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

№2 2020

Номер сформирован 22 июня 2020 г.
Данные в РИНЦ переданы 22 июня 2020 г.

Интеллектуальные информационные системы
  • Борисов В. В., Луферов В. С.
    Метод многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов на основе нечетких когнитивных темпоральных моделей
    V. V. Borisov, V. S. Luferov
    The method of multidimensional analysis and forecasting states of complex systems and processes based on Fuzzy Cognitive Temporal Models
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: ограничениями существующих моделей и методов многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов является сложность учета опосредованного влияния взаимозависимых компонентов в условиях неопределенности. Другими, не менее значимыми проблемами являются: нелинейный характер взаимовлияния объектов и процессов; недостаточная их согласованность; разнокачественность, недостаточный объем, неполнота и противоречивость информации об объектах и процессах в таких системах и об их влиянии друг на друга. Требуется предложить метод многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов, обеспечивающей многомерный анализ и учет непосредственного и опосредованного взаимовлияния всех компонентов многомерного временного ряда (МВР) их различными временными лагами друг относительно друга, а также их прогнозную оценку в условиях нестохастической неопределенности, нелинейности взаимовлияния, частичной несогласованности и существенной взаимозависимости компонентов МВР. Целью работы является разработка метода, обеспечивающего повышение точности многомерного прогнозирования состояния сложных систем и процессов. Используемые методы: решение задачи многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов основывается на использовании методов прогнозирования МВР; нечеткого когнитивного анализа и моделирования; нечетких множеств и вычислений; нечеткого логического вывода; математической статистики. Новизна заключается в том, что предложен новый тип нечетких когнитивных темпоральных моделей (НКТМ), состоящих из множества концептов, которые, в отличие от известных нечетких когнитивных моделей, связаны подмножествами нечетких степеней влияния, упорядоченных в хронологической последовательности с учетом временных лагов соответствующих компонентов МВР. А для реализации нечетких темпоральных преобразований концептов используются предложенные нечеткие компонентные темпоральные модели, представляющие собой модифицированные модели ANFIS-типа, и обеспечивающие формирование, хранение и вывод прогнозируемых нечетких значений соответствующих компонентов МВР с требуемыми для НКТМ временными задержками. Представлен оригинальный подход и реализован новый способ структурно-параметрической настройки НКТМ предложенного типа, включающий в себя: во-первых, предварительную структурную настройку НКТМ; во-вторых, обучение каждой нечеткой компонентной темпоральной модели НКТМ; в-третьих, согласование всех нечетких компонентных темпоральных моделей НКТМ для обеспечения максимального повышения точности прогнозирования каждого из компонентов МВР без ухудшения точности прогнозирования хотя бы одного из других компонентов МВР. Разработан метод многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов на основе нового типа НКТМ, обеспечивающий многомерный анализ и учет непосредственного и опосредованного взаимовлияния всех компонентов МВР с их различными временными лагами друг относительно друга, а также их прогнозную оценку в условиях нестохастической неопределенности, нелинейности взаимовлияния, частичной несогласованности и существенной взаимозависимости компонентов МВР. Описаны различные режимы использования разработанного метода. Результат: предлагаемый метод использован для решения задачи многомерного прогнозирования устойчивости городской среды г. Москвы. Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что предложенный метод позволяет в условиях малых выборок повысить точность многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов (на примере многомерного прогнозирования устойчивости городской среды г. Москвы) в среднем на 10–15% по сравнению с нейросетевым подходом, продемонстрировавшим одни из наилучших результатов при решении данной задачи. Отметим, что прогноз устойчивости городской среды г. Москвы сделан без учета влияния на нее фактора короновирусной инфекции. Вместе с тем, очевидно, что использование предлагаемого оригинального метода является особенно востребованным в нынешних непростых условиях и позволяет обеспечить достоверный анализ и многомерное прогнозирование устойчивости городской среды для различных регионов как в России, так и в других странах с учетом сложной эпидемиологической обстановки.
    • Problem definition. The limitations of existing models and methods for multidimensional analysis and prediction of the state of complex systems and processes is the difficulty of taking into account the indirect effect of interdependent components in the face of uncertainty. Other, no less significant problems are: non-linear nature of the interaction of objects and processes; lack of consistency; diverse quality, insufficient volume, incompleteness and inconsistency of information about objects and processes in such systems and their influence on each other. It is required to propose a method for multivariate analysis and prediction of the state of complex systems and processes, providing multivariate analysis and accounting for the direct and indirect interference of all components of multidimensional time series with their different time lags relative to each other, as well as their predictive assessment under conditions of non-stochastic uncertainty, non-linear interaction, partial inconsistencies and significant interdependence of components of multidimensional time series. The aim of the work is to develop a method that improves the accuracy of multidimensional prediction of the state of complex systems and processes. Methods used: forecasting multidimensional time series; fuzzy cognitive analysis and modeling; fuzzy sets and calculations; fuzzy logic inference; mathematical statistics. Novelty: A new type of Fuzzy Cognitive Temporal Models is proposed, consisting of many concepts that are connected by subsets of fuzzy degrees of influence, ordered in chronological order, taking into account the time lags of the corresponding components of a multidimensional time series. To implement fuzzy temporal transformations of concepts, the proposed Fuzzy Component Temporal Models are used, which are modified ANFIS-type models, and provide the formation, storage and output of the predicted fuzzy values of the corresponding components of the multidimensional time series with the time delays required for the Fuzzy Cognitive Temporal Model. An original approach is presented and a method of structurally-parametric tuning of a Fuzzy Cognitive Temporal Model of the proposed type is implemented, which includes: firstly, preliminary structural tuning of a Fuzzy Cognitive Temporal Model; secondly, the training of each Fuzzy Component Temporal Model of the Fuzzy Cognitive Temporal Model; thirdly, the coordination of all Fuzzy Component Temporal Models of the Fuzzy Cognitive Temporal Model to ensure the maximum increase in the forecast accuracy of each component of the multidimensional time series without compromising the accuracy of prediction of at least one of the other components of the multidimensional time series. A new method has been developed for multidimensional analysis and prediction of the state of complex systems and processes based on a new type of Fuzzy Cognitive Temporal Model that provides multidimensional analysis and consideration of the direct and indirect interference of all components of a multidimensional time series with their different time lags relative to each other, as well as their predictive assessment in conditions of non-stochastic uncertainty, non-linearity of mutual influence, partial inconsistency and significant interdependence of components multidimensional time series. Various modes of using the developed method are described. Result: the proposed method was used to solve the problem of multidimensional forecasting the sustainability of the urban environment of Moscow. Practical significance: the method proposed in the article allows, in small samples, to increase the accuracy of multivariate analysis and forecasting of complex systems and processes (using multidimensional forecasting of the stability of the urban environment of Moscow) by an average of 10-15% compared to the neural network approach, which demonstrated some of the best results when solving this problem. The forecasting for the sustainability of the urban environment of Moscow was made without taking of the effect of coronavirus infection on it. At the same time, it is obvious that the use of the proposed original method is very popular in the current difficult conditions and allows us to provide reliable analysis and multidimensional forecasting of the stability of the urban environment in different regions both in Russia and in other countries, especially taking into account the complex epidemiological situation.
