Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2016 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Построение модели угроз безопасности информации в автоматизированной системе управления критически важными объектами на основе сценариев действий нарушителя [№3 за 2016 год]
Авторы: Дроботун Е.Б., Цветков О.В.
Просмотров: 19256
Разработка и построение модели угроз безопасности информации в различных автоматизированных и информационно-вычислительных системах является одним из ключевых этапов деятельности по обеспечению безопасности информации в этих системах и их безопасного и правильного функционирования. На основе модели угроз безопасности информации определяются требования к системе защиты информации в автоматизированных и информационновычислительных системах, а также может быть определен комплекс организационных, технических и организационно-технических мер по обеспечению безопасности информации в автоматизированных и вычислительных системах различного назначения. В статье предлагается методика построения модели угроз для автоматизированных систем управления критически важными и потенциально опасными объектами, основанная на моделировании возможных сценариев действий нарушителя безопасности информации. Предложенная методика учитывает многоуровневость построения современных автоматизированных систем управления критически важными объектами и возможность реализации одной и той же угрозы безопасности информации с помощью различных сценариев нарушителями различных категорий. Применение предложенной методики позволит сократить время, необходимое для построения модели угроз безопасности информации в автоматизированных системах управления критически важными и потенциально опасными объектами.

22. Программный комплекс пространственной навигации и мониторинга на основе алгоритма визуальной одометрии [№3 за 2016 год]
Авторы: Кочкаров А.А., Калинов И.А.
Просмотров: 10819
В настоящей работе представлен программный комплекс беспилотного летательного аппарата мультироторного типа, ориентированный на мониторинг пространства и поиск человеческих лиц. Программный комплекс разработан на основе алгоритма полупрямой визуальной одометрии. Полупрямой подход избавляет от трудностей, связанных с ресурсоемким извлечением контрольных точек, и в то же время представляет собой надежный метод с точки зрения оценки движения. Алгоритм оперирует непосредственно интенсивностью пикселей, что в результате дает субпиксельную точность при обработке больших объемов кадров. Вероятностный метод отображения, в явном виде распознающий аномальные измерения для оценки трехмерных координат точки, приводит к уменьшению количества аномальных измерений и повышению как качества измерений, так и их надежности. Такая оценка передвижения кадров повышает надежность в случаях монотонной, повторяющейся или высокочастной текстуры. Это алгоритм неявно прямой визуальной одометрии. В работе приведено сравнение данного алгоритма с другим популярным алгоритмом визуальной одометрии. Кроме того, рассмотрены различные подходы к патрулированию пространства и приведены результаты компьютерной реализации этих подходов.

23. Прототип системы поддержки проектирования агентов для имитационных моделей сложных систем [№3 за 2016 год]
Авторы: Павлов А.И., Столбов А.Б.
Просмотров: 7601
В работе рассматривается реализация прототипа системы поддержки проектирования агентов имитационных моделей. Приведена последовательность этапов процесса разработки имитационной модели, использованная в качестве основы для построения алгоритма формирования агентной модели, – от концептуального описания исследуемой области до ее программной реализации. Рассмотрена программная реализация компонентов создания концептуальной модели, визуального конструирования баз знаний продукционного типа и реализации агентов в среде моделирования Madkit. Компонент создания концептуальной модели предназначен для формирования иерархической структуры понятий, определения свойств понятий и отношений между ними. При этом описание отношений осуществляется путем построения набора семантических сетей, вершинами которых являются понятия концептуальной модели, а связями – отношения между ними. Каждая из семантических сетей поясняет отдельный аспект моделируемой области. Компонент визуального конструирования баз знаний обеспечивает конструирование правил вида «ЕСЛИ условия ТО действия» и генерацию кода базы знаний на языках Jess и Clips. Компонент реализации агентов в среде моделирования Madkit включает в себя библиотеку среды моделирования, классы, использующиеся в процессе агентного моделирования («Типовой агент», «Планировщик» и т.д.), а также классы для выполнения служебных функций (взаимодействие с БД или с внешней системой). Основные функции данного компонента – выполнение агентной модели, а также информирование пользователя о текущем состоянии процесса моделирования и параметров отдельных агентов. Реализация всех компонентов осуществлена в виде веб-приложений.

24. Пчелиный алгоритм оптимизации для решения задачи планирования беспроводной сети [№3 за 2016 год]
Авторы: Скаков Е.С., Малыш В.Н.
Просмотров: 12671
Статья посвящена решению проблемы планирования беспроводной сети. В ней сформулирована задача размещения базовых станций, учитывающая межсотовые помехи, затухание при распространении сигнала, несколько типов базовых станций. Решение задачи представляется в виде массива структур, хранящих информацию об одном местекандидате (тип установленной базовой станции, список подключенных к ней клиентов). Разработана модификация одного из метаэвристических методов – пчелиного алгоритма BCO (Bee Colony Optimization). Метод оптимизации подражанием пчелиной колонии относится к мультиагентным методам, основанным на моделировании интеллектуального поведения колоний агентов, так называемым методам роевого интеллекта. В природе подобным интеллектом обладают группы общественных насекомых, например, колонии муравьев, пчел, термитов. В основе предлагаемого алгоритма лежит понятие окрестности текущего решения. Для формирования окрестности используются небольшие операции по изменению текущей конфигурации беспроводной сети. Новое решение из окрестности текущего может быть получено при помощи одной из двух операций: смена типа одной станции на более дешевый, удаление одной базовой станции. Новый алгоритм реализован как ПО в среде разработки Delphi. Показано, что пчелиный алгоритм позволяет находить решение задачи размещения базовых станций за приемлемое время, на много порядков быстрее точного метода полного перебора. Выявлена зависимость качества решения поставленной задачи методом подражания пчелиной колонии от значений управляющих параметров алгоритма.

