Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки
2018. — Выпуск 4
Содержание:
Актуальность и цели. Объектом исследования является наземный комплекс обработки и дешифрирования информации, предназначенный для выдачи результатов анализа в виде таблиц распределения данных по типам и временным интервалам. Предметом исследования являются обработка информации наземным комплексом обработки и дешифрирования информации, позволяющая во всем объеме провести анализ постполетных данных. Цель работы - представление радиолокационных данных различными методами, обеспечивающими высокое качество анализа. Материалы и методы. Наземный комплекс обработки и дешифрирования информации выполняет анализ состава зарегистрированной бортовыми накопителями информации. Вся информация, регистрируемая бортовыми накопителями, разделена на следующие группы: звуковая, графическая, навигационная и информация о трассах объектов, различные зарегистрированные сообщения. Результаты. Для обеспечения высокого качества анализа наземный комплекс обработки и дешифрирования информации осуществляет анализ радиолокационных данных следующими компонентами: табличное, графическое, статическое, динамическое представление, представление видео- и звуковой информации. Выводы. Представление радиолокационных данных различными методами, обеспечивающими высокое качество анализа, позволило сделать выводы о том, что различные виды обработки и представления данных позволяют полностью обработать постполетную информацию и провести многосторонний анализ.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом изучения являются многоагентные организационно-технические системы специального назначения. В качестве рационального, интеллектуального в слабом смысле агента рассматривается человек или человек, управляющий техническим средством. Такие системы обладают особым периодом функционирования - периодом хаоса. Целью работы является создание аппарата моделирования периода хаоса. Материалы и методы. В качестве аппарата моделирования особого периода рассматривается NК -автомат Кауфмана. Автомат представим в виде бинарной сети с N вершинами и К входными дугами для каждой вершины. Аналогом периода хаоса является повторяющийся цикл состояний автомата, в который автомат может входить в силу конечного числа своих состояний. Для моделирования функционирования рассматриваемых систем предлагается модифицировать NК -автомат. Приводится самое общее определение понятия системы, из которого следуют необходимые изменения в работе и в ограничениях NК -автомата. Результаты. Предлагается реализация модифицированного NК -автомата, для которого основными отличиями являются измененное распределение булевых функций между вершинами NК -автомата и измененное понятие состояния NК -автомата. Проводились эксперименты с ансамблем из 3500 модифицированных NК -автоматов, состоящих из 10, 30, 50, 75 и 100 вершин, при значении K от 2 до 5. В качестве примера приводятся результаты эксперимента для модифицированного NК -автомата из 30 вершин. Выводы. Установлено, что модифицированные NК -автоматы являются аппаратом моделирования особого, близкого к хаосу периода функционирования многоагентных специализированных систем.
Ключевые слова
Актуальность и цели. В современных автоматических системах управления большую роль играют передача данных и реакция пользователя на изменение системы. Обмен данными происходит по технологии Еthеrnеt. Однако технология Еthеrnеt не позволяет обрабатывать трафик реального времени с минимальной задержкой, для этих целей предусмотрена технология Тimе-Тriggеrеd Еthеrnеt ( ТТЕ ). Технология ТТЕ обеспечивает передачу трафика реального времени с точностью до микросекунды. Объект исследования - передача Еthеrnеt -сообщений с поддержкой технологии ТТЕ. Предмет исследования - задержка кадров при передаче сообщений по сети. Цель исследования - разработка нового способа передачи Еthеrnеt- сообщений в распределенной системе жесткого реального времени, который упростит подключение пользовательской аппаратуры, уменьшит задержку кадров в сети и исключит временные конфликты между Еthеrnеt- сообщениями различного класса. Материалы и