  • Ключевые слова / Key words
    • многомерный временной ряд, нечеткая когнитивная темпоральная модель, нечеткая компонентная темпоральная модель, устойчивость городской среды
    • multidimensional time series, Fuzzy Cognitive Temporal Model, Fuzzy Component Temporal Model, urban environment sustainability
  • Ссылка на статью / Reference
    • Борисов В. В., Луферов В. С. Метод многомерного анализа и прогнозирования состояния сложных систем и процессов на основе нечетких когнитивных темпоральных моделей // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 1-23. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10201.
    • Borisov V. V., Luferov V. S. The method of multidimensional analysis and forecasting states of complex systems and processes based on Fuzzy Cognitive Temporal Models. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 1-23. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10201 (in Russian).
Информационные процессы и технологии. Сбор, хранение и обработка информации
  • Парыгин Д. С., Алешкевич А. А., Садовникова Н. П., Зуев А. Ю., Зеленский И. С., Харина А. С., Сивашова Е. С.
    Оценка согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры города на основе анализа пространственных данных
    D. S. Parygin, A. A. Aleshkevich, N. P. Sadovnikova, A. Yu. Zuev, I. S. Zelenskiy, A. S. Kharina, E. S. Sivashova
    Coherence Assessment of Urban Provision Infrastructure Development Based on the Spatial Data Analysis
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: в существующих подходах к исследованию качества предоставления городских услуг отсутствуют объективные критерии для оценки обеспеченности населения объектами инфраструктуры. В лучшем случае эта оценка осуществляется на основе официальной статистики, данные которой не всегда объективно отражают реальное положение дел и быстро устаревают. Для поддержки принятия решений по управлению развитием городской среды необходимы инструменты, позволяющие оценивать текущее ее состояние и прогнозировать возможные проблемы, связанные со снижением качества жизни. Особенно это важно при возникновении чрезвычайных ситуаций, когда решение приходится принимать в ограниченные сроки в условиях высокой неопределенности. Целью работы является разработка метода количественной оценки согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры на основе объективных критериев, позволяющих учитывать особенности пространственного развития и потребительские качества урбанизированной территории. Используемые методы: предложен метод количественной оценки согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры (ОИ). Для расчета отдельных показателей инфраструктурной обеспеченности предложены алгоритмы на основе пространственного анализа данных. Выделены классы объектов и введен интегральный показатель для оценки согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры. Новизна: элементами новизны представленных решении является учет потребительских свойств территории и реальных возможностей существующих объектов городской инфраструктуры удовлетворять потребности населения в процессе оценки инфраструктурной обеспеченности. Введено понятие когерентности территории как интегрального показателя для оценки согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры, удовлетворяющей потребности населения. Результат: рассмотрены недостатки существующих подходов к оценке качества городской среды и показана необходимость учета особенностей территории и ее потребительских свойств. Предложен новый показатель качества городской среды, основанный на понятии когерентности территории. Разработан метод количественной оценки согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры. Практическая значимость: в статье представлены компоненты разрабатываемой системы для оценки качества городской среды на основе анализа пространственных данных и алгоритмы расчета отдельных показателей инфраструктурной обеспеченности. В текущей версии система позволяет выполнять автоматическую генерацию сетки заданного шага для выбранного города и расчет выбранных показателей. Сформулированы условия сбалансированного развития урбанизированной территории, которые необходимы для обеспечения потребностей жителей и создания комфортной и безопасной среды жизнедеятельности.
    • Purpose. There are no objective criteria for assessing the provision of the population with infrastructure objects in existing approaches to researching the quality of urban services. In the best case, this assessment is based on official statistics, the data of which do not always objectively reflect the real situation and quickly become outdated. Tools to assess the current state and predict possible problems of the urban environment associated with a decrease in the quality of life are necessary to support decision-making on managing its development. This is especially important in case of emergency, when the decision has to be made in a limited time in conditions of high uncertainty. The purpose of the work is to develop a method for evaluate the coherence of provision infrastructure development based on objective criteria that allow to take into account the features of spatial development and consumer qualities of an urbanized area. Methods. The method for quantifying the coherence of provision infrastructure development is proposed. Algorithms based on spatial data analysis are proposed for calculating individual indicators of infrastructure provision. The classes of objects are highlighted and an integral indicator is introduced to assess the coherence of provision infrastructure development. Novelty. Accounting the consumer properties of the area and the real capabilities of existing urban infrastructure objects to satisfy the population life activity needs in the process of assessing the provision with infrastructure are elements of the novelty of the solutions presented. The concept of area coherence as an integral indicator is introduced to assess the coherence of development the provision infrastructure that meets the needs of population. Results. The disadvantages of existing approaches to assessing the quality of the urban environment are considered and the need to take into account the characteristics of the area and its consumer properties is shown. The new indicator of the quality of the urban environment, based on the concept of area coherence, is proposed. The method for quantifying the coherence of provision infrastructure development has been developed. Practical relevance. The paper presents the components of the developed system for the urban environment quality assessment based on spatial data analysis and algorithms for calculating particular indicators of infrastructure provision. In the current version, the system allows automatic generation of a grid of a given step for a selected city and calculation of selected indicators. The conditions for the balanced development of an urbanized area, which are necessary to meet the needs of residents and create a comfortable and safe living environment, are formulated.
  • Ключевые слова / Key words
    • качество городской среды, городская среда, обеспечивающая инфраструктура, объект городской ин-фраструктуры, анализ пространственных данных, когерентность территории, оценка качества го-родских услуг, алгоритмы расчета показателей инфраструктурной обеспеченности
    • quality of urban environment, urban environment, provision infrastructure, urban infrastructure object, spa-tial data analysis, area coherence, assessment of urban services quality, algorithms for calculating infra-structure provision indicators
  • Ссылка на статью / Reference
    • Парыгин Д. С., Алешкевич А. А., Садовникова Н. П., Зуев А. Ю., Зеленский И. С., Харина А. С., Сивашова Е. С. Оценка согласованности развития обеспечивающей инфраструктуры города на основе анализа пространственных данных // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 73-100. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10204.
    • Parygin D. S., Aleshkevich A. A., Sadovnikova N. P., Zuev A. Yu., Zelenskiy I. S., Kharina A. S., Sivashova E. S. Coherence Assessment of Urban Provision Infrastructure Development Based on the Spatial Data Analysis. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 73-100. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10204 (in Russian).
Передача, прием и обработка сигналов
  • Пашинцев В. П., Скорик А. Д., Коваль С. А., Алексеев Д. В., Сенокосов М. А.
