Наукоємні технології

МЕТОД ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ПІДВИЩЕННЯ СТАНУ КІБЕРЗАХИСТУ ОБ’ЄКТІВ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ДЕРЖАВИ

2024-04-23T10:04:09+03:00

У зв'язку зі зростанням загроз кібербезпеці, особливо для критичної інфраструктури держави, виникає необхідність у розробці та впровадженні ефективних методів оцінювання рівня кіберзахисту. Критична інфраструктура держави (енергетика, транспорт, медичні установи тощо) все більше стає залежною від інформаційних технологій. Порушення безпеки цих технологій може призвести до серйозних наслідків для життя та здоров'я громадян, а також економічних втрат. Багато країн встановлюють різні регулятивні вимоги стосовно кіберзахисту, наприклад, GDPR в Європейському Союзі або NIST у Сполучених Штатах. Це змушує організації, що управляють критичною інфраструктурою, активно шукати та впроваджувати ефективні методи оцінювання рівня кіберзахисту. Швидкий технологічний прогрес призводить до появи нових методів атак, для захисту від яких необхідно залучати різні ресурси (фінансові, людські, часові тощо) для створення нових більш ефективних засобів для підвищення стану кіберзахисту. Оцінка рівня такого стану в подальшому дасть можливість оцінити ефект від вкладених в безпеку ресурсів. Розроблений метод оцінки підвищення рівня кіберзахисту об'єктів критичної інфраструктури держави ґрунтується на моделі системи характеристик, спрямованої на оцінку стану кіберзахисту в Україні, та процедур формування лінгвістичних змінних, фазифікації інтервалів та побудови еталонів, формування множини характеристик об’єктів огляду, процесу первинного вимірювання, формуванню базових пар і асоціативних правил та візуалізації результатів, які формалізуються відповідними етапами, дозволяє реалізовувати процес оцінювання стану кіберзахисту об’єкту огляду критичної інфраструктури. Описаний метод може стати ефективним інструментом для аналізу та оцінки рівня кіберзахисту критичної інфраструктури держави з метою забезпечення національної безпеки та захисту від кіберзагроз. В подальшому необхідно побудувати систему, яка дозволить автоматизувати процес оцінювання підвищення стану кіберзахисту на об’єктах огляду.

ОЦІНКА ВПЛИВУ КРОС-КОРЕЛЯЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СКЛАДНИХ СИГНАЛІВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ РАДІОСИСТЕМ

2024-04-23T10:07:17+03:00

У статті розглянуто сучасні проблеми та перспективи розвитку систем «розумного радіо» з використанням складних сигналів для ефективного використання радіочастотного спектра. Когнітивні радіосистеми використовують складні сигнали для ефективного використання радіочастотного спектру. Підкреслено, що розмір ансамблю складних сигналів є ключовим фактором, який впливає на різні характеристики системи, такі як завадостійкість, ефективність передачі даних та спектральна ефективність. Для збільшення розміру ансамблю складних сигналів можна використовувати різні методи, включаючи використання псевдовипадкових послідовностей з низькими рівнями бічних пелюсток у крос-кореляційній функції, нові алгоритми генерації складних сигналів (наприклад, на основі штучного інтелекту), і нові методи кодування, які дозволяють збільшити розмір ансамблю без шкоди для ефективності передачі даних.

Вибір конкретного підходу до збільшення розміру ансамблю складних сигналів залежить від конкретних вимог когнітивної телекомунікаційної системи. Важливим завданням є розробка нових методів генерації складних сигналів з високими перешкодостійкими властивостями, що дозволяють збільшити розмір ансамблю без шкоди для якості обслуговування. Це завдання має важливе значення для розвитку систем «розумного радіо» наступного покоління.

