CC BY
25
5. Шелагурова М. С. Система информационного обеспечения синтезированного видения для бортовых комплексов летательных аппаратов: дис.канд. техн. наук: ОАО «РПКБ», 2015. 251 с.
6. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / Под ред. М.Н. Красильщикова, Г.Г. Серебрякова - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2009. -556с.
7. Компенсация температурной погрешности интеллектуальных датчиков давления/ А.Ю. Николаенко, А.А. Львов, П.А. Львов // Труды международного симпозиума Надёжность и качество. Пенза, 2014. Т.2. С. 57-59
8. Щеглов Д.И., Громовик А.И. Основы геоморфологии: учебное пособие. Воронежский государственный университет. Воронежский государственный университет. - Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2017. 178 с.
9. Рычагов Г.И. Общая геоморфология: учебник - 3-е изд., перераб. И доп./Рычагов Г.И. - Москва: Издательство Московского университета: Наука, 2006. 416 с.
10. ФАП-262, требования, предъявляемые к аэродромам, предназначенным для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов
11. ИКАО Приложение 14 т.2 к Конвенции о международной гражданской авиации. Вертодромы
12. Юкин С. А. Формирование и обработка радиолокационного изображения поверхности земли при маловысотном полёте. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
13. Радж Балдев, Раджендран В., Паланичами П. Применения ультразвука. Москва: Техносфера, 2006. 575 с. ISBN 5-94836-088-1
14. Быков Н.И., Попов Е.С. Наблюдения за динамикой снежного покрова в ООПТ Алтае-Саянского экорегиона (методическое руководство). Красноярск, 2011. 64 с.
15. Гулевич С.П. Использование современных датчиков угловых скоростей и линейных ускорений для обеспечения автоматического захода на посадку летательных аппаратов./ С.П. Гулевич, И.В. Сергушов, Е.Н. Скрипаль, А.В. Абакумов // Сборник докладов XXIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., Изд. ЦНИИ Электроприбор. - 2016. - С. 321 -326.
16. Абакумов А.В. Особенности конструирования пилотажно-навигационных комплексов для малых беспилотных летательных аппаратов различного типа. / А.В. Абакумов, Д.Е. Гуцевич, Р.В. Ермаков, Д.Ю. Лившиц, С.Н. Ромадин, А.А. Серанова, И.В. Сергушов, Е.Н. Скрипаль // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб., Изд. ЦНИИ Электроприбор.
- 2017. - С. 142 - 152.
17. Ермаков Р.В. Особенности применения микромеханических инерциальных датчиков при эксплуатации на летательных аппаратах вертолетного типа / Р.В. Ермаков, Д.В. Кондратов, А.А. Львов, Е.Н. Скрипаль.// Труды Международного симпозиума НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО. Пенза, 2017. Т.2 - С. 122 - 124.
УДК 623.746.-519; 681.518.5 Морозов Д.В.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ» (КНИТУ
- КАИ), Казань, Россия
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ПОЛЕТЕ
Разработана методика определения потерь в решении задач повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете. С помощью математической модели определяют потери, при реализации очередной элементарной самопроверки (ЭС) и производят оценку ложного забракования оставшихся ЭС, из подозреваемой на отказ области элементов (ПОЭ). В качестве потерь принимается вероятность ложного забракования бортовой контрольно-проверочной аппаратуры (БКПА) системы управления беспилотного летательного аппарата по выполняемой ЭС, выбираемой из области ЭС, покрывающую подозреваемую на отказ область комбинаторных подмножеств элементов. Модель представлена в форме графа. Граф является поли-тохомическим деревом решений. Вершины графа отображают функциональный состав комбинаторных подмножеств элементов (КПЭ) в элементарных самопроверках, в контролируемой и подозреваемой на отказ областях элементов, гипотезы о состояниях КПЭ и возможные решения, принимаемые по результатам проверок и функциональной принадлежности КПЭ. Дуги - вероятности перехода состояний и событий. Такая структура графа позволяет решать задачи, связанные с прогнозированием принятия соответствующих решений по выбираемой очередной ЭС, при локализации отказа в бортовой контрольно-проверочной аппаратуре.