методы. Исследования передачи стандартных кадров (эластичный трафик) и кадров реального времени (трафик реального времени) проведены по технологии ТТЕ. Результаты. Разработан новый способ передачи Еthеrnеt- сообщений в распределенной системе жесткого реального времени, который позволяет уменьшить задержку кадров в сети, повысить пропускную способность сети, исключить временные конфликты между ТТ - и ЕТ -кадрами, упростить подключение пользовательской аппаратуры за счет исключения защитника системы на выходные порты коммутатора, непосредственно обеспечивающего доставку кадров по адресатам назначения. Выводы. Разработанный новый способ по технологии ТТЕ повышает быстродействие при передаче сообщений в автоматических системах управления, позволяет исследователям и разработчикам телекоммуникационного оборудования спроектировать новую систему по передаче данных с использованием технологии ТТЕ.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Международный стандарт IЕС 61499, предназначенный для проектирования распределенных компонентно-базированных систем мониторинга и управления промышленными процессами, не позволяет напрямую строить эти системы со сложными видами синхронизации и взаимодействий, большинство из которых основано на концепции семафора. Целью представленной работы является моделирование, верификация и сравнительный анализ производительности распределенных семафоров на основе протоколов Рахоs и Rаft, а также их функционально-блочная реализация на основе стандарта IЕС 61499. Материалы и методы. Для построения распределенных семафоров использовались протоколы Рахоs и Rаft для достижения консенсуса в сети ненадежных процессоров. Для их формального описания и моделирования выбраны раскрашенные сети Петри, положенные в основу инструментальной системы моделирования СРN Тооls. Реализация распределенных семафоров производилась на основе функциональных блоков стандарта IЕС 61499 в среде NхtStudiо. Результаты. Разработаны сетевые модели алгоритмов выполнения операций открытия и закрытия распределенных семафоров (основанных на алгоритмах Рахоs и Rаft ), которые реализованы в системе СРN Тооls и позволяют производить как оценку производительности системы, так и ее верификацию. Проведены имитационные эксперименты с этими сетевыми моделями, дан сравнительный анализ подходов на основе Рахоs и Rаft и рекомендации по их использованию. Разработана библиотека функциональных блоков для реализации протоколов достижения консенсуса Рахоs и Rаft, а также распределенных семафоров на их основе, позволяющая существенно расширить возможности проектирования распределенных управляющих приложений со сложными видами взаимодействий в архитектуре IЕС 61499. Выводы. Результаты имитационных экспериментов и программная реализация показали работоспособность и корректность функционирования распределенных семафоров на основе алгоритмов для достижения консенсуса. Использование протокола Rаft является предпочтительным как с точки зрения простоты реализации и масштабируемости, так и надежности.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Целью работы является повышение корректности вычисления энтропии длинных кодов со слабо зависимыми разрядами, порождаемыми нейросетевыми преобразователями биометрия-код или хэшированием биометрических данных средствами облегченной криптографии. Материалы и методы. Классические процедуры Шеннона не могут быть использованы для вычислений, так как требуют использования огромного статистического материала. Для сокращения затрат вычислительных ресурсов используется отображение обычных кодов пространство сверток Хэмминга. Результаты. Предложено рассматривать портрет белого шума в системе сверток Хэмминга, полученных в разных системах счисления. Это эквивалентно тесту множества обезьян, каждая из которых одновременно печатает на множестве печатающих машинок совершенно разных конструкций, созданных под разные языки и разные системы письменности. Чем больше используется печатающих машинок, тем быстрее множество обезьян совместными усилиями создадут осмысленную фразу на одном из возможных языков. Выводы. В пространстве множества сверток Хэмминга оценка качества белого шума становится корректной, если нам заранее известны параметры распределений контролируемых сверток. При этом надежность оценок тем выше, чем больше контролируется различных сверток Хэмминга и чем выше размерность вычисляемых функционалов. Так как NISТ США рекомендует порядка 16 тестов на случайность, предложено применять не менее 16 типов сверток Хэмминга, построенных для различных систем счисления.