Представлено аналіз різних методів збільшення розміру ансамблю складних сигналів. Розраховано максимальну кореляційну завадостійкість для різних довжин послідовностей і наведено результати досліджень для п’яти послідовностей: псевдовипадкового шуму, нелінійної послідовності, послідовності Галуа, послідовності Голда і послідовності Кіосакі. Ця інформація може бути використана для вибору оптимальної послідовності з урахуванням специфічних вимог систем "розумного радіо". Висновки статті можуть внести цінний вклад у розробку ефективних і продуктивних телекомунікаційних систем для майбутніх поколінь "розумного радіо".

МЕТОД СТЕГАНОКОМПРЕСІЙНОГО ДЕКОДУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ БЕЗДРОТОВИХ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

2024-04-23T10:09:13+03:00

В статті обґрунтовується потреба у захисті бортових відеоінформаційних ресурсів наряду із забезпеченням заданих характеристик інформаційного забезпечення в системах управління критичною інфраструктурою (КІ) в умовах протиборства. Стверджується значимість та сприятливі умови щодо використання стеганографічних перетворень в комплексних системах захисту інформації. Одним з них можливість використовувати бортові відеоінформаційні ресурси в якості контейнерів для прихованого вбудовування інформації. При цьому інформацією, що потребує захисту, може бути окремі фрагменти бортових ресурсів (аерофотознімків), які встановлюються як найбільш значимі за рівнем інформативності структурно-семантичного змісту відеосегменти. В свою чергу, це зумовлює вимоги до стеганографічних технологій (СТТ) захисту інформації з використанням бортових відео-контейнерів (БВК). В першу чергу це стосується збільшення стеганографічної ємності за умов цілісного вилучення прихованої інформації на приймальній стороні. В статті стверджується те, що потенціал існуючих інфокомунікаційних технологій кодування та передачі відеоданих з використанням бездротових інфокомунікаційних технологій є недостатнім щодо створення умов для забезпечення потрібних характеристик СТТ. Один з напрямків підвищення ефективності СТТ є застосування методі стеганокомпресійного кодування. В даному випадку вбудовування інформації здійснюється безпосередньо в процесі компресійного кодування БВК. Забезпечується збільшення рівня стеганографічної ємності. Водночас для забезпечення в умови щодо потрібного рівня цілісності прихованої інформації під час її санкціонованого вилучення на приймальній стороні необхідно розробити метод стеганокомпресійного декодування. Розроблено зворотний процес стеганокомпресійних перетворень з виключенням додаткових (надлишкових) відомостей, який враховує умови авторизації (політики доступ) та базується на каскадній концепції: технологічні функції першого каскаду забезпечують маскований режим відновлення елементів відеосегментів за вилученим з СК-кодограми стегано-кодовим значенням в маскованому базовому поліадичному базисі; технологічні функції другого каскаду реалізують демаскований режим без втрати синтаксичної цілісності прихованої інформації.

МЕТОД КОДУВАННЯ ФРАГМЕНТІВ-КОНТЕЙНЕРІВ В СПЕКТРАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧНОМУ ПРОСТОРІ

2024-04-23T10:10:27+03:00

Показано, що тенденції розвитку інформаційних технологій переробки, кодування та передачі даних стосуються зростання привабливості безпроводових інфокомунікаційних систем та мереж. В сучасних умовах такі технології застосовуються для організації інформаційного забезпечення з використанням безпілотних комплексів наземного та повітряного базування. Обґрунтовано значимість використання безпроводових телекомунікаційних технологій для організації процесів управління в кризисних умовах. В статті обґрунтовано підхід для побудови технології компресії фрагментів-контейнерів з використанням попереднього трансформування, що базується на: формуванні двох складових масивів спектральних компонент (МСК), а саме: вектора градацій спектрального простору та шкали спектральних інтервалів; кодуванні низькочастотної компоненти трансформант на основі врахування статистичних залежностей у диференціальному просторі. Доведено, що це дозволяє: адаптуватися до структури МСК, враховуючи різну концентрацію високочастотних компонент у фрагментах відеопослідовностей та різний рівень фактору квантування; виявляти додаткові структурні закономірності в МСК; локалізувати статистичну надмірність обумовлену наявністю кореляції між сусідніми фрагментами в спектрально-параметричному описі; скоротити надмірність, яка спричинена наявністю нерівномірності розподілу низькочастотних компонент; створити умови для застосування технології паралельного кодування. Створюється технологія кодування шкали спектральних інтервалів спектрально-параметричного опису МСК. Вона базується на розбитті МСК двома складовими : довжина першої послідовності не значимих елементів; під-вектор, який складається з елементів шкали спектральних інтервалів за виключенням першої та останньої послідовності не значимих елементів. Доводиться те, що це дозволяє: виявляти додаткові структурні закономірності; локалізувати статистичну надмірність, створити умови для приховування конфіденційної інформації з використанням стеганографічних методів. Викладаються етапи методу монотонного кодування значимого підвектору шкали спектральних інтервалів.

СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ МОНІТОРИНГУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ ПІД ЧАС ЇХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

2024-04-23T10:11:47+03:00

Однією з проблем математичного моделювання моніторингу технічного стану транспортних засобів в процесі їх експлуатації є відсутність практичних рекомендацій щодо використання різних видів моделювання для конкретних діагностичних випробувань.

Відмінною особливістю моніторингу технічного стану елементів транспортних засобів у процесі їх інтенсивної експлуатації являється невизначеність характеру навантажень що робить неможливим використання традиційних методів діагностування і спонукає переходити до їх комплексного використання. В цих умовах набуває особливої актуальності інформаційна підтримка заключень про придатність виробів до подальшої експлуатації та оцінка залишкового ресурсу обладнання.

Необхідність створення інтелектуального забезпечення моніторингу технічного стану транспортних засобів під час експлуатації пов’язана з тим, що невизначеність характеру величини навантажень при експлуатації складних конструкцій ускладняє використання існуючої інформації. Виконано синтез математичних моделей технічного стану металоконструкцій, в основі яких лежить загальний принцип перетворення деградації структури на фіксований сигнал різної природи походження. Представлена структуризація розглядається як інформаційна підтримка інтелектуального забезпечення моніторингу змін властивостей транспортних об’єктів, кожна з яких є певною метою. Новизною структуризації основних моделей являється практична спрямованість на вирішення питань їх функціонального призначення стосовно операцій випробування в моніторингу і діагностиці транспортних засобів і ідентифікації дефектів що розвиваються.

На підставі виконаного синтезу математичних моделей, аналізу їх недоліків, переваг та можливостей використання для моніторингу транспортних пристроїв у процесі їх експлуатації встановлено їх основні властивості з позиції їх часового ряду, галузі знань, способів реалізації та раціональності застосування. Встановлено відмітні ознаки та виконано класифікацію математичних моделей, що дозволяє значно спростити вибір відповідних моделей, забезпечити коректне використання математичного апарату та аналітичні уявлення про можливості оцінки залишкового ресурсу та якості моніторингу загалом.

ПРОБЛЕМИ ВИЗНАЧЕННЯ ПОТРЕБИ У ЗАПАСНИХ ЧАСТЯХ І МАТЕРІАЛАХ ДЛЯ ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ АЕРОПОРТОВОЇ СПЕЦТЕХНІКИ