25. Реализация субъективных методов вероятностной оценки адекватности тренажеров на основе комплекса программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых [№3 за 2016 год]
Авторы: Потапов А.Н., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В., Угловский Е.П.
Просмотров: 8436
Рассмотрено применение субъективных методов вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в тренажерах операторов эрготехнических радиоэлектронных средств. Предложено алгоритмическое обеспечение оценки адекватности имитационного моделирования с привлечением экспертов, основанной на использовании значений весовых коэффициентов компетентности i каждого i-го эксперта для определения степени согласованности мнений экспертов при независимой экспертизе, то есть когда все эксперты изолированы. На основании компетентности каждого эксперта данный метод позволяет определить действительные значения параметров оцениваемой системы и тем самым разрешить проблему ограниченного проведения для этих целей исследовательских испытаний. Так как число экспертов ограничено и это может не обеспечить необходимое количество экспериментальных данных, предлагается выполнять оценку адекватности тренажеров с привлечением самих обучаемых, которые прошли полный курс тренажной подготовки с использованием как штатной техники, так и тренажеров и могут сравнивать их. Метод оценки адекватности имитационного моделирования анкетированием обучаемых позволяет избежать дополнительных расходов на проведение испытаний тренажеров и штатной техники. Предложено выполнять реализацию субъективных методов вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в тренажерах операторов эрготехнических радиоэлектронных средств на основе комплекса программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых. Особенностью применения программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых является то, что все они обеспечивают не подтверждение гипотез об адекватности или неадекватности имитационного моделирования, а собственно оценку степени его адекватности, которая является индикатором конфликта применения тренажеров из-за их ограниченной адекватности.

26. Синтез систем защиты автоматизированных систем управления от разрушающих программных воздействий [№3 за 2016 год]
Автор: Дроботун Е.Б.
Просмотров: 9987
Информатизация и автоматизация различных объектов производства, в том числе создающих потенциальную угрозу обеспечению безопасности жизнедеятельности, сделала обеспечение безопасности функционирования таких объектов одной из наиболее острых проблем современности. Процессы информатизации и автоматизации обусловливают появление новых видов угроз информационной безопасности, направленных на нарушение функционирования производственных объектов, которые могут быть подвергнуты деструктивным информационно-техническим воздействиям, и создающих потенциальную угрозу обеспечению безопасности жизнедеятельности. Данные факторы в сочетании с возрастающим уровнем зависимости общества от устойчивости функционирования объектов, создающих потенциальную угрозу обеспечению безопасности жизнедеятельности, требуют принятия комплекса мер (в том числе и технического характера), направленных на снижение риска нарушения или полного прекращения функционирования таких объектов в условиях информационно-технических воздействий. В статье представлен один из возможных подходов к построению рациональной (с точки зрения обеспечения требуемого уровня защищенности и минимального влияния системы защиты на защищаемую автоматизированную систему) системы защиты от разрушающих программных воздействий как основного вида информационно-технических воздействий, которым могут быть подвергнуты автоматизированные системы.

27. Система виртуальных инструментов и приборов для автоматизации учебных и научных экспериментов [№3 за 2016 год]
Авторы: Дмитриев В.М., Ганджа Т.В., Панов С.А.
Просмотров: 6962
В статье рассматривается структура системы виртуальных инструментов и приборов (системы ВИП), представляющей собой комплекс программ автоматизации реально-виртуальных экспериментов. Такие эксперименты могут проводиться как на реальном объекте, так и на его компьютерной модели с использованием разработанных виртуальных приборов, каковыми являются генераторы и измерительные приборы со встроенными в них блоками математической обработки результатов измерения и моделирования. Методологическую основу системы ВИП составляет метод многоуровневого компьютерного моделирования, в формате которого строится многоуровневая компьютерная модель системы ВИП. Предназначенная для автоматизации реально-виртуальных экспериментов, она состоит из трех взаимосвязанных уровней: визуального, на котором расположены средства визуализации и интерактивного изменения значений параметров, логического, где располагается алгоритм проведения реально-виртуального эксперимента, и объектного, представляющего собой реальный технический объект и его компьютерную модель, сформированную в формате метода компонентных цепей. Будучи универсальным методом компьютерного моделирования, метод компонентных цепей позволяет автоматизировать моделирование механических, гидравлических, теплоэнергетических, электрических и электромеханических, физико-химических и химико-технологических систем. Его программной реализацией является универсальное вычислительное ядро, осуществляющее формирование и решение систем алгебродифференциальных уравнений, составленных на основе компонентных цепей, представляющих собой компьютерные модели анализируемых объектов в формате метода компонентных цепей. Для максимального приближения виртуального эксперимента к натурному используются виртуальные приборы, представленные своими многоуровневыми моделями. Для автоматизации натурных экспериментов над реальными объектами в рамках системы ВИП реализован блок компонентов взаимодействия с измерительно-управляющим контроллером аппаратно-программного комплекса «Лабораторное автоматизированное рабочее место». Подключаемый к компьютеру посредством шины USB, он включает в себя источник постоянного напряжения, генератор напряжения произвольной формы, вольтметр, амперметр, а также двухканальный осциллограф. Они осуществляют генерацию или измерение характеристик реальных электрических сигналов с последующей их передачей в компьютер, математической обработкой и визуализацией с помощью разработанных виртуальных инструментов и приборов.

