CC BY
4
3. Червяков Н.И., Тихонов Э.Е., Тихонов Э.Е. Применение нейронных сетей для задач прогнозирования и проблемы идентификации моделей прогнозирования на нейронных сетях // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2003. № 10-11. С. 25-31. EDN TPQSIX.
4. Karpov A.D., Zhilenkov A.A., Lisitsa D. The integration of the video monitoring, inertial orientation and ballast systems for container ship's emergency stabilization // Proceedings of the 2017 IEEE Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference, ElConRus 2017, St. Petersburg, 01-03 февраля 2017 года. St. Petersburg, 2017. P. 887-891. DOI 10.1109/EIConRus.2017.7910697. EDN XNDCZR.
5. DARPA Robotics Challenge [Internet]. [cited 2021 May 20]. Available from. [Электронный ресурс] URL: http://www.darpa.mil/program/darpa-robotics-challenge (дата обращения: 10.09.2022).
6. Жиленков А.А., Черный С.Г. Извлечение информации из BigData с помощью нейросетевых архитектур как сетей ассоциаций информационных гранул // Труды Института системного анализа Российской академии наук. 2022. Т. 72. № 3. С. 81-90. DOI 10.14357/20790279220308. EDN FYAQCE.
Жиленков Антон Алекандрович, канд. техн. наук, доцент, декан факультета, zhilenkovanton@gmail.com, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет,
Суровцев Владимир Евгеньевич, магистрант, surovcevvlad@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
HIGH-LEVEL CONTROL IN ROBOTICS BASED ON DEEP LEARNING A.A. Zhilenkov, V.E. Surovcev
The application of deep learning in robotics is an actively developing area of research. This article discusses the seven main tasks of robotics that are essential to achieve the main goals of robotics.
Key words: deep neural networks (DNN), artificial intelligence, human-robot interaction.
Zhilenkov Anton Aleksandrovich, candidate of technical sciences, docent, dean of the faculty, zhilen-kovanton@gmail. com, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State Marine Technical University,
Surovtsev Vladimir Evgenievich, master, surovcevvlad@mail. ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State Marine Technical University
УДК 614.87
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-274-279
ПОДХОД К ОЦЕНИВАНИЮ ЗАЩИЩЕННОСТИ ОБЪЕКТОВ НАЗЕМНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Р.А. Ситков
В статье рассмотрен подход к оцениванию защищенности объектов наземной космической инфраструктуры техническими средствами обеспечения безопасности. Предложенный подход базируется на зональном принципе обеспечения безопасности и принципе равнопрочности зон (рубежей) охраны объектов. Подход позволяет получить как количественную, так и качественную оценку состояния защищённости объекта техническими средствами обеспечения безопасности.
Ключевые слова: комплексная безопасность, квалиметрия, качество, эффективность, критерии оценивания, показатели качества.
Системы обеспечения комплексной безопасности (СОКБ) являются сложными системами, включающими в себя три основных элемента [1]: организационные мероприятия обеспечения безопасности, физическую охрану и технические средства обеспечения безопасности (ТСОБ). Рассмотрим подробнее последний элемент СОКБ - ТСОБ.
Состав и количество объектовых ТСОБ варьируется в зависимости от назначения и значимости защищаемого объекта и конкретных условий его размещения, однако в общем случае в состав комплекса ТСОБ входят следующие технические подсистемы:
охранной и тревожной сигнализации (СОТС); пожарной сигнализации (СПС); контроля и управления доступом (СКУД); охранные телевизионные (СОТ);
охранные тепловизионные (СОТВ);
пожарной автоматики (СПА);
оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ);
средства оперативной связи (СОС);
защиты информации (СЗИ);
инженерно-технической укрепленности (СИТУ);
электроосвещения и электропитания (СЭЭ);
мониторинга инженерных систем зданий и сооружений (СМИС);
мониторинга инженерных конструкций зданий и сооружений (СМИК).