Получены выражения для вероятности ложного забракования, вероятности ложного пропуска отказа в бортовой контрольно-проверочной аппаратуре, позволяющие решить задачу определения оптимальной глубины локализации отказов, с учетом пересечения элементарных самопроверок и применить гибкий алгоритм функционирования к системе управления беспилотного летательного аппарата в полете, для выполнения конечной задачи целевого применения. Полученные в общем виде аналитические выражения для соответствующих решений учитывают состояния функциональных составляющих: бортовой контрольно-проверочной аппаратуры, системы самоконтроля, бортовой аппаратуры системы управления, подозреваемой на отказ область элементов, контролируемую область элементов, а также процесс изменения контролируемой области элементов.
Ключевые слова:
САМОКОНТРОЛЬ, ВЕРОЯТНОСТЬ ЛОЖНОГО ЗАБРАКОВАНИЯ, ВЕРОЯТНОСТЬ ЛОЖНОГО ПРОПУСКА ОТКАЗА, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
Введение
Применение управляющей цифровой вычислительной машины в системе управления (СУ) позволило резко расширить количество выполняемых функций и задач беспилотным летательным аппаратом (БЛА). На борт были переданы не только функции контроля и диагностического самоконтроля, но и полностью перевести полет БЛА в автоматический режим. Насыщение СУ БЛА микроэлектроникой привело к возникновению и обострению ряда проблем [1]: увеличилась чувствительность к электромагнитным воздействиям (ЭМВ) как естественного (природного) происхождения ЭМВ так и искусственного происхождения, электромагнитной совместимости на борту. Это, как следствие, привело к увеличению количества отказов в СУ БЛА. В соответствии с [2,3] СУ БЛА состоит из бортовой контрольно-проверочной аппаратуры (БКПА), системы ее самоконтроля (ССК) и бортовой аппаратуры (БА) выполнения задач целевого применения. Поскольку
решение каждой задачи требует выполнения некоторой совокупности операций управления и контроля, реализуемых соответствующими техническими средствами, то БКПА СУ, имеет в своем составе аппаратуру контроля (АК): работоспособности (АКР), функционирования (АКФ) и аварийного режима полета БЛА (АП) [4^8]. Отказы, возникшие в различных функциональных частях, не принадлежащих АП, не приводят к отказу всей СУ, а переводят ее в состояние, характеризующееся способностью выполнять частные задачи, т.е. СУ обладает возможностью функционировать с разными уровнями эффективности. Многофункциональность аппаратуры СУ, отказы элементов которой в различной степени влияют на эффективность выполнения отдельных задач, указывает на то, что результаты контроля аппаратуры СУ в полете могут и должны использоваться для выбора наиболее эффективного варианта ее применения [3^8]. Целью
данной работы является разработка методики определения потерь в решении задач повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете, при ее самоконтроле, учитывающая функциональный состав СУ БЛА и позволяющая получить математические выражения характеристик достоверности самоконтроля. На основании этого выбрать оптимальный алгоритм функционирования СУ БЛА в полете, с отказом в СУ, и выполнить задачу(и) целевого применения. В [8] разработана методика повышения надежности функционирования СУ летательного аппарата, где целью самоконтроля БКПА является локализация отказа с глубиной, позволяющей определить возможность выполнения ею задач целевого применения с вероятностью не ниже Р* и допустимый состав ЭП.
Определение 1. Элементарная операция (ЭО) это максимальная совокупность действий над сигналами, неизменная во всех задачах (реализуемая полностью при выполнении любой задачи), реализуемая под управлением ЦВМ и (или) человека — оператора.
Определение 2. Элементарной самопроверкой (ЭС) называется совокупность ЭО необходимых и достаточных для контроля отдельного параметра (признака) БКПА при ее самоконтроле.
Определение 3. Контролируемая область элементов (КОЭ) - совокупность (подмножество) КПЭ БКПА, покрываемая 1-ой ЭС { Ь1 ,.., Ь1 } £ ЗД .