28. Система диагностики и оценки риска остеопоротического перелома на основе интеллектуального анализа данных [№3 за 2016 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Аль-Факих Али Салех Али
Просмотров: 9311
Использование информационных технологий в медицине при диагностике различного рода заболеваний требует совершенствования методов хранения и обработки данных. Для оценки риска остеопоротического перелома используется вычислительная модель, основанная на использовании схемы байесовского вывода. Задача прогнозирования рассматривается как задача классификации, то есть как задача нахождения апостериорной вероятности принадлежности пациента к одному из двух классов исходной классификации. Фактор, определяющий возможность остеопоротического перелома, является многомерной случайной величиной, оценка характеристик которой требует хранения и обработки больших объемов информации. В статье описываются состав и архитектура программного комплекса для диагностики остеопороза и оценки риска остеопоротического перелома. Комплекс включает в себя информационную и вычислительную компоненты. Вычислительная компонента содержит методы интеллектуального анализа данных, направленного на обнаружение закономерностей и тенденций, а также на выявление взаимосвязей существующих в многомерных массивах клинических данных. Информационная компонента содержит модели выборочных данных в виде многомерных кубов, которые формируются на базе OLAP-технологий и таблиц сопряженности. Объединение информационной и вычислительной компонент образует единую модель системы. Выходные данные информационной компоненты используются в качестве входа для вычислительной компоненты, которая служит для вывода суждений в условиях неопределенности и неполной информации. Ее основу составляют методы исчисления вероятностей, байесовы и нейронные сети. Рассмотрены вопросы использования служб Analysis Services: SQL Server Data Tools (SSDT) и SQL Server Management Studio в качестве платформы для создания и анализа многомерных моделей на основе технологий Data Mining.

29. Специализированный программный комплекс «АСТ» для создания тренажеров [№3 за 2016 год]
Авторы: Вильвер П.Ю., Юрин А.Ю.
Просмотров: 8063
В статье описан специализированный программный комплекс «АСТ» (Автоматизированное создание тренажеров) для создания компьютерных тренажеров с функциями поддержки принятия решений. Он основан на использовании формализма цветных сетей Петри для моделирования технических систем. Комплекс обеспечивает следующее: создание иерархической статической модели технических систем в виде мнемосхем, схем и чертежей при помощи как встроенного графического редактора, так и системы автоматизированного проектирования AutoCad; создание динамической модели технических систем в виде сети Петри; визуальное моделирование статических и динамических свойств технических систем в результате взаимодействия (или имитации взаимодействия) с OPC-сервером; прогнозирование параметров технических систем и построение деревьев событий. Приведено описание функций программного инструментального комплекса, его архитектуры и методики создания тренажерных комплексов. Рассмотрены примеры применения комплекса для создания программных тренажеров по обучению специалистов послеремонтного испытания компрессоров и контроля ректизол-процесса при производстве сжиженного природного газа.

30. Типовые функции программного обеспечения рабочего места инструктора авиационного тренажера [№3 за 2016 год]
Автор: Чижикова Л.А.
Просмотров: 8816
Разработкой авиационных симуляторов, имитирующих работу борта самолета и окружающей среды для обучения пилотированию летных составов, чаще всего называемых в Российской Федерации тренажерами, занимаются во всем мире. Исследования технических составляющих тренажеров показывают, что тренажерный комплекс можно разделить на несколько частей, одной из которых является программно-аппаратный комплекс рабочего места инструктора. Поэтому, как правило, в авиакосмической отрасли перед каждым разработчиком тренажера возникает задача создания ПО рабочего места инструктора. Данное ПО позволяет инструктору, обучающему пилотированию воздушного судна, задавать параметры обучения полету, контролировать и управлять подсистемами симулятора. Очень часто для каждого разработчика тренажера данное ПО является уникальным, но, тем не менее, общий и основной функционалы прослеживаются у всех производителей авиационных тренажеров. В статье рассматриваются типовые функции ПО рабочего места инструктора, а также логика взаимодействия данного ПО с подсистемами тренажера.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►