improvement of the reliability of the electronic device. The aim of the paper is to develop the method for analyzing the results of the reliability measures calculation. All known methods estimate the effect of the parameters by comparing values of the correction factors. New method will allow to analyze calculated values of the factors and to determine the effect of each individual parameter for each correction factor using the relative sensitivity function. The second statement is the main benefit of this study. The parameters considered in the analysis can include, for example, temperature, nominals of the elements, their operating voltage, current and power and tolerance value. Results. The application of the developed method will allow making precise recommendations for changes of the operated parameters. This, in its turn, will help to control the reliability level of one or another element and, consequently, of whole electronic devices.
  • Ключевые слова / Key words
    • электронные устройства, электрорадиоизделие, интенсивность отказов, поправочный коэффициент, относительная функция чувствительности, надежность, методика анализа результатов расчета надежности
    • electronic devices, element, failure rate, correction factor, relative sensitivity function, reliability, method of analyzing the results of reliability prediction
  • Ссылка на статью / Reference
    • Полесский С. Н., Маякова О. Ю., Алейников А. В. Разработка методики выявления факторов, наиболее сильно влияющих на надежность электронных устройств // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 117-128. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/06-Polesskiy.pdf (дата обращения ).
    • Polesskiy S. N., Mayakova O. Y., Aleynikov A. V. Method for determination of factors that most strongly affect on the electronic devices reliability. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 117-128. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/06-Polesskiy.pdf (accessed ) (in Russian).
Информационная безопасность
  • Макаренко С. И., Коровин В. М., Ушанев К. В.
    Оператор преобразования трафика для преднамеренного повышения структурной сложности информационных потоков
    S. I. Makarenko, V. M. Korovin, K. V. Ushanev
    The Traffic Transformation Operator for Deliberate Increase of the Structural Complexity of the Information Stream
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи. Развитие теории информационной безопасности и информационного противоборства требует формирования новых информационно-технических воздействий (ИТВ). Эти новые воздействия могут использоваться для тестирования устойчивости и безопасности телекоммуникационных систем, а также для разработки способов их защиты. Наиболее распространенным типом ИТВ на телекоммуникационные системы являются удаленные сетевые атаки. Проведенный анализ способов обнаружения удаленных сетевых атак показал, что в подавляющем большинстве случаев такое обнаружение основано на анализе интенсивности трафика в сети. Новые ИТВ, обладающие свойством бескомпроматности и скрытности, должны обеспечивать неизменность интенсивности трафика при проведении удаленной атаки. К таким ИТВ можно отнести атаки, ориентированные на усложнение структуры трафика. Они основаны на известных фактах снижения своевременности функционирования маршрутизаторов, при обработке в них трафика сложной структуры в десятки раз. Вместе с тем, известные ИТВ, ориентированные на усложнение структуры трафика, требуют внедрения дополнительных пакетов в потоки трафика, что не позволяет им обеспечить высокий уровень бескомпроматности и скрытности от систем обнаружения вторжений, использующих способы анализа интенсивности трафика. Целью работы является разработка научно-методического аппарата (НМА) для обоснования ИТВ, основанных на полном перехвате трафика с последующим преобразованием его структуры в направлении ее усложнения. Такой НМА позволит обеспечить неизменность интенсивности потока трафика, обеспечить формирование структуры трафика с гораздо более высоким уровнем сложности, и, соответственно, более высокий уровень снижения своевременности его обработки в узлах сети. Используемые методы. В основу научно-методического аппарата для обоснования ИТВ, использующего усложнение структуры трафика, положен метод функционального преобразования трафика, ранее обоснованный в работах Г.И. Линца и представителей его научной школы. Результаты и их новизна. В работе обоснован оператор преобразования трафика из простейшего потока в поток со сложной структурой, имеющий распределение Парето. Проведено исследование этого оператора. Выявлено, что преобразование трафика из простого в сложный состоит из двух процессов. Первый процесс – «сжатие» интервалов между пакетами и формирование «пачек» трафика. Второй процесс – «разрежения» интервалов между пакетами и формирование «длинных пауз» между «пачками» пакетов. Исследование процессов преобразования выявило, что процесс «разрежения» интервалов между пакетами в области больших значений интервалов входного трафика, возникает с небольшой вероятностью и негативно отражается на задержках пакетов трафика. В связи с этим, процессом «разрежения» пакетов трафика при обосновании ИТВ можно пренебречь. Исследование процесса «сжатия» пакетов трафика выявило, что при прямом использовании оператора преобразования возникают отрицательные задержки пакетов. Проведено исследование этих задержек, сформированы предложения по исключению отрицательных задержек. Практическая значимость. Полученный оператор преобразования трафика из простейшего потока в поток со сложной структурой составит основу НМА для обоснования новых ИТВ. Такие ИТВ будут обладать свойством бескомпроматности и скрытности по отношению к существующим способам обнаружения сетевых атак, основанных на анализе интенсивности трафика в сети. Эти новые ИТВ могут использоваться для тестирования устойчивости и безопасности телекоммуникационных систем, а также для разработки способов их защиты.