Определение 4. Подозреваемая на отказ область элементов (ПОЭ) - это область КПЭ(а), образованная в результате пересечения ЗД 1 - ой ЭС, в которой
зафиксирован отказ с ЗД- предыдущих ЭС
{ ь- } е «1 п Зд- е е ,
где ЗД - КОЭ отказ;
ой ЭС, в которой зафиксирован
ЗД- , j = 1, г -1 - КОЭ ЭС, выполненных до про-1 -ой ЭС и, в которых получен результат
едения ''годен".
При реализации
ЭС в ходе проведения само-
На каждом шаге Ьг локализации отказа в БКПА,
по результатам проведения ЭС, производится анализ ОПП и ПОЭ, на основании которого принимаются соответствующие решения. В этом случае образуются области ® ф , ® ¥ :
®ф (Ь1 )- область наблюдаемых данных (про-
I
цессы изменения С , 6 ) принимаются решения ап 11
при попадании в которые
( а 1
) и а
где
а
решение продолжить локализацию отказа,
10
т.к. в ПОЭ имеются { Ь! } £ АК, АПП БКПА; а решение продолжить локализацию отказа, т.к. в ПОЭ { Ь! } £ АК БКПА, при условии Рвз < Р*;
фг
ализована
решение о том, ая ЭС; ®
что следующей будет ре-( ^) -область, при попа-
контроля БКПА может иметь место случай, когда ЗД-= 0 , т.е. ПОЭ совпадает с КОЭ 1 - ой ЭС.
Определение 5. Элементарные проверки (ЭП), обеспечивающие выполнение задачи управления СУ БЛА в аварийном режиме полета называются основными .
Остальные ЭП относятся к вспомогательным. Каждой ЭП поставлена в соответствие ЭС.
При выполнении пг (у -ой ЭП) получен результат "не норма". В этом случае все множество П ЭП (ЭС) делится на два непересекающихся подмножества (если у ф 1 и у ф М ).
П1 ={ П1, ... , Пу } - подмножество реализованных ЭП(ЭС) ;
П2 ={ Пу +1, ... , Пм } - подмножество нереализованных ЭП (ЭС).
Определены: ПОЭ ( С ), в состав которой входит
{ Ъ] } КПЭ БКПА и ОПП ( 6 ) - область ЭП (ЭС), покрывающая ПОЭ. Причем, 6 с П2 и является достаточной для локализации отказа. ЭП (ЭС), составляющие 6 по функциональному назначению могут быть основными и вспомогательными. По текущим результатам проведения ЭС может приниматься множество решений ф:
решение 1 - прекратить проверки и забраковать БКПА;
решение 2 - продолжить локализацию;
решение 3 - прекратить локализацию и допустить прекратить локализацию отказа и продолжить выполнение СУ БЛА программы полета по измененному алгоритму.
На конечной стадии самоконтроля БКПА второе решение вырождается в первое или в третье. Поэтому множество ф содержит два основных элемента: ап - решение о продолжении локализации отказа и аЗ - решение о завершении локализации отказа. Решения второе и третье определяют глубину самоконтроля БКПА.
дании в шения аЗ 01
где а0 -
которую принимаются заключительные ре 10
I „101
( а З
прекратить проверки и забраковать БКПА,
т.к. в ПОЭ имеются только { Ь- } £ АПП БКПА; а З - решение прекратить локализацию и продолжить выполнение СУ БЛА программы полета по изменен-
ному алгоритму, Р* .
Решение а ()
т.к. в ПОЭ { Ь- } £ АК и Р.
31 (С' ,8'), отвечающее общему последовательному правилу 5 ={ 8 (
С , в ), С , Э е С (/,.) , г > 0 } с планированием наблюде-
имеет вид
8. ( С'- , № ) =
№ при С'-с1г при С*'
е С,' (?■),
Принятие решений на продолжение локализации отказа приводит к выбору очередной ЭС, что сопровождается потерями [9,10]. В качестве потерь принимается вероятность ложного забракования БКПА по выбираемым ЭС из ОПП, которая определяется по формуле
Р*( О = Р. ) + Рпп( г )РТХ(М-1) ' (1)
где ртах(м—Г) - оценка вероятности ложного за-
бракования за оставшиеся ЭС.