В настоящее время используются качественные и количественные методы анализа сложных технических систем (СТС) в том числе и ТСОБ. Часто качественных оценок бинарного типа (соответствует/не соответствует требованиям) достаточно для оценки того, насколько защищен объект [2]. Однако для того, чтобы получить более детальную оценку, необходимо иметь обоснованный критерий эффективности. Формирование критерия эффективности является одной из основных задач в процессе управления любым объектом [3]. На практике применяются следующие типы критериев [4]: пригодности, оптимальности, превосходства.
К критерию эффективности предъявляется ряд требований [2]: объективность - «прозрачность» математической модели и объективность оценок; представительность - отражение всех значимых сторон функционирования СОКБ; чувствительность оценки - выходной результат должен отражать варьирование входных данных в заданных параметрах;
интерпретируемость - простая и удобная форма, пригодная для заключения об эффективности системы на основе данного критерия.
Основными методами анализа эффективности СОКБ являются [2]: детерминистский подход; методы многокритериальной оптимизации; логико-вероятностное моделирование; имитационное моделирование.
Рассмотрим подробнее детерминистский подход. Содержание данного подхода заключается в задании требований к СОКБ и в последующей проверке созданной СОКБ на соответствие предъявляемым требованиям. Схема реализации метода следующая:
1. Проводится категорирование объектов охраны в зависимости от их важности/опасности, типа и других критериев.
2. Для каждого объекта устанавливаются дифференцированные требования к его системе безопасности. Основной принцип при этом - уровень защищённости объекта зависит от его важности выраженной через категорию объекта (такой подход реализуется в руководящих документах МВД РФ).
3. Состояние системы безопасности оценивается экспертным путём.
Оценивая защищенность объекта ТСОБ, мы выносим суждение о том, насколько ТСОБ отвечают предъявляемым к ним требованиям, т.е. мы решаем квалиметрическую задачу оценивания качества ТСОБ. Определим, что мы понимаем под качеством ТСОБ.
Качество ТСОБ -совокупность свойств ТСОБ, которые тем или иным образом влияют на их способность выполнять задачи в соответствии с предназначением, т.е. обеспечивать безопасность охраняемого объекта.
В соответствии с квалиметрическим подходом качество оцениваемого объекта, необходимо разделить на ряд свойств после чего каждое из них оценить тем или иным способом после чего перейти от полученных частных оценок отдельных свойств к оценке объекта в целом. Процедура перехода от частных оценок отдельных свойств (показателей) к оценке объекта в целом называется свёрткой показателей. Оценка, полученная таким образом, позволяет установить качество (пригодность) объекта для использования по назначению.
В соответствии с принципом зонирования [1], вся территория объекта должна быть разделена на зоны (рубежи) безопасности. Определение последовательных зон (рубежей) безопасности с одновременным выявлением угроз по каждой конкретной зоне позволяет выбрать ТСОБ для эффективного решения задач охраны объекта.
В общем случае такие зоны (рубежи) безопасности должны располагаться последовательно -от ограждения вокруг территории объекта до критических элементов объекта, таких как сейфы, хранилища ценностей и информации, пожаро-, взрывоопасных материалов и т.д. (рис. 1).
Пример деления территории ОНКИ на зоны обороны представлен на рис. 2, а, важность отдельных ЗиС отражена в виде количества вложенных прямоугольников каждый из которых схематично отражает одну из зон обороны, где 1 - периметр объекта, 2 - несущие и ограждающие конструкции (НиОК) ЗиС, 3-6 - внутренние зоны обороны. При этом количество зон обороны отдельных ЗиС определяется количеством зон обороны наиболее ответственных помещений в соответствующих ЗиС. На рис. 2, б представлено деление на рубежи обороны ЗиС №3 из схемы на рис. 2, а.
Согласно принципу равнопрочности, любая точка периметра соответствующей зоны обороны должна иметь равную прочность со всеми другими её точками. Если какая-либо из точек имеет меньшую прочность (не охвачена соответствующими техническими средствами и (или) они неисправны), то проч-
ность всей зоны становится равной прочности её слабейшего участка, т.е. если зона обороны проницаема на некотором участке, то мы считаем, что она полностью проницаема.