    Алгоритм расчета интервала частотной корреляции коротковолновой радиолинии с учетом сферичности и мелкомасштабных неоднородностей ионосферы
    V. P. Pashintsev, A. D. Skorik, S. A. Koval, D. V. Alekseev, M. A. Senokosov
    Algorithm of calculation of an interval of frequency correlation of the short-wave radio line taking into account sphericity and small-scale not uniformity of an ionosphere
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: известно, что в коротковолновых (КВ) радиолиниях с одним дискретным лучем возникает диффузная многолучевость с относительным временем запаздывания лучей 50…200 мкс. Она определяет интервал частотной корреляции замираний в однолучевой КВ радиолинии 5…20 кГц, что обуславливает возможность повышения скорости передачи до нескольких кбит/с. Есть основания предполагать, что интервал частотной корреляции замираний зависит от выбора рабочей частоты и будет расширяться по мере ее понижения. Поэтому для достижения наибольшей скорости передачи в однолучевой КВ радиолинии необходимо знать зависимость интервала частотной корреляции замираний от выбора рабочей частоты. Известные методики и модели для оценки интервала частотной корреляции замираний в однолучевой КВ радиолинии ограничены рассмотрением плоского отражающего слоя ионосферы с учетом ее диффузности (мелкомасштабных неоднородностей), или учитывают влияния сферичности ионосферы, но без учета ее диффузности. Целью работы является разработка алгоритма расчета интервала частотной корреляции замираний в зависимости от выбора рабочей частоты коротковолновой радиолинии при наличии одного дискретного луча с диффузной многолучевостью, который учитывает влияние сферичности и мелкомасштабных неоднородностей отражающего слоя F ионосферы. Новизна заключается в качественном обосновании причин расширения интервала частотной корреляции замираний при понижении рабочей частоты относительно максимально применимой, которые заключаются в уменьшении относительного времени запаздывания приходящих лучей, сокращении эквивалентного пути распространения волны в слое F и увеличении угла падения волны на нижнюю границу ионосферы. Кроме того, получена совокупность аналитических выражений для определения угла падения волны на нижнюю границу ионосферы, характеристик ее сферичности, путей распространения волны и дифракционного параметра на заданной рабочей частоте, которая позволяет рассчитать интервал частотной корреляции замираний в однолучевой КВ радиолинии с учетом сферичности ионосферы и диффузной многолучевости. Результат: разработан алгоритм расчета интервала частотной корреляции замираний в однолучевой КВ радиолинии в зависимости от выбора рабочей частоты, который учитывает влияние сферичности и мелкомасштабных неоднородностей (диффузности) отражающего слоя ионосферы. Практическая значимость:применение разработанного алгоритма позволяет при приходе (выделении) одного дискретного луча КВ радиолинии осуществить по данным зондирования параметров слоя F ионосферы выбор рабочей частоты, обеспечивающей существенное (в два раза) увеличение интервала частотной корреляции замираний и, следовательно, скорости передачи.
    • Problem statement: it is known that in short-wave radio lines with one discrete beam there is a diffusion multi-beam with relative time of delay of beams 50 … 200 microsec. It defines an interval of frequency correlation of dying down in one-beam short-wave radio line about 5 … 20 kHz that causes a possibility of increase in speed of transfer to several kbps. There are bases to assume that the interval of frequency correlation of dying down depends on the choice of operating frequency and will extend in process of its decrease. Therefore for achievement of the largest speed of transfer in one-beam short-wave radio line it is necessary to know dependence of an interval of frequency correlation of dying down on the choice of operating frequency. The known techniques and models for assessment of an interval of frequency correlation of dying down in one-beam short-wave radio line are limited to consideration of the flat reflecting ionosphere layer taking into account its diffusion (small-scale not uniformity), or consider influences of sphericity of an ionosphere, but without its diffusion. The purpose of work is development of an algorithm of calculation of an interval of frequency correlation of dying down depending on the choice of operating frequency of the short-wave radio line in the presence of one discrete beam with a diffusion multipath which considers influence of sphericity and small-scale not uniformity of the reflecting layer F ionospheres. The novelty consists in high-quality justification of the reasons of expansion of an interval of frequency correlation of dying down in one-beam short-wave radio line at decrease in operating frequency of the relatively most applicable which consist in reduction of relative time of delay of the coming beams, reduction of an equivalent way of distribution of a wave in a layer of F and increase in a hade of a wave at the lower bound of an ionosphere. Besides, the set of analytical expressions for definition of a hade of a wave on the lower bound of an ionosphere, characteristics of its sphericity, ways of distribution of a wave and diffraction parameter at the set operating frequency which allows to calculate an interval of frequency correlation of dying down in one-beam short-wave radio line taking into account sphericity of an ionosphere and a diffusion multipath is received. Result: the algorithm of calculation of an interval of frequency correlation of dying down in one-beam short-wave radio line depending on the choice of operating frequency which considers influence of sphericity and small-scale not uniformity (diffusion) of the reflecting ionosphere layer is developed. Practical importance: application of the developed algorithm allows to carry out at arrival (allocation) of one discrete beam of the short-wave radio line according to sounding of parameters of a layer F ionospheres the choice of the operating frequency providing increase in an interval of frequency correlation of dying down significant (twice) and, therefore, transfer speed.
  • Ключевые слова / Key words
    • коротковолновая связь, ионосфера, сферичность, мелкомасштабные неоднородности, диффузность, многолучевость, замирания, интервал частотной корреляции
    • short-wave communication, ionosphere, sphericity, small-scale heterogeneity, diffusion, mnogoluchevost, dying down, interval of frequency correlation
  • Ссылка на статью / Reference
    • Пашинцев В. П., Скорик А. Д., Коваль С. А., Алексеев Д. В., Сенокосов М. А. Алгоритм расчета интервала частотной корреляции коротковолновой радиолинии с учетом сферичности и мелкомасштабных неоднородностей ионосферы // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 49-72. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10203.
    • Pashintsev V. P., Skorik A. D., Koval S. A., Alekseev D. V., Senokosov M. A. Algorithm of calculation of an interval of frequency correlation of the short-wave radio line taking into account sphericity and small-scale not uniformity of an ionosphere. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 49-72. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10203 (in Russian).

  • Будко П. А., Будко Н. П., Винограденко А. М.