    • Statement of the problem. Theory of information security and theory of information warfare evolve and require the development of new models of cyber-attacks. These new cyber-attacks can be used to test resilience and security of the telecommunication systems. Analysis of means of identifying cyber-attacks showed that their detection is based on the analysis of intensity of the network traffic. Thus, the new cyber attacks that have a high stealth, it must ensure that the traffic intensity remain the same in during the attack. Such cyber-attacks can be based on the formation of the complexity structure of traffic that is transmitted on the network. The aim of the paper is development of the scientific-methodological apparatus for the research of cyber-attacks which are based on the transformation of the traffic structure to make it more complicated. This scientific-methodological apparatus will keep the same intensity of traffic, but to ensure the formation of traffic patterns with a much higher level of complexity. This traffic processed in the individual network nodes and reduces of timeliness of the network as a whole. Methods used. The scientific-methodological apparatus for the research of cyber attacks is based on the method of functional transformation of traffic. Results and novelty. The traffic transformation operator that proposed in paper from the elementary stream makes a stream with a complex structure. This operator was researched. The research revealed that the traffic transformation consists of two processes. The first process is compression of the intervals between packets and formation of the "packs" of traffic. The second process is "rarefaction" of the intervals between the packets and formation of the long pauses between "packs" of packets. Proposals for the use of these  two processes to substantiate the parameters of cyber-attacks made in the paper. Practical significance. The traffic transformation operator is the basis of scientific-methodological apparatus for the study of a new cyber attacks. Such a cyber attack will be covert in relation to existing means for attack detection which is based on the analysis of  the network traffic intensity. These new cyber-attacks can be used to test resilience and security of telecommunication systems, and to develop protection methods.
  • Ключевые слова / Key words
    • информационная безопасность, информационное противоборство, сетевые атаки, обнаружение вторжений, способы обнаружения сетевых атак, информационно-техническое воздействие, преобразование трафика, сложный трафик, трафик сложной структуры
    • information security, information warfare, network attack, intrusion detection, methods of detecting network attacks, information technology impact, converting traffic, complex traffic, complex structure
  • Ссылка на статью / Reference
    • Макаренко С. И., Коровин В. М., Ушанев К. В. Оператор преобразования трафика для преднамеренного повышения структурной сложности информационных потоков // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 77-109. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/04-Makarenko.pdf (дата обращения ).
    • Makarenko S. I., Korovin V. M., Ushanev K. V. The Traffic Transformation Operator for Deliberate Increase of the Structural Complexity of the Information Stream. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 77-109. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/04-Makarenko.pdf (accessed ) (in Russian).
Моделирование сложных организационно-технических систем
  • Михайлов Р. Л.