Оценка качества технических средств охранной зоны при таком подходе будет бинарной. При неполном покрытии зоны и (или) неисправном состоянии соответствующих технических средств показатель качества (ПК) характеризующий данную охранную зону будет равен «0» (^ТСОБ =0). При полном покрытии зоны и исправности всех технических средств ПК равен «1» (^ТСОБ = 1).
Зона 0
Прилегающая территория Зона 1
Периметр объекта и запретная зона
Зона 2 Территория объекта
Зона 3 Периметр ЗиС
Зона 4 Внутренний объём ЗиС
Зона 5 Отдельные предметы
Зона 6 Система безопасности
Рис. 1. Зоны обеспечения безопасности объекта
Помещение №1
Помещение №2
Помещение №3
Помещение №4
2
2
3
3
4
4
5
1
2
2
3
3
4
5
6
аб
Рис. 2. Деление территории на зоны обороны: а - объекта в целом; б - ЗиС №3
Если некоторые зоны имеют несколько рубежей обороны (используют несколько различных технических средств) то, в этом случае, оценка качества соответствующей зоны осуществляется отдельно по каждому рубежу (техническому средству).
Графически структура ПК ТСОБ представлена в виде дерева на рис. 3 (дерево приведено для ЗиС №3 из рис. 2, б).
Отметим, что ЗиС ОНКИ имеют различный уровень значимости как с точки зрения их влияния на выполнение объектом задач по предназначению, так и с точки зрения их потенциальной опасности (пожаро-, взрыво-, химически- и т.д.).
В свою очередь уровень важности и (или) опасности ЗиС определяется уровнем важности и (или) опасности размещённых в них отдельных помещений. В зависимости от уровня важности помещения меняется и количество его зон безопасности (рубежей обороны), в общем случае чем более важным и (или) опасным является то или иное помещение тем больше у него количество зон безопасности. Формально важность отдельного помещения ЗиС отражается его весовым коэффициентом.
Различают несколько видов весовых коэффициентов: групповой, нормированный групповой и глобальный.
Качество ТСОБ ЗиС №3
ЗиС в целом
НиОК Пом. Пом. Пом. Пом.
ЗиС №1 №2 №3 №4
Отдельные помещения ЗиС
Рубежи ТСОБ
Р2 Р3 Р4 Р3 Р4 Р5 Р3 Р4 Р5 Р6 Р3 Рис. 3. Дерево ПК ТСОБ отдельного здания, где: Р2 (рубеж 2) - внешние несущие и ограждающие конструкции (НиОК) ЗиС №3, Р3 - Р6 технические средства рубежей обороны 3 - 6,
№1-№4 - помещения ЗиС
Групповой коэффициент веса характеризует важность j-го свойства по отношению к другим свойствам, входящим в одну с ним группу.
Нормированный групповой коэффициент веса Wгрнj получают из группового с помощью операции нормирования (1).
W
(1)
где - групповой коэффициент весау-го свойства; у - номер свойства в группе у = 1... п
При этом выполняется условие Wгрнj = 1.
Глобальный коэффициент веса И^ характеризует важность j-го свойства по отношению к любому другому свойству дерева независимо от его яруса и группы. Глобальный коэффициент веса является произведением групповых нормированных коэффициентов веса текущего и вышестоящих ярусов дерева одной ветви.
Примем вес каждого отдельного рубежа ТСОБ равным «1», тогда групповой вес ТСОБ отдельного помещения будет равен количеству рубежей охраны данного помещения (рис. 4).
Качество ТСОБ ЗиС №3
ЗиС в целом
W0=1 W1 =2 W2=3 W3 =4 W4=1
НиОК Пом. Пом. Пом. Пом. Отдельные
ЗиС №1 №2 №3 №4 помещения
ЗиС
Рубежи
ТСОБ НиОК
m ил m ил ю m и отд.