    Способы повышения помехоустойчивости в автоматизированных системах контроля
    P. A. Budko, N. P. Budko, A. M. Vinogradenko
    Ways to increase noise immunity in automated control systems
  • Аннотация / Abstract
    • Аннотация. Специфика функционирования современных территориально-распределенных комплексов связи специального назначения, характеризующаяся изменяющимися условиями работы в сложной помеховой обстановке, а также высокой критичностью отказа, обуславливает необходимость применения систем дистанционного контроля их технического состояния. Использование подобных систем контроля характеризуется недостаточной помехоустойчивостью при передаче аварийных сигналов с контролируемых комплексов связи, функционирующих в условиях воздействия естественных и искусственных дестабилизирующих факторов, что снижает эффективность функционирования всей системы связи специального назначения. Цель работы заключается в разработке способов повышения помехоустойчивости в автоматизированных системах дистанционного контроля технического состояния территориально-распределенных комплексов связи специального назначения. Используемые методы: повышение помехоустойчивой передачи аварийных сигналов осуществляется за счет применения новой сигнально-кодовой конструкции в радиоканале доведения телеметрической информации, что позволяет повысить помехоустойчивость систем удаленного контроля и телеметрии. Новизна: предложено и обосновано расширение возможностей систем удаленного контроля технического состояния территориально-распределенной автоматизированной системы связи специального назначения с использованием радиосистем в декаметровом диапазоне волн. На основе применения SDR-технологий и использования данных контроля от элементов системы контроля, предлагаются новые способы построения помехоустойчивых сверхузкополосных декаметровых радиолиний, в том числе работающих в режиме перестройки рабочих частот по псевдослучайному закону. Результат: в основу системы дистанционного контроля, телеметрии должны лечь программно-аппаратные комплексы средств связи, построенные на основе SDR-технологий. Предложено графическое отображение аварийных сигналов с объектов контроля при их приеме в виде спектрограммы. Это дает возможность внедрения нового способа доведения аварийных сигналов от удаленных терминалов территориально-распределенной системы контроля по декаметровому радиоканалу в виде линейно- либо дискретно-частотно модулированных сигналов с возрастающим, либо убывающим градиентом модуляции. Практическая значимость: результаты исследования можно использовать в процессе дистанционного контроля технического состояния территориально-распределенных комплексов связи для помехоустойчивой передачи измерительной информации, при оперативном управлении радиолиниями и для маневра частотным ресурсом в сложной помеховой обстановке. Предлагаемые способы позволяют осуществлять помехоустойчивую радиосвязь при автоматическом и визуальном приеме за счет повышения вероятности доведения аварийных сигналов до органов управления, а также вести работу с унаследованными радиолиниями.
    • Abstract. The specifics of the functioning of modern geographically distributed special-purpose communication systems, characterized by changing operating conditions in a complex interference environment, as well as a high critical failure rate, necessitates the use of remote control systems for their technical condition. The use of such control systems is characterized by insufficient noise immunity in the transmission of emergency signals from controlled communication complexes operating under the influence of natural and artificial destabilizing factors, which reduces the effectiveness of the entire special-purpose communication system. The purpose of the work is to develop ways to improve noise immunity in automated systems for remote control of the technical condition of geographically distributed special-purpose communication complexes. Methods used: increasing the noise-resistant transmission of emergency signals is carried out by applying a new signal-code design in the radio channel for transmitting telemetry information, which allows increasing the noise-resistance of remote control and telemetry systems. Novelty: it is proposed and justified to expand the capabilities of remote control systems for the technical condition of a geographically distributed automated special-purpose communication system using radio systems in the decameter wave range. Based on the application of SDR technologies and the use of control data from the control system elements, new methods are proposed for constructing noise-resistant ultra-narrowband decameter radio lines, including those operating in the pseudo-random frequency tuning mode. Result: the remote monitoring and telemetry system should be based on software and hardware complexes of communication facilities built on the basis of SDR technologies. A graphical representation of alarm signals from control objects when they are received in the form of a spectrogram is proposed. This makes it possible to implement a new method for transmitting emergency signals from remote terminals of a geographically distributed control system over a decameter radio channel in the form of linear or discrete-frequency modulated signals with an increasing or decreasing modulation gradient. Practical significance: the results of the study can be used in the process of remote control of the technical condition of geographically distributed communication complexes for noise-resistant transmission of measurement information, for operational control of radio lines and for maneuvering the frequency resource in a complex interference environment. The proposed methods allow for interference-free radio communication with automatic and visual reception by increasing the probability of bringing emergency signals to the control bodies, as well as working with inherited radio lines.
  • Ключевые слова / Key words
    • помехоустойчивость, передача аварийных сигналов, территориально-распределенные комплексы свя-зи, система удаленного контроля, техническое состояние, телесигнализация, телеизмерения
    • noise immunity, transmission of emergency signals, geographically distributed communication complexes, remote control system, technical condition, telesignalization, tele-measurements
  • Ссылка на статью / Reference
    • Будко П. А., Будко Н. П., Винограденко А. М. Способы повышения помехоустойчивости в автоматизированных системах контроля // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 176-211. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10206.
    • Budko P. A., Budko N. P., Vinogradenko A. M. Ways to increase noise immunity in automated control systems. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 176-211. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10206 (in Russian).

  • Баженов А. В., Гривенная Н. В., Исаев А. М., Мельников С. В.
    Применение беспилотных летательных аппаратов для радиолокационного поиска воздушных и морских судов, потерпевших аварию
    A. V. Bazhenov, N. V. Grivennaya, A. M. Isaev, S. V. Melnikov
    Application of Unmanned Aerial Vehicles for Radar Search of Aircraft and Ships Affected by an Accident
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: человеческая жизнь бесценна и когда при аварии воздушных и морских судов люди гибнут не в самой катастрофе, а из-за несвоевременного прибытия спасательных команд, это уже двойная трагедия. Поэтому развитию спасательных служб уделяется большое внимание во всех развитых странах. Одним из ключевых направлений совершенствования технического обеспечения спасательных служб является развитие радиотехнических систем, так как они обладают по отношению к оптическим системам такими ключевыми преимуществами, как всепогодность и возможность круглосуточного использования. Применение различных аварийных радиостанций и пеленгационной аппаратуры, размещенной на поисковых самолетах и вертолетах, значительно уменьшает время поиска места аварии, однако ограниченный ресурс источников питания, а иногда и прямой запрет на использование (например, при посадке на территории, занятой противником) определяют актуальность применения пассивных отражателей и радиолокационных поисковых систем. Другой тенденцией развития поисковых систем является использование беспилотной или дистанционно пилотируемой авиации. Использование беспилотных летательных аппаратов (БЛА) позволяет создавать большие группировки поисковых сил и средств, что, в конечном итоге должно привести к уменьшению времени поиска места аварии. Целью работы является обоснование возможности применения БЛА для автоматического поиска места аварии воздушных и морских судов, оснащенных сферическими отражателями по отклику на зондирующий радиолокационный сигнал. Предлагается оснащать воздушные и морские суда не отдельными сферическими отражателями, а конструкцией из трех сферических отражателей, выполненных в виде антенной решетки. Используемые методы: решение задачи обнаружения и локализации места аварии воздушного или морского судна за счет максимизации вероятности правильного обнаружения решетки пассивных отражателей при заданном уровне ложной тревоги. Повышение вероятности правильного обнаружения объекта относительно известных уголковых отражателей осуществляется за счет использования осциллирующего характера диаграммы обратного рассеяния сферических отражателей и использования двух частот зондирующего сигнала. Новизна: элементами новизны представленного решения является размещение двухчастотной поисковой радиолокационной станции (РЛС) на БЛА, а также обоснование использования на борту воздушных и морских судов вместо отдельного сферического отражателя системы из трех отражателей. Результат: использование БЛА с радиолокационной станцией для автоматического поиска сферических отражателей обеспечивает обнаружение места аварии с вероятностью правильного обнаружения свыше 0,9. Рассмотрены три альтернативных варианта обнаружения места аварии: традиционный с использованием поискового вертолета; оператором по информации от дистанционно пилотируемого БЛА; автоматического поиска с помощью двухчастотного поискового радиолокатора, размещенного на борту БЛА. Результаты имитационного моделирования показывают выигрыш от применения поискового радиолокатора, размещенного на борту БЛА, от 20 до 40%. Практическая значимость: представленное решение предлагается использовать для оснащения аварийных плотов морских судов, а также носимых (бортовых) аварийных запасов воздушных судов для снижения времени поиска экипажей в условиях неисправности аварийных радиостанций или при необходимости соблюдения радиомолчания.