Момент прекращения проведения самоконтроля БКПА зависит не только от совокупности решений 35, но и от последовательности их проведения
7 (я ) = 1п£ { V (л. V и ал <= п.. 1
Ч)
I
у ( Зг) : а (?■) е Вп
и является случайной величиной.
Таким образом, рассматриваемая задача сводится к построению оптимальной стратегии проведения ЭС, минимизирующая вероятность ложного за-бракования
у(5) = 1шпРлз (О,
при Р В.З ^ Р* ■
Считаем, что достоверно известен факт существования в БКПА одного отказавшего КПЭ. На основании свойств КДМ БКПА производится формирование исходных ПОЭ и ОПП. По полученным результатам производится их анализ. Для ОПП он заключается в определении функционального состава ЭС, которые могут быть основными и вспомогательными, а для ПОЭ - приводит к соответствующему решению ап или аЗ .
Если результаты анализа оказались в области ®ф , то производится выбор очередной ЭС из состава исходной ОПП. Применение 1 -ой ЭС, для локализации отказа в БКПА можно рассматривать как разбиение множества ПОЭ на два подмножества С, и Сг , причем по результату реализации п± , 1 - ой ЭС однозначно определяется принадлежность
10
а
V
отказавшего КПЭ одному из этих подмножеств: подмножеству при результате "норма" и подмножеству при результате "не норма". Для дальнейшей локализации отказа в БКПА могут применяться, очевидно, только ЭС существенные для текущей ПОЭ. Поэтому в процессе выбора 1 -ой ЭС осуществляется уточнение ОПП, где должны остаться после реализации этой ЭС только существенные.
Определение 6. ЭС ( п1 ) является существенной для С у , если одновременно
С П С у ф С у и С и С у ф 0 .
Выбор очередной ЭС производится на основании прогнозирования потерь от ее реализации. В качестве потерь принимается вероятность ложного
забракования БКПА по i -ой ЭС. Расчет Рt
( i )
производится на основании модели процесса локализации отказа БКПА при ее самоконтроле по формуле (1).
Реализация очередной ЭС при самоконтроле БКПА может привести к вероятности ложного забракования БКПА. Поэтому производится оценка этой вероятности для всех ЭС, составляющих ОПП данного шага локализации.
В формуле (1) оценку р>т( м—г) можно произвести через вероятность отказа средств самоконтроля функциональной части АП БКПА по остальным ЭС из ОПП.
В этом случае формула (1) имеет вид
г )=ДД г ) + Рж( г ) (м—г), (2)
Расчет составляющих выражения (2) производится на основании методики определения потерь в решении задач повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете
Модель локализации отказов в аппаратуре системы управления беспилотного летательного аппарата при использовании гибкого алгоритма функционирования в полете
В [4] предложена бинарная иерархическая модель (БИМ) СУ БЛА. Она представляет собой разбиение СУ на локальные функциональные части, вызвана необходимостью оценки их влияния на конечный результат процесса выполнения задач целевого применения СУ БЛА в полете и возможностью осуществления процедуры изменения алгоритма ее функционирования. Для построения вероятностной модели введем ряд определений.
Каждая операция реализуется своей совокупностью элементов, которые, в общем случае, пересекаются между собой [4]. Пересечение этих элементов образуют разбиение БКПА на непересекающиеся между собой комбинаторные подмножества элементов (КПЭ), каждое из которых реализует вполне определенную совокупность элементарных операций.
При разработке модели учитывались следующие допущения:
средства самоконтроля БКПА обеспечивают возможность раздельной проверки функциональных частей БКПА (САК, САП); отказы, обусловленные функционированием аппаратуры за время проведения самоконтроля БКПА, не возникают; при проведении очередной ЭС область проверок, покрывающая К , является сужающейся; в К и Ж1 возможен отказ КПЭ, принадлежащего только одной функциональной части БКПА (либо АК, либо АП); возможен отказ средств самоконтроля БКПА только одной функциональной части БКПА (САК либо САП); инструментальная составляющая достоверности,
обусловленная конечной точностью средств самоконтроля БКПА, равна единице.