    Анализ научно-методического аппарата теории координации и его использования в различных областях исследований
    R. L. Mikhailov
    An Analysis of the Scientific and Methodological Apparatus of Coordination Theory And Its Use in Various Fields of Study
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. В настоящее время в интересах повышения эффективности управления в сложных многоуровневых системах активно развиваются методы теории координации, которые нашли свое применение в различных областях исследований. В связи с этим, актуальным является анализ известных работ и методологии исследования вопросов координации и рассмотрение возможности использования полученных другими авторами результатов в новой предметной области – в области информационного противоборства. Целью работы является анализ известных работ в области координации сложных многоуровневых систем. Особое внимание уделено анализу работ, в которых рассматривается распределение ресурса в многоуровневых системах в качестве управляющего воздействия. Используемые методы. Решение задачи основано на использовании методов системного анализа, а также методов индукции и дедукции теории логики. Результат. На основе анализа более 70 источников выявлены общие и частные закономерности проведенных исследований в области теории координации, базирующиеся на использовании различного научно-методического аппарата, а именно: методов координации, основанных на принципах самоорганизации на базе моделей вычислительных полей, методов нечеткой параметрической координации в многоуровневых иерархических системах, методов координации путем прогнозирования и развязывания взаимодействий, методов координации на основе моделей коалиционных рефлексивных игр, мультиагентный, триадный, ситуационный подходы, а также методов на основе других теорий. Новизна. Элементами новизны работы являются выявленные общие и частные закономерности и подходы к исследованию в области координации на основе использования различного научно-методического аппарата. Практическая значимость. Представленный анализ может быть использован специалистами для обоснования новых технологических решений в области координации в различных сложных многоуровневых системах, а также военными специалистами – для обоснования новых форм и способов организации взаимодействия разнородных сил и средств при ведении вооруженной борьбы. Кроме того, данный анализ будет полезен научным работникам и соискателям, ведущим научные исследования в области координации в сложных многоуровневых системах управления.
    • Relevance. Currently, in order to improve management efficiency in complex multilevel systems methods of coordination theory actively developing. They have been applied in various fields of research. In this regard, the actual is the analysis of well-known works and research methodology of coordination and to consider the possibility of using the results obtained by other authors in a new subject area - in the field of information warfare. The aim of this paper is the analysis of well-known works in the field of coordination of complex multi- level systems. Particular attention is paid to the analysis of works, that deal with resource allocation in multi-level systems as a controlling influence. Methods used. Analysis of the theory of the informational conflict is based on the use of the methods of system analysis, the methods of induction and deduction of the logic theory. Result. General and specific patterns of research the information conflict was identified based on an analysis of more than 70 sources, revealed general and specific patterns conducted in coordination theory research based on the use of various scientific and methodological apparatus, namely the coordination of methods based on principles of self-organization based on the model of computer fields, fuzzy parametric coordination methods in multi-level hierarchical systems, coordination of methods by predicting and unleashing interactions, coordination of methods based on models of coalition reflexive games, multiagent, triad, situational approaches and methods based on other theories. Novelty. The element of novelty of the work is to identify the general and specific patterns and approaches to research in the field of coordination, based on the use of various scientific and methodological apparatus. Practical significance. The present analysis can be used by specialists to support new technological solutions in the field of coordination of various complex multi-level systems, and military experts - to support new forms and methods of interaction of diverse forces and means in the conduct of warfare. In addition, this analysis will be useful to researchers and applicants carrying out research activities in the field of coordination of complex multi-level control systems.
  • Ключевые слова / Key words
    • управление, координация, сложные многоуровневые системы, иерархические системы
    • management, coordination, complex multi-level system, hierarchical system
  • Ссылка на статью / Reference
    • Михайлов Р. Л. Анализ научно-методического аппарата теории координации и его использования в различных областях исследований // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 1-29. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/01-Mikhailov.pdf (дата обращения ).
    • Mikhailov R. L. An Analysis of the Scientific and Methodological Apparatus of Coordination Theory And Its Use in Various Fields of Study. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 1-29. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/01-Mikhailov.pdf (accessed ) (in Russian).

  • Левин В.И.