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Целью работы является тестирование стойкости к атакам подбора нейросетевых контейнеров, в которых таблицы связей нейронов и таблицы их весовых коэффициентов защищены гаммированием. Материалы и методы. Используется база естественных биометрических образов «Чужой». Далее проверяется, сколько первых бит ключа подбирается на базе естественных биометрических образов. После этого размер базы увеличивают путем скрещивания образов-родителей и получения образов-потомков алгоритмом ГОСТ Р 52633.2. Контролируют размеры монотонно увеличивающейся тестовой базы и число подобранных на ней бит ключа. Результаты. В логарифмической шкале размер тестовой базы связан линейно с длиной ключа, подбираемого при численном эксперименте. Пользуясь этим свойством, удается прогнозировать время, которое займет подбор ключа длиной 256 или 512 бит по данным реального подбора длины ключа от 40 до 64 бит. Выводы. Защита таблиц связей нейронов гаммированием позволяет реализовать механизм размножения ошибок. Одной ошибки образа «Чужой» на одном нейроне достаточно, чтобы все последующие таблицы связей нейронов восстановились неправильно. Возникает эффект размножения ошибок.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Рассмотрена задача упрощенного автопилота - разработка системы управления, решающей задачи планирования пути и тактического (в реальном времени) управления колесной платформой при решении класса целевых задач по проезду заданного в виде ключевых точек маршрута. Материалы и методы. Планирование пути и принятие решений по тактическому управлению осуществляются на базе динамического рефлексивного графа, формируемого с использованием триангуляции Делоне по объектам дорожной сцены с дальнейшей их трансляцией диаграммой Вороного. Результаты. Сформированы граничные условия для тестовой площадки, имитирующей условия заводской территории/автостоянки. Определены критерии безопасности выполнения маневров в условиях существования как статических, так и подвижных объектов в рамках анализируемой дорожной сцены. Выводы. Проведенный ряд модельных экспериментов для тестовых площадок различной конфигурации показал эффективность предложенного подхода.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования является комплекс средств автоматизации (КСА) батарейного командного пункта. Предметом исследования являются методы и средства обработки информации от средств разведки в КСА батарейного командного пункта. Цель работы - сопоставление и анализ форм корреляционного строба, разработка эффективного, оптимального алгоритма обнаружения в стробах эллиптической формы. Материалы и методы. Исследования методов и средств обработки информации от средств разведки в КСА батарейного командного пункта были выполнены на основе теории статистических решений. Результаты. Рассмотрен процесс формирования строба захвата при завязке траектории воздушной цели. Проанализированы две формы корреляционных стробов: эллиптический и прямоугольный. Разработан эффективный и оптимальный алгоритм обнаружения отметок в стробах эллиптической формы. Выводы. Впервые предложены условия формирования адаптивного эллиптического корреляционного строба отождествления на основе расчета СКО, критериев отождествления и приоритета источника. Разработан адаптивный алгоритм обработки и комплексирования данных воздушной разведки, отличающийся от известных использованием эллиптического корреляционного строба отождествления. Результаты работы целесообразно заложить в основу программного обеспечения подсистемы управления противовоздушной обороной сухопутных войск для повышения точности выдачи целеуказания и уменьшения вероятности пропуска цели в сложной динамической обстановке.