С учетом этих допущений модель процесса локализации отказа БКПА при ее самоконтроле может быть представлена в форме графа изображенного на рис. 1.
Граф является политохомическим деревом решений, где вершины отображают функциональный состав КПЭ в ЗД1 , С и события (результаты выполнения 1 -ой ЭС и принимаемые по этим результатам решения); дуги - вероятности перехода состояний и событий. На первом уровне графа размещаются вершины, отображающие семейство ЭС из области проверок, покрывающие С; второй уровень содержит вершины, каждая из которых
определяет признак 1 -ой ЭС (основная или вспомогательная); вершины третьего уровня -определяют принадлежность КПЭ к функциональному составу БКПА данной 1 -ой ЭС; четвертый уровень содержит вершины, отображающие несовместные гипотезы о состоянии КПЭ, составляющих ЗД 1 ; пятый уровень - события, отражающие пространство исходов 1 -ой ЭС ("норма" - "не норма"); шестой уровень - остаток КПЭ в С, после проведения 1 -ой ЭС (функциональную принадлежность БКПА); седьмой уровень - гипотезы о состоянии остатка функциональных частей КПЭ КПА в С; восьмой уровень - вершины, характеризующие возможные принимаемые решения. В обозначениях вершин графа принято: первая цифра указывает уровень, на котором находится вершина, а вторая - порядок нумерации в уровне.
В зависимости от типа проверок, функциональной принадлежности КПЭ, входящих в ЗД1 и С, результата 1 -ой ЭС могут приниматься следующие решения:
1- прекратить проверки и забраковать БКПА;
2- продолжить локализацию отказа;
3- прекратить локализацию отказа и продолжить выполнение СУ БЛА программы полета по измененному алгоритму.
На основании полученного графа определим потери от принятия решений на продолжение локализации отказа, при выборе очередной ЭС:
Р А3 ( 1 ) - вероятность ложного забракования БКПА при проведении 1 -ой ЭС, имеет вид ~г ~г ^ _ , ^ * „ ^ * , / /
РА.З.® = ¿3 РЩ (1 — «АЩ ) ФАК + ¿3 РЩ (1 — «АЩ )(1 — ФАК) + ¿1 ¿5 РАЩ (1 — «АЩ ) > ФАП (1 — ФАК) + ¿5 РЩ (1 — «АЩ ) >
* * г г г * г г г *
> ФАПФАК + (1 — ¿1) ¿2 ¿4 РАКРАКФАП + (1 — ¿1) > (1 — ¿2) > РАП1РАКРАПРАК1 ¿4ФАП .
После соответствующих преобразований выражение (3) примет вид
РА.З.(0 =¿1 (¿3 + ¿5®**)РАП (1 — КАП, ) + (1 —^г4РАК1КАК1 > ФАП(¿2 + (1 — ¿2)РАЩКАЩ ) .
Вероятность ложного пропуска отказа в БКПА при проведении 1 -ой ЭС имеет вид Рд^-
г г г * г г г *
РА.П. ( ' ) = ( 1 — ¿1 ) ¿2 ¿4 ¿1РАК1 ( 1 — КАКг ) ( 1 — ФАП) + (1 — ¿1) ¿2 ¿5 ¿7 РАЩ > (1 — ) ФАК (1 "
Преобразуем выражение (5) к удобному для использования виду
РА.П. ( ' ) = ( 1 — ¿1 ) ¿2 ¿1 РЛК,. ( 1 — «АК,. ) ( 1 — ФАП) ( ¿4 + ¿5 Ф'АК ) .