2024-04-23T10:17:46+03:00

Розглянуто сучасні умови роботи аеропорту з погляду зниження тарифів на послуги шляхом зниження витрат на експлуатацію спецтехніки. При цьому основну увагу приділено аналізу впливу на собівартість використання спецтехніки витрат на запасні частини та матеріали, що використовуються під час її технічного обслуговування. Процеси використання спецтехніки в аеропорту розглядаються як стохастичні, а система матеріально-технічного постачання в аеропорту розглядається як система масового обслуговування. При цьому враховується, що стохастичність системи обумовлена не тільки властивостями процесів, що протікають, а й випадковістю факторів, що на них впливають. У зв'язку з цим для управління даною системою проаналізовано перелік факторів, що визначають інтенсивність витрачання ресурсів, а також закономірності їх зміни. Основну увагу приділено необхідності знаходити компроміс між безперебійним постачанням, що потребує збільшення розмірів замовлень, та зниженням обсягів запасів, що збільшують вартість оборотних фондів авіаційного підприємства. Також проаналізовано вплив на витрати ресурсів для технічного обслуговування спецтехніки в аеропорту кліматичних умов експлуатації. Аналіз показав, що визначення потреби в ресурсах для технічного обслуговування спецтехніки в аеропортах в даний час планується виходячи з фактичної витрати за попередній рік і при цьому практично не враховується, що витрата змінюється за сезонами. У цьому відзначено проведення актуальності досліджень, спрямованих на розробку методик планування потреб служб спецтранспорту у сучасних аеропортах у запасних частинах та витратних матеріалах для технічного обслуговування з урахуванням варіації інтенсивності та умов експлуатації спецтехніки. У проаналізованих підходах до розробки таких методик показано необхідність розглядати процес визначення потреби у запасних частинах та витратних матеріалах для технічного обслуговування спецтехніки як нестаціонарний, зумовлений сезонними змінами інтенсивності та умов експлуатації. Виходячи з цього запропоновано базові принципи розробки теоретичних положень та практичних рекомендацій щодо визначення розмірів запасів запасних частин та витратних матеріалів для технічного обслуговування аеропортової спецтехніки.

ГРАФІЧНИЙ СУПРОВІД ЕКСПЛУАТАЦІЇ АВІАЦІЙНИХ СИЛОВИХ УСТАНОВОК

2024-04-23T10:19:16+03:00

Основне завдання експлуатантів – підтримка льотної придатності авіаційної техніки шляхом виконання технологій, викладених у комплектах документів, що додаються до типових виробів.

Двигуни - основне джерело енергії для виконання польотів практично завжди працюють у сукупності з багатьма системами, кожна з яких, у свою чергу, супроводжується інструкціями та посібниками із забезпечення працездатності. Відповідно до прийнятої практики більшість роз'єднаної інформації наводиться в них у текстовому вигляді. Це змушує запам'ятовувати необхідні дані або постійно шукати їх у десятках оновлюваних і замінюваних сторінок наведених технологій, або створювати власні зручні прийоми, що дозволяють проводити параметричні аналізи та виробляти рішення щодо керуючих впливів для коригування технічного стану.

На прикладах силових установок з турбогвинтовими двигунами пропонуються підходи до розробки та застосування поетапних уніфікованих графічних узагальнень процесів та контрольних значень параметрів, поєднаних із вказівками елементів налаштування характеристик.

У статті для повного циклу роботи запропоновано найбільш зручний, застосовний до різних типів силових установок, уніфікований метод побудови компактних представлень усієї інформації в узагальненому вигляді. Розроблено рекомендації щодо контролю, налаштувань характеристик та прийняття рішень щодо перспектив подальшої експлуатації.

Методики апробовані в умовах експлуатації, підтвердивши їх зручність та ефективність на різних стадіях роботи, можуть рекомендуватися для включення до Посібника з виробництва польотів, що створюються авіакомпаніями стосовно діапазонів умов роботи свого парку літальних апаратів.

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ АГЕНТСЬКОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ МОРСЬКИХ СУДЕН

