CC BY
71Решетнеескцие чтения. 2015
УДК 621
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ АРХИТЕКТУРЫ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА «ОБЪЕКТ 135»
В. А. Полищук
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: vadonok9@yandex.ru
Проведено обзорное исследование анализа надёжности архитектуры по критерию ее применимости для проведения анализа сложной системы.
Ключевые слова: БПЛА, надежность.
RELIABILITY ANALYSIS OF THE ARCHITECTURE OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLE "OBJECT 135"
V. A. Polishchuk
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: vadonok9@yandex.ru
A review study is analysed according to reliability architectures in terms of their applicability for the analysis of complex systems.
Keywords: UAV, reliability.
В настоящее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) нашли широкое применение. БПЛА одно- и многоразового использования воздушного, аэрокосмического и космического базирования могут быть многофункциональными:
- для разведки и передачи оперативной информации о противнике;
- для наведения и корректировки стрельбы артиллерии;
- для доставки и десантирования различных грузов в труднодоступные места;
- для контроля за противопожарным состоянием нефтегазопроводов, лесных массивов;
- для поиска людей, терпящих бедствие (на море, в горах), и т. д.
Эффективное функционирование беспилотного летательного аппарата (БПЛА) самостоятельно или в составе аэромобильного комплекса специального назначения в интересах обеспечения мониторинга оперативной обстановки предполагает безопасное управление БПЛА.
Анализ надёжности системы позволяет избежать потенциальных сбоев и отказов системы в процессе её функционирования. Однако такая задача представляется затруднительной в случае сложных технических систем, в которых присутствует различного рода избыточность, подсистемы и элементы которой функционально связаны между собой, допускают восстанавливаемость и неодновременность работы, а понятие отказа для системы трактуется неоднозначно. Для расчета показателей надежности в работе был выбран
метод ОЛВМ, применение которого в сходных задачах рассматривалось в статьях [4; 5]. Целью работы является определение степени надежности архитектуры беспилотного летательного аппарата «Объект 135», часть концептуальной схемы которого представлена на рис. 1.
Рис.1. Концептуальная схема БПЛА
На основе концептуальной схемы была создана схема физического соединения модулей (рис. 2).
Методы и средства защиты информации
Рис. 2. Схема физического соединения Определение перечня событий
Элемент Мотор КМ МК КП С ИИК ИСН Г е1 е2 е3 е4 е5 е6 е7 е8
Событие х1 х2 х3 х4 х5 х6 х7 х8 х9 х10 х11 х12 х13 х14 х15 х16
Разделив систему на конечное число элементов (п - число элементов, в нашем случае п = 16), определим на их основе события х, обозначающие работоспособность соответствующего элемента (см. таблицу). Значение булевой переменной х , = 1 означает, что 1-й элемент работает. Значение х, = 0 соответствует отказу элемента.
Для применения логико-вероятностного метода анализа нужно представить систему в структурном виде и построить схему функциональной целостности исследуемой системы (рис. 3).
Рузел Ро
Р * (Р - )П
1 мод V* паики /
(1)
Рис. 3. Схема функциональной целостности
Логическая функция работоспособности позволяет аналитически строго, но в компактной форме, определить все комбинации состояний элементов х,, где , от 1 до п, в которых (и только в которых) система реализует свою выходную функцию 7усп. Далее подставляем полученные логические выражения в выходную функцию 7усп. Функция 7усп по итогу должна быть определена как дизъюнкция конъюнкций событий х и представлять собой логическую функцию безотказной работы системы от 16 переменных (х1 - х16).
Согласно правилам теории вероятности определим значение вероятности безотказной работы узла по следующей формуле:
где Рузел - вероятность безотказной работы узла; Роб.устр - вероятность безотказной работы устройств; Рмод - вероятность безотказной работы модуля; Рпайки -надёжность пайки; п - число паек.
Значение вероятности безотказной работы информационного канала связи будем определять по следующей формуле:
Р
инф.кан РМК (Р к
пайки
х{(Рразъем ) (Рпайки ) } , (2)
где РМК - вероятность безотказной работы маршрутизирующего коммутатора; к - число паек коммутатора; {(Рразъем)к • (Рпайки)"} - вероятность безотказной работы межплатного соединения, состоящего из к разъемов и т паек, равное 30.