( i )
ФАП )
(3)
(4)
(5)
(6)
Вероятность того, что в результате реализации i -ой ЭС в C остались только элементы АК Подставляя соответствующие значения вероятностей, получим
РПД ( ' ) = 4 4 4 + (! - 4) 4 4 (! - РАК,) + 0 - 4) 4 4 4 РАК, 0 - RAR,) ФАП + 0 - 4) 42 4 4 РАК, 0 - RAR,) + 0 - 4) 4 4 4 РАК, 0 - RAR,) ФАП 0 - ФАК)
+ (1 -S[) х4 4 4 РАК: 0 - ЧК:) ФАКФАП + 0-4) 4 4 4 РАК: Чк: + 0 0 Ч) 4 4 РАП х P
АК, ААК,ААП,
О
О
2.1
8
§ § ¡§ Я
АК,АП
4.8
АК, АП
С—К,.
АК
3.2
АП
Рисунок 1 - Модель процесса локализации отказа БКПА СУ БЛА при ее самоконтроле в полете
В
п
О
После соответствующих преобразований выражение примет вид
РПД (0 = 44 4 РАП1КАП1 + (1 47(42 (1 - РАЩ (0 - 43) - ФАП х (1 - КАК, ) (44 + Ф» + (1 - ф 4 рщ ^ К^ Ящ ) . (7)
Рпп(i ) - вероятность того, что в результате реализации 1 -ой ЭС, в С будут как элементы АК, так и АП.
Подставляя в выражение, полученное на графе, значения соответствующих вероятностей, получим
1 1 1 1 1 1 1 1 1 * РПП ( i ) = 4 43 46 РШРАП1 + 4 4 РАПРАП1 + (1 -41) 42 40 - РА^ ) + (1 -4) х 42 4, 4 РЛК1 (1 - КЛК1 ) (1 - ФАП) +
1 1 1 * 1 1 1 1 11 * * + (1 - 41) 42 44 46 Р^. (1 - ЯЖ.) Ф*АП + (1 - 41) 42 4 4 РЛК1 (1 - РЛК1) + (1 - 4) 42 4 4 РЛК,. (1 - РЛК^ ) ФАП х (1 - ФАК) +
1 11 * * 1 11 * * 1 1 1 +(1 - 41) 42 4 4 РЛК; (1 - РЛК1 ) ФАК (1 - ФАП) + (1 - 41) 42 х 4 46 РЛК1 (1 - КЛК1) ФАКФАП + (1 - 41) 42 4 4 РЛКРЛК1 + (8)
+ (1 -4") х4 4 рЛКрЛК1 + (1 -4') (1 -42) РЛП (1 - РЛК) + (1 -4') (1 -42) Рлк1 х (1 - рЛП1 ) + (1 -4') (1 -42) Рлл1 Рлк1 рАП1 (1 - ) +
+ 0-4') о-42) РЛП х РЛК,.*ЛК,. (" - РАП ) + ("-4') х ("-42) 43 46 РЛПРЛКРЛКРАП1 + ("-4') х ("-42) 45 РЛПРЛКРЛКРАП1 .
После соответствующих преобразований выражение (8) примет вид
1 1 1 1 1 111 * * *
РПП ( ■ ) = 4 4з 46 +4)РШЯЩ + (' -4)42(45(0 - РА^ ) + РАК1 (' - ) (4, + 4 + 4(ФАП (' - ФАК ) + ФАК ))) + +РЛК,ДЛК1. (43 4 +4» + 0-4)(Рш ('-Рж ) + Рж х(('-р^ ) + Рш (рАП,. ('-«АК,.) + РАК^ ) +РАП,. (43 46 +4)»)» .
Формулы определения потерь, для каждого состояния БКПА приведены в таблице 1.
Заключение
Граф процесса локализации отказа БКПА при ее самоконтроле является политохомическим деревом решений, вершины отображают: функциональный состав элементарной самопроверки, комбинаторных подмножеств элементов контролируемой области элементов, гипотезы о состоянии контролируемых об ластей элементов, результаты реализации элементарных самопроверок, ПОЭ-КОЭ, о состоянии ПОЭ-КОЭ и принимаемые решения, а дуги - вероятности перехода состояний и событий. Такая структура графа позволяет решать задачи, связанные с прогнозированием принятия соответствующих решений по выбираемой очередной ЭС при локализации отказа БКПА.