    Многомерные интервалы и их применение в технике, экономике и социальной сфере
    V. I. Levin
    Multidimensional Intervals and Their Application to Engineering, Economy and Social Area
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. В последние десятилетия в гражданской и военной сферах все чаще встречаются новые технологии, связанные с изучением неопределенности. Эти технологии широко применяются в технике, экономике, социальной сфере. Для их поддержки необходимы новые математические модели и методы. В связи с этим данная статья, посвященная разработке новой модели неопределенности (многомерный интервал) и математических методов ее изучения, является актуальной. Цель статьи заключается в детальной разработке новой математической модели неопределенности – многомерного интервала, являющегося множеством конечного числа независимых интервалов неопределенности, системы алгебраических операций над многомерными интервалами и правил выполнения этих операций. Метод. Для достижения поставленной цели предложено распространить на изучение многомерных интервалов известный в интервальной математике метод изучения интервалов, основанный на определении алгебраических операций над интервалами в виде теоретико-множественного обобщения соответствующих операций над вещественными числами. Новизна. Новизна работы заключается в предложенной новой математической модели неопределенности систем в виде многомерных интервалов, совместно с математическим аппаратом, позволяющим выполнять различные операции над многомерными интервалами и тем самым дающим возможность выполнять математическое моделирование систем с неопределенностью. Результат. В статье детально разработана новая математическая модель неопределенности – многомерный интервал. Определены алгебраические операции над многомерными интервалами, выведены правила их выполнения. Предложен алгоритм изучения неопределенных систем с многомерно-интервальными параметрами.
    • Relevance. In recent decades there are more and more new technologies in the civilian and military spheres which associated with studying of uncertainty. These technologies are widely used in engineering, economics, social sphere. To support their new mathematical models and methods are needed. In this regard, this article dedicated to the development of new model of uncertainty (multidimensional interval) and mathematical methods of its study is relevant. The purpose of the article is in the detailed design of a new adequate mathematical model of uncertainty – multidimensional interval, which is a set of a finite number of independent intervals of uncertainty, the system of algebraic operations on multidimensional intervals and rules to perform these operations. Method. To accomplish this goal we propose to extend to study multidimensional intervals the method from the interval mathematics based on the determination of algebraic operations on intervals in form of set-theoretic generalization of operations on real numbers. Novelty. The novelty of the work lies in the proposed new mathematical model of uncertainty of systems in form of multidimensional intervals, together with mathematical tools allowing to perform various operations on multidimensional intervals and thereby enabling them to perform mathematical modeling of uncertain systems. Result. The article detailed developed a new mathematical model of uncertainty – multidimensional interval. The algebraic operations on multidimensional intervals are determined and rules for their implementation are output. The algorithm of study of uncertain systems with parameters in form of multidimensional intervals is presented.
  • Ключевые слова / Key words
    • модель неопределенности, интервал, многомерный интервал, моделирование неопределенных систем
    • model of uncertainty, interval value, multidimensional interval, modeling of systems with uncertainty
  • Ссылка на статью / Reference
    • Левин В.И. Многомерные интервалы и их применение в технике, экономике и социальной сфере // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 110-116. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/05-Levin.pdf (дата обращения ).
    • Levin V. I. Multidimensional Intervals and Their Application to Engineering, Economy and Social Area. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 110-116. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/05-Levin.pdf (accessed ) (in Russian).

  • Левин В.И.
    Модели производной и их применение для описания неполностью определенных систем
    V. I. Levin
    Models of Derivative and Their Application to Description of Incompletely Defined Systems
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. Рассматривается проблема адекватности классического дифференциального исчисления. Указаны разнообразные недостатки этого исчисления, мешающие его использованию при моделировании реальных систем и процессов в условиях неопределенности, а именно: невозможность использования понятия классической производной в случае неполностью определенных исходных функций; различная функциональная принадлежность классических производных различных порядков, несмотря на их сходную интерпретацию как скоростей различных порядков; несуществование производной в отдельных точках у функций, моделирующих реальные процессы движения, несмотря на очевидное существование скорости в любой из точек каждого такого процесса; отсутствие единообразной формулы для нахождения производных различных порядков, несмотря на одинаковую интерпретацию всех таких производных как скоростей различных порядков; несоответствие классической производной требованиям физичности в отношении размерности. Цель статьи. Решение проблемы обобщения классического дифференциального исчисления, позволяющего обойти все эти недостатки. Метод. В статье показано, что переход от классической производной, которая вводится для точно заданной функции, к интервальной производной, которая вводится для функции, задаваемой с точностью до интервала возможных значений, дает возможность устранить все указанные выше недостатки. Новизна. Введение понятия интервальной производной позволяет строить дифференциальное исчисление для неполностью определенных исходных функций. Оно также позволяет унифицировать функциональную принадлежность производных любых порядков. Далее, новое понятие производной обеспечивает существование производной для всех непрерывных интервальных функций. Результат. Разработанное дифференциальное исчисление содержит единую формулу для производных всех порядков и соответствует требованиям физичности в отношении размерности. Приведен алгоритм построения интервальных моделей динамических неполностью определенных систем при использовании производных интервального типа. Дан пример построения модели такой системы.