Ключевые слова
Дан сравнительный анализ современных биоинспирированных технологий разработки программного обеспечения, способных обеспечить саморазработку программ для распределенных компьютерных систем. Установлено, что парадигмы мультиагентного и неравновесного программирования являются наиболее подходящими концепциями для создания саморазрабатываемых и самопрограммируемых программных систем, подходящих для реализации вездесущих и всепроникающих вычислений, а также Интернета вещей.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются современные телекоммуникационные устройства (коммутаторы). Предметом исследования являются системы диспетчеризации современных телекоммуникационных устройств. Цель работы - создание дисциплины диспетчеризации, удовлетворяющей требованиям обеспечения качества обслуживания. Материалы и методы. Работа посвящена оценке эффективности алгоритмов диспетчеризации очередей средствами имитационного моделирования с использованием пакета СРNТооls, который основан на применении математического аппарата цветных иерархических сетей Петри. Результаты. Сопоставлены результаты моделирования модификаций стохастического алгоритма и детерминированных алгоритмов. Выводы. Результаты говорят о лучшем распределении неиспользуемой полосы пропускания при использовании алгоритма St1 в сравнении с классическим DRR.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются мобильные узлы связи. Предметом исследования является применение современных телекоммуникационных решений в мобильных узлах связи. Цель работы - создание отказоустойчивой и надежной системы по передаче информации, обеспечивающей высокий уровень информационной безопасности за счет применения современных телекоммуникационных решений, а также использование их в совокупности. Материалы и методы. Применен протокол ВFD совместно с протоколом IS-IS для быстрого восстановления работоспособности сети после сбоя и переключения на резервный канал. Результаты. Разработана общая схема транспортной сети мобильного узла связи. В качестве протокола маршрутизации предложено использовать протокол внутридоменной маршрутизации IS-IS совместно с протоколом выявления сбоев в канале передачи BFD для определения сбоев в канале передачи данных за кратчайшее время и переходить на другой доступный канал. Для обеспечения высокого уровня информационной безопасности предлагается применять технологию VRF (виртуальная маршрутизация) для каждого используемого канала связи, отдельно создавая виртуальный маршрутизатор для удаленного управления сетевым оборудованием. Выводы. Описанная реализация системы связи мобильного узла позволит обеспечить высокий уровень информационной безопасности за счет применения современных телекоммуникационных решений, а также использования их в совокупности. Обеспечение резервирования каналов связи повысит надежность и безопасность предоставляемых услуг связи.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются команды телекодового управления. Источником команд телекодового управления могут быть датчики телемеханических систем, ПЭВМ, должностные лица. Команды телекодового управления используются для управления самолетами и вертолетами, беспилотными летательными аппаратами, средствами воздушной разведки, робототехническими системами, мобильными транспортными средствами и др. Целью настоящей работы являются построение эффективного кода сжатия команд телекодового управления с учетом их структуры и содержания, быстрое кодирование и восстановление команд за счет заранее сформированных на передающей и приемной сторонах баз данных команд. Материалы и методы. Предлагается эффективное сжимающее кодирование команд телекодового управления, при котором для получения кодов формализованных команд отдельно кодируют постоянную и переменную части команд. Постоянную часть команд кодируют с использованием заранее подготовленной базы данных. В базу данных команд телекодового управления помещают индексы команд телекодового управления и коэффициенты смещения и децимации для нормализации переменной части команд телекодового управления. Результаты. Получены результаты моделирования сжатия и восстановления команд телекодового управления при использовании словарного, статистического по алгоритму Хаффмена и предлагаемого методов кодирования с использованием заранее подготовленных баз данных. Выводы. Предлагаемое эффективное кодирование команд телекодового управления обеспечивает наибольшее сжатие информации. Сокращение объема передаваемой информации уменьшает вероятность ее искажения и повышает надежность передачи команд телекодового управления. За счет контроля структуры и содержимого команд повышаются достоверность и информационная безопасность команд.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования является распределенная сеть связи (РСС) на пунктах управления различного уровня. Предметом исследования является математическая модель имитации функционирования РСС на пунктах управления различного уровня. Цель работы - представление научно-методического подхода (возможных математических методов) реализации в сформулированной обобщенной комплексной математической модели принципиально новых факторов, учет которых позволит повысить эффективность функционирования РСС на пунктах управления различного уровня. Материалы и методы. Модель в основном опирается на аксиоматический метод познания. Блок аксиом формируется на основе объективных законов, определяющих форму и тип связи между элементами материальных носителей рассматриваемых процессов. Результаты. Разработана обобщенная модель РСС, позволяющая учитывать принципиально новые факторы, такие как перемещение элементов (полевых узлов связи и абонентов) РСС, использование РСС телекоммуникационного ресурса систем связи пунктов управления и единой сети электросвязи Российской Федерации, информационное взаимодействие элементов (узлов связи) РСС с системами связи пунктов управления. Модель реализована в виде патента РФ на изобретение. Выводы. После доведения модели до программной реализации она может применяться при проектировании и разработке РСС, а также при задании требований к основным показателям сложных технических систем, функционирующих на распределенной территории и в учебном процессе высших учебных заведений.