В качестве исходных данных для расчёта используем интенсивности отказов из справочников [1-3] и определённые известные показатели (число паек и пр.). Согласно формулам (1), (2) получаем следующие значение вероятностей безотказной работы узлов и каналов связи: Рузел = 0,994 276 44; Ржф.кан = 0,995 458 34. Тогда итоговое значение вероятности безотказной работы архитектуры получим следующее: Р{Гусп = 1} = 0,967 240 10.
Для повышения надёжности системы необходимо решить вопрос повышения надёжности критических для системы элементов. В качестве решения предложено применение режима независимого управления полезной нагрузкой, при которой функции управления полезной нагрузкой могут принять на себя другие модули.
Библиографические ссылки
1. Беляев Ю. К., Богатырев В. А. Надежность технических систем : справ. / под ред. И. А. Ушакова. М. : Радио и связь, 1985. 605 с.
2. Боровиков С. М., Цырельчук И. Н., Троян Ф. Д. Расчёт показателей надёжности радиоэлектронных средств : учеб.-метод. пособие. Минск : БГУИР, 2010. 68 с.
)2к X
Решетнееские чтения. 2015
3. Интенсивность отказов - зависимость интенсивности отказов от времени (кривая жизни изделия) [Электронный ресурс] : сайт материалов для обучения (лекций). URL: http://www.lektsii.org/1-26645.html (дата обращения: 25.08.2015).
4. Мушовец К. В., Золотарев В. В. Логико-вероятностный анализ надежности функций сбора и доставки телеметрии до земной станции спутниковой системы связи // Проблемы анализа риска. 2013. Т. 10, № 1. С. 50-57.
5. Мушовец К. В., Золотарев В. В. Методика определения надежности сбора и обработки телеметрии в системе спутниковой связи // Системы управления и информационные технологии. 2012. Т. 48, № 2.2. С. 308-312.
References
1. Belyaev Yu. K., Bogatyrev V. A. Reliability of technical systems : directory / ed. by I. A. Ushakov. M. : Radio and communication, 1985. 605 p.
2. Borovikov S. M., Cirilicuk I. N., Trojan F. D. Calculation of indicators of reliability of radio electronic devices : education matherials. Minsk : Belarusian State University. 2010. 68 p.
3. Failure rate - dependence of the failure rate versus time (curve life of the product) [Electronic resource] : the site training materials (lectures). URL: http://www.lektsii.org/1-26645.html (reference date: 25.08.2015).
4. Mushovets K. V., Zolotarev V. V. Logical and probabilistic reliability analysis for telemetry functions of satellite communication system / Risk analysis problems. 2013. L 10. № 1. Q 50-57.
5. Mushovets K. V., Zolotarev V. V. Reliability estimation technique for telemetry functions of satellite communication system / Control systems and information technologies.2012. L 48. № 2.2. Q 308-312.
© Полищук В. А., 2015
УДК 004.056
ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНКУРИРУЮЩИХ СТРАТЕГИЙ ПОИСКА В КОЭВОЛЮЦИОННОМ ИММУННОМ АЛГОРИТМЕ КЛОНАЛЬНОЙ СЕЛЕКЦИИ
Т. А. Саламатова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: shiracom@mail.ru
Представлены некоторые результаты исследования настройки параметров эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции искусственной иммунной системы, применяющегося для автоматизированного обнаружения инцидентов информационной безопасности, в составе коэволюционного алгоритма.
Ключевые слова: информационная безопасность, искусственные иммунные системы, коэволюционный алгоритм.
THE DETERMINATION OF COMPETITIVE SEARCH STRATEGY IN THE COEVOLUTIONARY IMMUNE ALGORITHM WITH CLONAL SELECTION
T. A. Salamatova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: shiracom@mail.ru
The paper considers the research results on setting the evolutionary immune algorithm of the artificial immune system with clonal selection for information security incidents by automated detection as part of the coevolutionary algorithm.
Keywords: information security, artificial immune systems, coevolutionary algorithm.
В настоящее время активно ведется разработка алгоритмического обеспечения для систем обнаружения вторжений (СОВ), предназначенных для автоматизированного обнаружения в информационных системах действий, направленных на несанкционированный доступ к информации. Благодаря свойствам и принципам работы искусственной иммунной системы
(ИИС), стало возможным применение вычислительных моделей ИИС в качестве базиса эвристического метода СОВ для обнаружения неизвестных сетевых вторжений [1].
Эмпирические результаты оценки эффективности эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции ИИС [2; 3] показали, что алгоритм позволяет