    • Relevance. The problem of the adequacy of the classic differential calculus is considered in this article. Disadvantages of this calculation that prevent use it for simulation of real systems and processes in the uncertainty are discussed: inability to use classic concept of the derivative in the event of an incomplete initial functions; different functional accessory of classical derivatives of various orders, despite similar interpretation as the speed of various orders; nonexistence of derivative in individual points of functions that simulate the real movement despite the existence of apparent rate at any point of each such process; the absence of a uniform formula for derivatives of various orders, despite a similar interpretation of all such derivatives as speeds of various orders; the inconsistency of derivative to physicality in relation to dimension. The purpose. In this regard, the solution of problem of possibility of generalizing the classical differential calculus to circumvent all these shortcomings is discussed. Method. It is shown how transition from classical derivative, which is introduced for exactly determined functions to interval derivative, which is incorporated to functions given up interval of possible values, allows to eliminate all the above drawbacks. Novelty. Specifically, it is shown that introduction of the concept of interval derivative allows you to build differential calculus for not fully certain original functions. It also allows you to standardize functional accessory derivatives of any order. Moreover, it provides existence of derivative of continuous interval functions. Result. Also, new calculus contains a single formula for derivatives of all orders and corresponds to the requirement of physicality in relation of dimension. Algorithm of construction interval models of dynamic incomplete defined systems using interval derivatives is given. An example of building of such model is presented.
  • Ключевые слова / Key words
    • интервальная функция, интервальная производная, интервальное дифференциальное исчисление, адекватность понятия производной
    • interval, interval function, function calculus, interval derivative, interval computing, nondeterministic differential calculus
  • Ссылка на статью / Reference
    • Левин В.И. Модели производной и их применение для описания неполностью определенных систем // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 147-160. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/08-Levin.pdf (дата обращения ).
    • Levin V. I. Models of Derivative and Their Application to Description of Incompletely Defined Systems. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 147-160. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/08-Levin.pdf (accessed ) (in Russian).
Объекты интеллектуальной собственности и инновационные технологии в области управления, связи и безопасности
  • Шабанов А. П.
    Инновации: от устройств обмена информацией до интегрированных систем управления. Часть 3 – Интегрированные системы управления робототехническими объектами
    A. P. Shabanov
    Innovation: Sharing Devices to Integrated Management Systems. Part 3 – The Integrated Control Systems For Robotic Objects
  • Аннотация / Abstract
    • Введение: рассматриваются изобретения, которые относятся к критическим технологиям – технологиям информационных и управляющих систем, определяющих, наряду с другими, основные направления научно-технического развития. Характеристика: разработка представленных технических решений осуществлялась в двух временных интервалах новейшей истории отечественной электронной промышленности – во время становления интеграционных научно-производственных комплексов и постановки масштабных системных проектов в 1980-е годы, и во время восстановления этого подхода в 2010-е годы. В первом периоде были разработаны технические решения по сбору и обработке актуальной информации об объектах управления, по повышению устойчивости функционирования трактов компьютерных сетей с использованием средств радиосвязи и оптоволоконной связи, по управлению временем предоставления информации. Во втором периоде эти технические решения послужили основой для разработки инновационных способов информационной поддержки деятельности организационных систем – ведомств, предприятий, учреждений, и разработки интегрированных систем управления для организационных систем, выполняющих общие задачи с использованием робототехнических объектов. Технический результат. Использование технических решений, разработанных в первом периоде, повышает качественные показатели управления и связи по своевременности и надежности предоставления информации. Использование технических решений, разработанных во втором периоде, позволяет обеспечить максимальную степень автоматизации процессов управления на основе подготовки априорных сценариев для принятия и исполнения управляющих решений. Суть: общее, что объединяет изобретения обоих периодов, является авторский подход, который был применен к поиску идеи изобретения и к его структурному воплощению. Данный подход включает в себя, помимо