    • The problem statement: human life is priceless, so when people die in an accident, but not in the crash itself, just because of the late arrival of rescue teams, this is a double tragedy. The development of rescue services is given considerable attention in all highly developed countries. One of the key areas for improving the technical support of rescue services is the development of radio engineering systems since they have such crucial advantages as optical systems with all-weather and round-the-clock use. The use of various emergency radio stations and direction-finding equipment, which are located on search planes and helicopters, significantly reduces the time of the search for the scene of an accident, however, the limited number of power sources, and sometimes a direct ban on the use of them (for example, when an aircraft is landing on the territory occupied by the enemy) determine the relevance of using passive reflectors and radiolocation systems. Another trend in the development of search and rescue systems is the use of unmanned aircraft or remotely piloted aircraft systems. The use of remotely piloted aircraft systems (RPAS) allows creating large groups of search and rescue systems and leads to a decrease in the search time for the accident site. The aim of the research work is to substantiate the possibility of using RPAS for an automatic search for the accident site of aircraft and ships equipped with spherical reflectors according to the response to the probing radar signal. It is proposed to equip aircraft and ships not with separate spherical reflectors, but with a design of three spherical reflectors made in the form of an antenna array. The research methods: the solution of the problem is based on detecting and localizing the accident site of an aircraft or a sea vessel by maximizing the probability of correct detection of the array of passive reflectors at a given level of false alarm. The probability of correct detection of an object with respect to known corner reflectors is increased by using the oscillating nature of the backscattering pattern of spherical reflectors and using two frequencies of the probe signal. The research novelty: the novelty of the presented research work is the placement of a dual-frequency search radar station on RPAS, as well as the rationale for using them on board of aircraft and ships instead of a separate spherical reflector system of three reflectors. The result: the use of RPAS with a radar station for an automatic search for spherical reflectors ensures the detection of the accident site with a probability of correct detection over 0.9. The three alternative options for detecting the scene of an accident are presented in the study. They include using a search helicopter; using operator information from RPAS and an automatic search using a dual-frequency search radar system located onboard of RPAS. The results of the imitation model show a gain from the use of a search radar system located onboard of RPAS from 20 to 40%. The practical relevance of the research work: the presented research work suggests equipping emergency rafts of ships, as well as emergency stocks of aircraft with the three spherical reflectors to reduce the search time for rescue teams in the event of a malfunction of emergency radio stations or, in case of emergency, compliance with radio silence.
  • Ключевые слова / Key words
    • поиск потерпевших аварию судов, сферический отражатель, эффективная поверхность рассеяния
    • search for emergency aircraft and ships, spherical reflector, effective scattering surface
  • Ссылка на статью / Reference
    • Баженов А. В., Гривенная Н. В., Исаев А. М., Мельников С. В. Применение беспилотных летательных аппаратов для радиолокационного поиска воздушных и морских судов, потерпевших аварию // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 212-230. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10207.
    • Bazhenov A. V., Grivennaya N. V., Isaev A. M., Melnikov S. V. Application of Unmanned Aerial Vehicles for Radar Search of Aircraft and Ships Affected by an Accident. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 212-230. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10207 (in Russian).

  • Пашинцев В. П., Линец Г. И., Коваль С. А., Сенокосов М. А., Мельников С. В.
    Погрешность определения псевдодальности в спутниковой радионавигационной системе при возмущениях ионосферы
    V. P. Pashintsev, G. I. Linets, S. A. Koval, M. A. Senokosov, C. V. Melnikov
    The Error in Determining the Pseudorange in the Global Navigation Satellite System with Disturbances in the Ionosphere
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: известно, что естественные и искусственные возмущения ионосферы сопровождаются одновременным образованием неоднородностей крупных, средних и мелких масштабов. В настоящее время при проектировании спутниковых радионавигационных систем (СРНС) учитывается возрастание погрешности определения псевдодальности навигационной аппаратурой потребителей в условиях регулярных возмущений ионосферы и образования крупно- и среднемасштабных неоднородностей. Для устранения ионосферной составляющей погрешности определения псевдодальности традиционно используются двухчастотный и дифференциальный режимы работы СРНС, при которых в 2-3 раза возрастает шумовая составляющая погрешности. Поэтому для ее уменьшения вместо сигналов с узкой полосой спектра (1 МГц) используют сигналы с широкой полосой (10 МГц). Однако их применение может привести к значительному (на порядок и более) увеличению шумовой погрешности, если в ионосфере образуются интенсивные мелкомасштабные неоднородности. Это объясняется тем, что рассеяние радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях приводит к появлению многолучевости и сужению полосы когерентности трансионосферного канала до значений менее 1 МГц. Это обуславливает возникновение частотно-селективных замираний принимаемых сигналов, которые вызывают возрастание шумовой погрешности измерения псевдодальности в корреляционном приемнике. Целью работы является разработка методик оценки погрешности измерения псевдодальности навигационной аппаратурой потребителей СНРС, работающей в одночастотном, двухчастотном или дифференциальном режимах, в условиях возмущений ионосферы, сопровождаемых одновременным образованием неоднородностей различных масштабов (крупных, средних и мелких). Новизна заключается в теоретическом обобщении моделей и методов, применяемых для оценки ионосферной погрешности измерения псевдодальности навигационной аппаратурой потребителей СНРС в условиях образования крупно- и среднемасштабных неоднородностей, и оценки шумовой погрешности измерения псевдодальности в условиях образования интенсивных мелкомасштабных неоднородностей. Результат: получены аналитические зависимости погрешности измерения псевдодальности в навигационной аппаратуре потребителей СНРС от частотных параметров передаваемых сигналов СРНС (несущей частоты и полосы спектра), отношения cигнал/шум на входе измерительного приемника и среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы относительно их среднего значения (учитывающего крупно- и среднемасштабные неоднородности). Практическая значимость: получены результаты прогнозирования роста погрешностей измерений псевдодальности в навигационной аппаратуре потребителей СНРС, работающей в различных режимах (одночастотном, двухчастотном и дифференциальном), в условиях естественных возмущений ионосферы в области полярных и экваториальных широт и искусственных (техногенных) возмущений ионосферы, сопровождающихся образованием интенсивных мелкомасштабных неоднородностей ионосферы. Показано, что в последнем случае погрешность определения псевдодальности может достигать значений 35…384 м и будет иметь место при использовании в СРНС сигналов с широкой полосой спектра (10 МГц) и двухчастотного режима работы навигационной аппаратуры потребителей, которые традиционно используются для уменьшения шумовой и ионосферной составляющих погрешности измерения псевдодальности.