Œ 5 5 Œ 5 Œ 5 Œ g g 5 5 5 5 5 помещении
Р2 Р3 Р4 Р3 Р4 Р5 Р3 Р4 Р5 Р6 Р3
Рис. 4. Групповые коэффициенты веса ТСОБ отдельных помещений и рубежей ТСОБ
в каждом из помещений
Качество ТСОБ ЗиС №3
ЗиС в целом
W0=0,09 W1=0,19 W2=0,27 W3=0,36 W4=0,09
НиОК Пом. Пом. Пом. Пом. Отдельные
ЗиС №1 №2 №3 №4 помещения
ЗиС
m LH LH m LH
ил <э LH CD m <э m <э m <э <4 CD <4 <э <4 <Э <4 <э Рубежи
"5t LH m "5t LH иэ m ТСОБ
О
I I I I I
5 g 5 5 g g 5 g 5 g g
Р2 Р3 Р4 Р3 Р4 Р5 Р3 Р4 Р5 Р6 Р3
Рис. 5. Нормированные групповые коэффициенты веса ТСОБ отдельных помещений и рубежей ТСОБ в каждом из помещений
Нормируем полученные значения групповых весов ТСОБ отдельных помещений и отдельных рубежей ТСОБ для каждого из помещений (рис. 5).
Вычислим глобальные веса отдельных рубежей ТСОБ для каждого из помещений (рис. 6).
Качество ТСОБ ЗиС №3
ЗиС в целом
W0=0,09 НиОК ЗиС
W1=0,19 Пом. №1
W2=0,27 Пом. №2
W3=0,36 Пом. №3
W4=0,09 Пом. №4
Отдельные помещения ЗиС
Рубежи ТСОБ
Р2 Р3 Р4 Р3 Р4 Р5 Р3 Р4 Р5 Р6 Р3
Рис. 6. Глобальные коэффициенты веса ТСОБ отдельных помещений и рубежей ТСОБ
в каждом из помещений
Расчёт показателя качество ТСОБ /-го ЗиС осуществляется по формуле (2):
Кг
ТСОБ ЗиС;
УЗиС
ТСОБЛОМЬ
(2)
где КТСОБЛОШ - показатель «Качество ТСОБ» i-го помещения; Wnovii - вес ТСОБ i-го помещения; КУЗиС -коэффициент вето ЗиС: КУЗиС = 1 если все рубежи обороны всех критически важных помещений ЗиС в наличии и исправны, КУЗиС = 0 если хотя бы один из рубежей обороны критически важных помещений отсутствует (не исправен).
Расчёт показателя качество ТСОБ i-го помещения ЗиС осуществляется по формуле (3):
^ТСОБ.ПОМ1 = Yd WpkKpkKynoMi; (3)
где КРк - показатель качества k-го рубежа обороны: КРк = 1 если рубеж в наличии и исправен, КРк = 0 если рубеж отсутствует или неисправен; WPk - вес k-го рубежа обороны; Kvn0Mi - коэффициент вето отдельных помещений ЗиС: Kvn0Mi = 1 если все рубежи обороны i-го помещения ЗиС в наличии и исправны, Kvn0Mi = 0 если хотя бы один из рубежей обороны отсутствует (не исправен).
Поясним смысл коэффициента вето. Ряд ЗиС ОНКИ могут иметь критическое значение с точки зрения их влияния на выполнение ОНКИ задач по предназначению, и (или) с точки зрения их потенциальной опасности. Для таких ЗиС отсутствие и (или) неисправность одного или нескольких рубежей обороны в каком-либо из критических помещений (а именно они и определяют степень критичности ЗиС в целом) является недопустимым. Например, отсутствие (неисправность) пожарной сигнализации в хранилище компонентов ракетного топлива (КРТ).
При отсутствии и (или) неисправности одного или нескольких рубежей обороны таких (критических) помещений весь показатель «Качество ТСОБ» соответствующего ЗиС обращается в «0», даже если все остальные рубежи безопасности в наличии и исправны.
С0, если К^пОМкр! = 0;
К
УЗиС
если К.
гаомкр;
= 1
(4)
где К^ПОМкР1 - коэффициент вето критических помещений ЗиС: ^ПОМкР1 = 1 если все рубежи обороны го критического помещения ЗиС в наличии и исправны; Л^гюшр = 0 если хотя бы один из рубежей обороны отсутствует (не исправен).