Полученные в общем виде аналитические выражения для соответствующих решений учитывают не только состояния функциональных составляющих: БКПА, ССК, но и ПОЭ, КОЭ, а также процесс изменения ПОЭ. Это позволяет решить задачи определения потерь при выборе очередной ЭС, для определения отказавшего функционального элемента, оптимальной глубины локализации отказов БКПА с учетом пересечения ЭС.
Таблица 1
Составляющие методики определения потерь в решении задач повышения надежности _функционирования системы управления БПЛ в полете_
Номера вершин графа Классификация ЭС Ги- поте- за ре- зуль- тат. ЭС ПОЭ-КОЭ Решение Р Л.З. ( 1 ) РПП (!) <?АСК(с-1) Р Л.,(1)
51 52 152 Н Н 5з 54 55 5б 57
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
8 1 0 1 1 0 1 - 0 1 0 0 Р К 0 0
8.5 1 0 1 1 0 1 - 0 0 1 0 0 0 0
8 1 0 1 1 0 0 - 1 1 0 0 Р К 1 АП, КАП, ' _ е-^АП ' РАП, К-АП1 х СА£К(с-1)
8 1 0 1 0 1 - - - 0 0 0 0 0 0
8.2' 1 0 1 0 1 1 - 0 0 0 РдП; (1-^АП;) 0 0 РАП; (1-РАП; )
8.2" 1 0 1 0 1 0 - 1 0 0 РАП(1-КАП,-)*ФАП 0 ' - е-^ЛАП ' РАП; (1-РАП; ) хФАп
8.7 0 1 0 0 1 - - - 1 0 0 1-РАК 0 0
8.8 0 1 0 0 1 - - - 0 1 0 0 0 0
8.12 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 Рак (1- ^АК,-) 0 0
8.13 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
8.15 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 РАК (1- «ак)*(ФАП (1-ФАк) 0 0
8 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0
О) 8 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 РАК (1-РАК ) 0 0
8. 10 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 ' - е-^ЛАП ' 0
О) 8 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 РАК-РАК 0 0
8 .20 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
8 .21 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 РАК;РАК ' - е-^ЛАП ' РАКРАК х ФАп х<?АПК(с-0
8 .18 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 Рдк^К *ФАП 0 ' - е-^ЛАП ' РАК«АК х ФАП
8 .228.25 0 0 1 0 1 - - - 1 0 0 РАП; + РАК ' - е^ЛАП ' Рап; + РАК
-2РААП? + РААП>( 1- ^АП;) -2РАП? + РААП>( 1-ЙАП;) *<?АПК (C-i )
8 .28 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 „АК; „AK; ГАП; АП; 0 0
8.29 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
8 .27 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 - е^хАП ' РААК'ОАП
8.30 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 PAKi xi?AKi 1 - е^АП ' pAK ^AKi ГАП; ЛАП; *<?АПК(С-0 *ФАП
ЛИТЕРАТУРА
1. Гайнутдинов Р.Р., Чермошенцев С.Ф., Методология обеспечения внутрисистемной электромагнитной совместимости бортового оборудования беспилотных летательных аппаратов // Изв. Вузов. Авиационная техника. 2016. № 4. С. 155-161.
2. ГОСТ 19919-74. Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Термины и определения. - Переиздат. Февраль, 1975.
3. Авакян А.А. Синтез отказоустойчивых комплексов бортового оборудования летательных аппаратов// Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», 2015, том 1. С.6-10.
4. Морозов Д.В. Бинарная иерархическая модель системы управления беспилотного летательного аппарата. Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами: Тезисы докладов IV научно-технической конференции. - М.: МОКБ «Марс», 2017. - С. 132-133.
5. Морозов Д.В. Повышение надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете //Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, 2017. № 3. С. 112-118.