    • Problem statement: it is known that natural and artificial indignations of an ionosphere are followed by simultaneous formation of not uniformity of large, average and small scales. Now at design of global navigation satellite systems (GNSS) the increase of an error of determination of pseudo-range by the navigation equipment of consumers in the conditions of regular indignations of an ionosphere and formation of large and mid-scale not uniformity is considered. For elimination of the ionospheric making error of determination of pseudo-range two-frequency and differential operating modes of GNSS at which by 2-3 times the noise component of an error increases are traditionally used. Therefore for its reduction instead of signals with a narrow strip of a range (1 MHz) use signals with a wide strip (10 MHz). However their application can lead to considerable (much and more) to increase in a noise error if in an ionosphere are formed intensive small-scale heterogeneity. This results from the fact that dispersion of radio waves on small-scale not uniformity leads to emergence of a mnogoluchevost and narrowing of a strip of coherence of the transionospheric channel to values less than 1 MHz. It causes emergence of frequency selective dying down of the accepted signals which cause increase of a noise error of measurement of pseudo-range in the correlation receiver. The purpose of work is development of techniques of assessment of an error of measurement of pseudo-range the navigation equipment of consumers of GNSS working in the single-frequency, two-frequency or differential modes in the conditions of the indignations of an ionosphere accompanied with simultaneous formation of not uniformity of various scales (large, average and small). The novelty consists in theoretical generalization of the models and methods applied to assessment of an ionospheric error of measurement of pseudo-range by the navigation equipment of consumers of GNSS in the conditions of formation of large and mid-scale not uniformity, and assessment of a noise error of measurement of pseudo-range in the conditions of formation of intensive small-scale not uniformity. Result: analytical dependences of an error of measurement of pseudo-range in the navigation equipment of consumers of SNRS are received from frequency parameters of the transmitted GNSS signals (bearing frequencies and strips of a range), the relation signal/noise on an entrance of the measuring receiver and a mean square deviation of small-scale fluctuations of full electronic maintenance of an ionosphere concerning their average value (considering large and mid-scale heterogeneity). Practical importance: results of forecasting of growth of errors of measurements of pseudo-range in the navigation equipment of consumers of GNSS working in various modes (single-frequency, two-frequency and differential), in the conditions of natural indignations of an ionosphere in the field of the polar and equatorial latitudes and artificial (technogenic) indignations of an ionosphere which are followed by formation of intensive small-scale not uniformity of an ionosphere are received. It is shown that in the latter case the error of determination of pseudo-range can reach values 35 … 384 m and will take place when using in GNSS of signals with a wide strip of a range (10 MHz) and a two-frequency operating mode of the navigation equipment of consumers who are traditionally used for reduction noise and ionospheric making errors of measurement of pseudo-range.
  • Ключевые слова / Key words
    • спутниковая радионавигационная система, беспилотный летательный аппарат, полное электронное содержание ионосферы, мелкомасштабные флуктуации, частотно-селективные замирания, погреш-ность измерения псевдодальности
    • satellite radio navigational system, unmanned aerial vehicle, full electronic maintenance of an ionosphere, small-scale fluctuations, frequency selective dying down, error of measurement of pseudo-range
  • Ссылка на статью / Reference
    • Пашинцев В. П., Линец Г. И., Коваль С. А., Сенокосов М. А., Мельников С. В. Погрешность определения псевдодальности в спутниковой радионавигационной системе при возмущениях ионосферы // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 231-279. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10208.
    • Pashintsev V. P., Linets G. I., Koval S. A., Senokosov M. A., Melnikov C. V. The Error in Determining the Pseudorange in the Global Navigation Satellite System with Disturbances in the Ionosphere. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 231-279. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10208 (in Russian).
Системы обеспечения безопасности
  • Макаренко С. И.
    Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Часть 3. Радиоэлектронное подавление систем навигации и радиосвязи
    S. I. Makarenko
    Counter Unmanned Aerial Vehicles. Part 3. Electronic Warfare against Navigation and Radio Connection Subsystems of Unmanned Aerial Vehicles
  • Аннотация / Abstract
    • Актуальность. Начиная с середины 2000-х годов в средствах массовой информации стали регулярно появляться сообщения о несанкционированном использовании беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в особо контролируемых зонах: в аэропортах, на военных объектах, против критической промышленной инфраструктуры и т.д. В настоящее время малые БПЛА широко используются для несанкционированного наблюдения важных объектов, проведения терактов и диверсий, переноски запрещенных грузов (оружия, наркотиков), а также в военном деле. В связи с этим, актуализировалась задача противодействия БПЛА, и особенно – малым БПЛА. Анализ публикаций в этой области, показывает, что аналитических статей по данной тематике довольно мало. В подавляющем числе работ в этой области преобладают излишне оптимистические выводы относительно эффективности противодействия БПЛА существующими средствами радиоэлектронного подавления (РЭП). Вместе с тем, проблема противодействия БПЛА, и, в особенности, малым БПЛА, является чрезвычайно сложной, многогранной и до сих пор эффективно не решенной. Целями работы являются систематизация и анализ различных способов и средств противодействия БПЛА, а также формирование общих направлений эффективного решения данной проблемы. Материал, представленный в данной статье, в частности, посвящен анализу возможностей средств РЭП в части подавления систем навигации и радиосвязи БПЛА. Результаты. В статье представлены результаты систематизации и анализа различных способов и средств радиоэлектронного подавления БПЛА, основанных на нарушении функционирования их навигационных систем, командных радиолиний управления и радиолиний передачи данных бортовых средств полезной нагрузки. В основу систематизации положено более 140 открытых источников, анализ которых позволил вскрыть основные особенности БПЛА, как объекта радиоэлектронного подавления, а также провести многоаспектный подробный анализ современных комплексов радиоэлектронной борьбы и их эффективности при работе по воздушным целям такого типа. Элементами новизны работы являются выявленные особенности процессов радиоэлектронного подавления БПЛА, а также системные недостатки используемых технологических решений в комплексах радиоэлектронной борьбы, приводящих к снижению их эффективности при применении против БПЛА. Практическая значимость. Материал статьи может использоваться для формирования исходных данных для моделирования и исследования эффективности комплексов радиоэлектронной борьбы при их противодействии БПЛА. Также, данная статья может быть полезна конструкторам, проектирующим системы РЭП для противодействия БПЛА, а также специалистам при оценке параметров группы БПЛА, гарантированно вскрывающих и преодолевающих зону радиоэлектронного подавления противника при решении своих целевых задач.