2024-02-17T20:19:56+02:00

У статті розглянуто процес роботи морського агента ‒ надання комплексу послуг з представництва та забезпечення дотримання інтересів судна, яке знаходиться у морському порту, з метою завантаження/розвантаження вантажу та/або із іншими цілями. Агенти організують і координують прибуття, стоянку та вихід суден з морського порту. У статті агентське обслуговування суден у морських портах подано у вигляді трьох етапів роботи морського агента – операції, які від реалізує до приходу судна у порт, під час знаходження судна у порту та після його відходу. Визначено події, які фіксують початок та кінець кожного етапу. Процес агентського обслуговування є складним через велику кількість третіх сторін, які залучаються до виконання процедур і формальностей, що дозволяють судну здійснити судно-захід та судно-вихід. Такий процес супроводжується оформленням низки документів, які має виконати агент для інформування всіх зацікавлених сторін. Основний час перебування суден у порту займає обробка вантажів – операції з навантаження або розвантаження. Протягом цього періоду агентське обслуговування включає безперервний контроль за перевалкою вантажів із врахуванням інтересів судновласника. Окремі етапи процесу, покладеного до розгляду, формалізовано у їх взаємній залежності та взаємній обумовленості із використанням апарату темпоральної логіки. Чітка їх координація у часі забезпечує координованість процесу загалом, адже лише своєчасність та правильність кожного етапу процесу агентського обслуговування та його завершеність дозволяють почати наступний етап. Представлений процес був формалізований за допомогою операторів темпоральної логіки, які можуть встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між етапами та забезпечувати безперервність процесу та взаємозв'язок самих етапів. Визначено набір документів, необхідних для початку, виконання та завершення кожного з етапів. Деякі з документів є зовнішніми для суднового агента, деякі видаються безпосередньо ним, але кожен з них є ключовим в реалізації певних операцій в процесі агентського обслуговування.

МОДЕЛЮВАННЯ МАЙБУТНІХ ВИСОКОШВИДКІСНИХ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ ЗІ СПІЛЬНИМ ВИКОРИСТАННЯМ ПАСАЖИРСЬКИХ ТА ВАНТАЖНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ

2024-02-27T14:33:23+02:00

Розглянуто можливості спільного використання майбутніх високошвидкісних залізниць в транспортній системі України як для пасажирських, так і для окремих категорій вантажних перевезень. Запропоновано методику обґрунтування раціонального співвідношення пасажирських і вантажних поїздів на лінії та визначення технологічних та економічних параметрів функціонування високошвидкісних залізниць у складі мультимодальної транспортної системи України. Описано економіко-математичну модель, яка дозволяє оптимізувати проектні та технологічні рішення при будівництві та експлуатації високошвидкісних залізниць залежно від економічних та інших умов їх функціонування.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТУЖНОСТІ ХВИЛЬОВОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ З ГНУЧКОЮ ЕНЕРГОПОГЛИНАЛЬНОЮ ПОВЕРХНЕЮ В УМОВАХ ВНУТРІШНЬОГО МОРЯ

2024-04-23T10:20:32+03:00

Розвиток світової енергетики в останнє десятиріччя все більше орієнтується на нові, екологічно чисті технології, які базуються на відновлюваних джерелах енергії. Виробництво «зеленої електроенергії» стимулюється у багатьох країнах. Енергія морських хвиль відрізняється набагато більшою питомою потужністю, ніж енергія вітру і сонця. Середній показник потужності океанічного коливання досягає приблизно 15 кВт/м. Показник потужності тим більший, чим більшою є висота хвиль. При висоті 2 м він досягає величини у 80 кВт/м.

У 2004 році науковці Національного авіаційного університету на засіданні Секції прикладних проблем НАН України презентували розробку гнучкої енергопоглинальної поверхні для хвильової електростанції, яка за принципом перетворення енергії хвиль принципово відрізнялась від існуючих та була спроможна виробляти електроенергію при будь-яких надзвичайних збуреннях поверхні моря.

Розроблено методику визначення потужності модуля хвильової електростанції з енергопоглинальною поверхнею для використання в умовах закритого моря. Доказано можливість використання хвильової електростанції з такими перевагами, а саме:

- значно спрощується конструкція хвильової електростанції за рахунок відсутності системи занурення при надзвичайних погодних умовах;

- значно збільшуються показники міцності всіх складових систем та вузлів хвильової електростанції;

- з’являється можливість використання надводних платформ, що створює умови для діагностування стану вузлів та технічного обслуговування.

Проведено розрахунок змінення потужності модуля хвильової електростанції довжиною енергопоглинальної поверхні 9 м та діаметром 1 м при зменшенні амплітуди в інтервалі від а = 0,5 м до а = 0,1 м. Відзначено, що при зменшенні амплітуди хвилі від а = 0,5 м до а = 0,4 м відбувається сильне зниження потужності (у 1,5 рази).