6. Морозов Д.В. Влияние характеристик надежности самоконтроля на показатели эффективности системы управления беспилотного летательного аппарата в полете// Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, 2017. № 4 (90) С.194-201
7. Морозов Д.В. Методика повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете при внешних электромагнитных воздействиях// Технологии, измерения и испытания в области электромагнитной совместимости. Труды V Всероссийской НТК «Техно-ЭМС 2018», Москва 28-30 марта 2018 /Под ред. А.С. Кривова, Л.Н. Кечиева - М.: Грифон, 2018. - 124 с.
8. Морозов Д.В. Методика повышения надежности функционирования системы управления летательного аппарата. V Международная научно-практическая конференция ITS Forum-Kazan «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: интеллектуальные транспортные системы и ситуационные центры».27-2 8 февраля 2018. С. 123-138
9. Абрамов О.В. О функционально-параметрическом направлении теории рисков// Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», 2015, том 1. С.5-6.
10. Хенли Е. Дж., Кумамото Х. Надежность технических систем и оценки риска./ Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984. - 528 с.
11. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. 6-е изд. стер. М.: Высш. шк., 1999. -576 с.
УДК 05.13.11; УДК 004.451.2 Петухов В.Д., Черкасова Н.И.
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего Образования "Московский Государственный технический университет гражданской авиации" (МГТУ ГА), Москва, Россия БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АНКЕРНОЙ СЛУЖБЫ В СИСТЕМЕ ВЦЭСКСНАШ
Проведен анализ безопасности исходной блокчейн системы, построенной на Ехопит использующий анкерную службу в систему ВЫсот. Учитывались экономические и математические расчеты. В качестве основополагающих расчетов для оценки безопасности взяты экономические расчеты, описывающие затраты на фальсифицирование исходных записей системы. Первая часть расчетов указывает на сложность фальсификации записей исходной системы при использовании неограниченных ресурсов злоумышленника, вторая часть показывает, что экономические затраты злоумышленника значительно превысят его потенциальные доходы от фальсификации записей исходной системы
Ключевые слова:
ЕХОШИ, Б1ТСОШ, БЛОКЧЕЙН, БЕЗОПАСНОСТЬ, АНКЕРНАЯ СЛУЖБА
Введение
Рассмотрим технологию Б1осксЬа1п, которая яв
ляется в наше время одним из важных инструментов в криптографии и информационной безопасности. Отметим, что прежде всего, это инструмент (технология) распределенной и отлично защищенной от взлома базы данных. Фактически, это последовательный набор блоков, которые включают в себя информацию, причем, каждый последующий блок в «цепи» содержит в себе криптографически стойкую хеш-функцию предыдущего блока [1,2].
В настоящее время появилось множество вариаций и исполнений Ь1осксЬа1п систем. В некоторых реализациях данных систем они дают удобную настройку для пользователей позволяя контролировать информацию, которая будет записана в блоки, количество транзакций в сети и т.д.
Все разрабатываемые системы ставят перед собой в качестве важной цели безопасность «цепочки» Ь1осксЬа1п системы. В 2008 году Сатоши Накамото представил протокол передачи данных Б1"Ьсо1п, одной из первых блокчейн систем которая
использовалась для криптовалюты Б1"Ьсо1п, где в том числе, были рассмотрены вопросы безопасности. Сейчас система за счет своей популярности и большом количестве «майнеров», которые выделяют мощности своих вычислительных систем для Ргоо^о^ТЖогк, практически не имеет возможности быть скомпрометированной, однако ее реализация не может удовлетворить всех потребителей. Отметим, что Ргоо^о^ТЖогк (Доказательство работы) -такой алгоритм защиты распределенной системы, где необходимо выполнить достаточно сложную и длительную математическую задачу, однако результат такой задачи достаточно легко и быстро проверить. Отметим, Ргоо^о^ТЖогк (в протоколе Б1"Ьсо1п) - поиск хеш-функции (БНА-256) с изменяющейся сложностью. Сложность вычисления меняется в зависимости от мощности всей сети, чтобы поиск одной функции занимал примерно 10 минут. Вся сложность заключается в том, чтобы хеш-функция содержала определенное количество нулей. В связи с этим появляются менее популярные, но