    • Relevance. There have been reports of unauthorized use of unmanned aerial vehicles (UAVs) in highly controlled areas (airports, military installations, against critical industrial infrastructure) in the media since the mid-2000s. Nowadays, small UAVs are widely used for unauthorized surveillance of important objects, conducting terrorist attacks and sabotage, carrying prohibited goods (weapons, drugs), as well as for military purposes. For this reason, the problem of countering UAVs, and especially small UAVs, has become extremely relevant. Analysis of publications in this area has shown a small number of serious studies on this topic. There are often too optimistic conclusions about the effectiveness of existing electronic warfare (EW) systems for countering all types of UAVs in many papers. However, the problem of countering UAVs, and especially small UAVs, is highly complex, multi-faceted, and has not been solved yet. The goal of this paper is to systematize and analyze various ways and means of countering UAVs, as well as to form general directions for effective solution of the problem. The material is presented in the paper focuses on the analysis of the capabilities of EW-systems to disrupt normal functioning navigation and radio connection subsystems of UAVs. Results. The results of systematization and analysis of various methods and means of countering UAVs, which are based on EW, are presented in the article. This systematization is based on more than 140 open sources. The analysis of the sources show the main features of the UAV as an object of electronic jamming, and made possible a detailed multi-aspect analysis of modern EW-systems, their effectiveness and disadvantage. Suggestions for improving the effectiveness of the EW-systems what are used against UAVs are also summarized in this paper. Elements of the novelty of the paper are the general features of the electronic jamming to UAVs, as well as systemic disadvantage in technological solutions of the EW-systems, which lead to a decrease in their combat effectiveness when they are used against UAVs. Practical significance. The material of the paper can be used to generate initial data for modeling and studying the combat effectiveness of the EW-systems when countering UAVs. This article can be useful for designers who design countering UAV systems as well.
  • Ключевые слова / Key words
    • беспилотный летательный аппарат, БПЛА, БЛА, противодействие беспилотным летательным ап-паратам, подавление беспилотного летательного аппарата, радиоэлектронное подавление, радио-электронная борьба, навигационная система, спутниковая радионавигационная система, инерциаль-ная навигационная система, командная радиолиния управления, помехозащищенность, помехоустой-чивость
    • unmanned aerial vehicle, UAV, air defense, air defense system, counter unmanned aerial vehicles, C-UAV, C-UAS, anti-UAV defense system, counter-drone systems, anti-drone technologies, counter-UAVs technolo-gies, electronic warfare, electronic warfare system, electronic jamming
  • Ссылка на статью / Reference
    • Макаренко С. И. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Часть 3. Радиоэлектронное подавление систем навигации и радиосвязи // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 101-175. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10205.
    • Makarenko S. I. Counter Unmanned Aerial Vehicles. Part 3. Electronic Warfare against Navigation and Radio Connection Subsystems of Unmanned Aerial Vehicles. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 101-175. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10205 (in Russian).
Электронные и радиотехнические системы
  • Черникова Е. Б.
    Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов
    E. B. Chernikova
    Reflection Symmetric Meander Line Protecting against Ultrashort Pulses
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: повсеместное распространение радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) практически во все отрасли, в совокупности с увеличением ее конструктивной сложности, приводит к обострению проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). В частности, актуальна защита РЭА от сверхкоротких импульсов (СКИ), воздействие которых может быть опасно для РЭА, особенно для критичной. Распространённые компоненты, используемые для защиты от импульсных перенапряжений (варисторы, разрядники, TVS-диоды), обладают рядом недостатков. Поэтому устройства на их основе часто оказываются неэффективными для защиты от импульсов с такими временными и энергетическими характеристиками, которыми обладают СКИ. В этой связи актуальна разработка новых защитных устройств. Одним из новых подходов к защите РЭА от СКИ является технология модальной фильтрации. Её идея заключается в использовании модальных искажений сигнала, возникающих из-за разности задержек мод в многопроводной линии передачи. Предложен новый подход к повышению эффективности таких устройств защиты за счет использования зеркально-симметричных структур, а именно зеркально-симметричного модального фильтра (МФ). Между тем известно использование для защиты от СКИ и меандровых линий (МЛ). Тогда возможно и их комбинированное использование. Цель работы – представить новое устройство защиты от СКИ на основе зеркально-симметричной МЛ. Используемые методы: для демонстрации возможности защиты от СКИ используется система квазистатического анализа, основанная на методе моментов. Результаты и их новизна: впервые предложено устройство (получено решение о выдаче патента на изобретение), представляющее собой комбинацию зеркально-симметричного МФ и защитной МЛ. Практическая значимость: зеркально-симметричная МЛ предназначена для защиты РЭА от СКИ, проникающих в аппаратуру кондуктивным путем (через цепи питания, сигнальные цепи). Важно отметить, что в данном устройстве временные интервалы между импульсами разложения увеличены в 2 раза по сравнению с аналогичным МФ, что позволит разложить СКИ в 2 раза большей длительности. Также такое соединение требует не 6, а лишь 2 резистора, что повышает надежность и уменьшает общую стоимость. Примечательно, что такую структуру можно использовать и при модальном резервировании, т.е. когда один виток относится к резервируемой цепи, а другой – к резервной.
    • Problem Statement: ubiquitous proliferation of radio-electronic equipment (REE) in almost all industries, together with an increase in its structural complexity, leads to exacerbation of the problem of electromagnetic compatibility (EMC). In particular, the problem of protecting REE against ultrashort pulses (USPs), the excitation of which can be dangerous for REE, especially for critical, is relevant. Prevalent components used for surge voltage protection (varistors, surge arresters, TVS diodes) have a number of disadvantages. Therefore, devices based on them often turn out to be ineffective for protecting REE against pulses with such time and energy characteristics as USPs have. In this regard, the development of new protective devices is relevant. One of the new approaches to protecting REE against USPs is a modal filtration technology. Its idea is to use modal signal distortions appearing due to the difference in modal delays of a multiconductor transmission line. A new approach is proposed to increase the efficiency of such protection devices through the use of reflection symmetric structures, namely, a reflection symmetric modal filter (MF). Meanwhile, meander lines (ML) are also known to be used for protection against USPs. Therefore, their combined use is possible. Purpose of the work is to introduce a new device for protection against USP based on a reflection symmetric ML. Methods used: the system of quasistatic analysis based on the method of moments is used to demonstrate the possibility of protecting REE against USPs. Results and their novelty: for the first time, a combination of a reflection symmetric MF and protective ML is implemented in the proposed device (a decision was obtained to grant a patent for an invention). Practical relevance: the reflection symmetric ML is designed to protect REE against USPs penetrating into the equipment conductively (through power circuits, signal circuits). It is important to note that in this device, the time intervals between decomposition pulses are twice as large as in similar MFs, which allows for the decomposition of a USP which is 2 times longer. Also, such a connection requires not 6, but only 2 resistors, which increases reliability and reduces the total cost of the device. It is noteworthy that the structure can also be used with modal redundancy, i.e. when one turn refers to the reserved circuit, and the other to the reserving one.