общеприменяемых, этапы формирования, накопления и использования знаний о сущностях, которые влияют на область деятельности, рассматриваемую в процессах функционирования разрабатываемых способов, систем и устройств. При этом использование этих знаний осуществляется путем обработки данных в компонентах вычислительных комплексов и компьютерных сетей с воздействием на порядок расположения данных и на их содержание. Практическая значимость: информация об изобретениях, разработанных в первом периоде, была опубликована с целью возможного использования идей, лежащих в их основе, для воплощения на базе современных средств вычислительной техники. Инновационные решения, которые были представлены в предыдущем номере журнала, позволяют непрерывно отслеживать состояние деятельности и сократить время на принятие и исполнение управляющих решений в ведомствах, на предприятиях и в учреждениях. Представленные в настоящей статье системно-технические решения предназначены для создания единой информационной среды для организационных систем, которые решают общие задачи, в том числе, для специализированных отраслевых кластеров в составе субъектов малого и среднего бизнеса, крупных предприятий и научных организаций, для систем управления робототехническими объектами.
    • Introduction. About the inventions that relate to critical technologies - technology information and control systems, that define the main directions of scientific and technological development. Characteristic. Analysis of technical decisions has been implemented in two time periods of modern history of the domestic electronics industry – during the formation of integration of scientific-industrial complexes and large-scale system projects in 1980-ies, and during recovery of this approach in 2010-ies. In the first stage of technical solutions have been developed for the collection and processing of relevant information about facilities management, to improve the sustainability of tracts of computer networks using radio communications and fiber-optic connection, on time management providing information and other. In the second period, these technical solutions have provided the basis for the development of innovative ways of information support for the activities of organizational systems – departments, enterprises and institutions, for the development of integration of control systems of the activities of organizational systems, which consolidated to solve common tasks using robotic objects. Technical result. The technical solutions, which are developed in the first period, improves qualitative indicators of control systems in timeliness and reliability. The technical solutions, which are developed in the second period, helps to ensure the maximum degree of automation based on prior training scenarios for the adoption and implementation of the control solutions. The essence. Common property that unites all inventions is the author's approach to finding inventive concept and its development. This approach includes the famous stages and phases of formation, accumulation and use of knowledge about entities, that affect the field of activity, for which created the invention This knowledge is carried out by processing the data in computer systems and components in the components of computer networks with exposure on the order data and their contents. Practical significance. Information on inventions developed in the first period was published in order to use the ideas that underlie inventions for their implementation based on modern computing tools. Information on inventions that were presented in the previous issue of the magazine allow you to continuously monitor the status of activities and reduce the time for adoption and execution of decisions governing departments, enterprises and institutions. Presented in this article system-technical solutions intended to create a unified information Wednesday to manage various organizational systems that solve common tasks, including to prevent emergencies in various fields of activity.
  • Ключевые слова / Key words
    • изобретения, критические технологии, системы управления, информационные системы, системы связи, накопление знаний, сценарии решений
    • inventions, critical technologies, control systems, information systems, communication systems, accumulation of knowledge, solution scripts
  • Ссылка на статью / Reference
    • Шабанов А. П. Инновации: от устройств обмена информацией до интегрированных систем управления. Часть 3 – Интегрированные системы управления робототехническими объектами // Системы управления, связи и безопасности. 2016. №4. С. 214-260. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/10-Shabanov.pdf (дата обращения ).
    • Shabanov A. P. Innovation: Sharing Devices to Integrated Management Systems. Part 3 – The Integrated Control Systems For Robotic Objects. Systems of Control, Communication and Security, 2016, no. 4, pp. 214-260. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/10-Shabanov.pdf (accessed ) (in Russian).

О журнале

Выпуски журнала

Авторам

Рецензентам

Всем

Система Orphus