  • Ключевые слова / Key words
    • электромагнитная совместимость, устройства защиты, сверхкороткий импульс, модальная филь-трация, зеркально-симметричный модальный фильтр, зеркально-симметричная меандровая линия
    • electromagnetic compatibility, protection devices, ultrashort pulse, modal filtration, reflection symmetric modal filter, reflection symmetric meander line
  • Ссылка на статью / Reference
    • Черникова Е. Б. Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 280-293. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10209.
    • Chernikova E. B. Reflection Symmetric Meander Line Protecting against Ultrashort Pulses. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 280-293. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10209 (in Russian).
Моделирование сложных организационно-технических систем
  • Бойко А. А., Иванников К. С., Кузнецов Д. А.
    Методика построения графоаналитической модели позиционной динамики боя на основе вероятностно-временной синхронизации действий элементов боевых порядков воинских формирований
    A. A. Boyko, K. S. Ivannikov, D. A. Kuznetsov
    Constructing graphoanalytic combat positional dynamics model based on military formations combat orders elements actions probability-temporal synchronization
  • Аннотация / Abstract
    • Постановка задачи: сегодня решение задачи оперативной количественной оценки текущего состояния и прогнозирования исхода современного боя разнородных воинских формирований не в полной мере удовлетворяет требованиям практики. Это связано с ограничениями методов моделирования боевых действий. Известные аналитические методы не позволяют детально анализировать траектории движения элементов боевых порядков. Имитационный метод не позволяет решать оптимизационные задачи в рамках одной реализации сценария боя и требует для получения статистически значимого результата крайне ресурсоемкого повторения расчетов одного сценария даже без решения частных оптимизационных задач. Настоящая работа продолжает цикл публикаций, в которых рассматривается метод боевых эпизодов, парирующий указанные недостатки. Он предполагает разбиение боя на последовательность боевых эпизодов, в каждом из которых производится расчет соотношения боевых потенциалов сторон. Аналитическая модель боя в этом методе учитывает боевые циклы сторон и оптимизацию целераспределения элементов боевых порядков с детализацией до отдельного солдата, устройства и информационно-технического средства при их статичном размещении на поле боя. Первым этапом метода боевых эпизодов является формирование графа позиционной динамики боя на основе заданных альтернативных разноранговых траекторий движения элементов боевых порядков сторон с изменяющейся скоростью. Методики формирования такого графа в известной литературе отсутствуют. Цель работы: создание методики, позволяющей формировать граф позиционной динамики боя. Используемые методы: решение задачи основано на оригинальной комбинации метода синхронизации параллельных процессов теории распределенных алгоритмов, который применяется при организации обмена сообщениями в цифровых телекоммуникационных системах, и метода тестирования сложных технических систем, который применяется NASA для оценки надежности авионики. Новизна предложенного решения состоит в построении графоаналитической модели позиционной динамики боя, в которой боевые эпизоды синхронизированы по вероятностным и временным параметрам движения отдельных элементов боевых порядков сторон на поле боя. Результат: методика обеспечивает возможность перехода от анализа множества разноранговых последовательностей боевых эпизодов каждого элемента к упорядоченному по вероятности реализации множеству единых для всех элементов последовательностей боевых эпизодов. Переход осуществляется с применением вычисляемого параметра масштабирования боя, определяющего степень детализации траектории движения элемента и диапазон изменения границ синхронизируемых боевых эпизодов без их потери. Практическая значимость: решение целесообразно использовать при создании перспективных систем поддержки принятия решения.
    • Problem Statement. Today the solution of the problem of rapid quantitative assessment of the current state and forecasting the outcome of modern heterogeneous military formations combat does not fully meet the practice requirements. This is due to limitations of known combat modeling and simulation methods. Known combat modelling methods does not allow detailed analysis of the military formations elements trajectories. A simulation method does not allow to solve the optimization tasks within the same combat scenario and requires to get a statistically significant result extremely expensive repeat calculations of one scenario. This work continues the series of publications that consider the combat episodes method, which parries these shortcomings. It involves dividing the combat into a sequence of episodes, in each of which calculates the warring parties’ potentials ratio. The combat analytical model in combat episodes method takes into account the combat cycles of the warring parties and optimization of combat order elements’ target distribution. It is detailed to the separate soldiers, devices and information and technical means when they are statically placed on the battlefield. The first stage of the combat episodes method is the formation of a combat positional dynamics graph based on the user-entered alternative multi-rank trajectories of warring parties combat orders elements movement with varying speed. There are no methods for forming such a graph in the known literature. Methods. The solution of the problem is based on the original combination of parallel processes synchronization method in the theory of distributed algorithms, which is used in the messaging organization in digital telecommunications systems, and the method of testing complex technical systems, which is used by NASA to assess the avionics reliability. Novelty of the proposed solution is the new method of constructing the combat positional dynamics graph model, in which combat scenarios are synchronized by a probabilistic and temporal parameters of the military formations separate elements’ movement on the battlefield. Result. It makes possible to move from analyzing a set of different ranked sequences of combat episodes of each element to a set of combat episodes’ sequences that are uniform for all elements ordered by the probability of sequences implementation. This is done using the combat scaling parameter, which determines each element's trajectory detail level and the change range of synchronized combat episodes borders without losing them. The combat scaling parameter is automatically determined for the specified limit on the calculation time for a known calculation time for a single combat episode in a given combat situation. Practical relevance. The solution can be used in the creation of perspective samples of decision support systems.
  • Ключевые слова / Key words
    • моделирование боевых действий, метод боевых эпизодов, элемент боевого порядка, синхронизация, параллельные процессы, система поддержки принятия решения
    • combat modeling and simulation, combat episode method, combat order element, synchronization, positional dynamics
  • Ссылка на статью / Reference
    • Бойко А. А., Иванников К. С., Кузнецов Д. А. Методика построения графоаналитической модели позиционной динамики боя на основе вероятностно-временной синхронизации действий элементов боевых порядков воинских формирований // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 24-48. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10202.
    • Boyko A. A., Ivannikov K. S., Kuznetsov D. A. Constructing graphoanalytic combat positional dynamics model based on military formations combat orders elements actions probability-temporal synchronization. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 2, pp. 24-48. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10202 (in Russian).

О журнале

Выпуски журнала

2020: №1 №2 №3

Авторам

Рецензентам

Всем


На сайте работает система проверки ошибок. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.