Перевод рассчитанных по формуле 2 количественных оценок показателей в качественные осуществляется с использованием вербально-числовой шкалы Харрингтона (таблица). Установленные данной шкалой диапазоны значений являются критериями для качественных оценок защищённости объекта ТСОБ.
Вербально-числовая шкала Харрингтона
№ Описательная интенсивность оценивае- Числовое Качественная
п/п мого показателя значение оценка
1 Очень высокая 0,8<А<1,0 Отлично
2 Высокая 0,64<А<,8 Хорошо
3 Средняя 0,37<А<0,64 Средне
4 Низкая 0,2<А<0,37 Ниже среднего
5 Очень низкая 0,0<А<0,2 Неудовлетворительно
Оценивание состояния защищённости ОНКИ в целом производится аналогичным образом, при этом вместо рубежа №2 (НиОК) рассматривается рубеж обороны №1 (периметр объекта), а вместо помещений - ЗиС. Отличие оценки состояния защищённости ОНКИ от защищённости ЗиС может заключаться в определении коэффициента вето. Здесь возможны два варианта:
В первом варианте коэффициент вето назначается аналогично тому как это сделано для ЗиС имеющих критически важные помещения, т.е. при наличии хотя бы одного из критических ЗиС, на которых не обеспечивается требуемый уровень безопасности оценка защищённости ОНКИ в целом обнуляется.
Во втором варианте коэффициент вето назначается в зависимости от количества критически важных ЗиС, на которых не обеспечен должный уровень безопасности.
Представленный подход позволяет производить оценивание состояния защищённости ОНКИ техническими средствами обеспечения безопасности. Данная информация может быть необходима как при осуществлении повседневной деятельности по обеспечению безопасности ОНКИ, так и для принятия управленческих решений о необходимости ремонта и (или) модернизации СОКБ объекта (в части ТСОБ).
Список литературы
1. Рыжова В.А. Проектирование и исследование комплексных систем безопасности. СПб.: ИТМО, 2012. 158 с.
2. Шаптала В.Г., Шаптала В.В., Радоуцкий В.Ю. Основы моделирования чрезвычайных ситуаций: учебное пособие. Белгород.: БГТУ имени В.Г.Шухова, 2010. 166 с.
3. Семёнов С.С., Воронов Е.М., Полтавский А.В., Крянев А.В. Методы и модели принятия решений в задачах оценки качества и технического уровня сложных технических систем / Под ред. д-ра техн. Наук, проф. Е.Я.Рубиновича. М.: ЛЕНАНД, 2019. 516 с.
4. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Основы теории эффективности целенаправленных процессов. Часть 1. Методология, методы, модели]: Основы теоритической атмосферной оптики. Учебно-методическое пособие. СПб.: СПБГУ, 2007. 152 с.
Ситков Роман Александрович, канд. техн. наук, начальник отдела (НИ), vka-onr@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского
AN APPROACH TO ASSESSING THE SECURITY OF GROUND-BASED SPACE INFRASTRUCTURE FACILITIES WITH TECHNICAL MEANS OF ENSURING SECURITY
R.A. Sitkov
The article considers an approach to assessing the security of ground-based space infrastructure facilities by technical means of ensuring security. The proposed approach is based on the zonal principle of ensuring security and the principle of equal strength of zones (boundaries) of object protection. The approach makes it possible to obtain both quantitative and qualitative assessment of the state of the object's security by technical means of ensuring security.
Key words: integrated security, qualimetry, quality, efficiency, evaluation criteria, quality indicators.
Sitkov Roman Alexandrovich, candidate of technical sciences, head of department (NI), vka-onr@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky
УДК 519.718
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-279-289
КОНТРОЛЬ ЦЕЛОСТНОСТИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ПРАВИЛ ПОСТРОЕНИЯ КОДОВ С НЕРАВНОЙ ЗАЩИТОЙ СИМВОЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОДОВ РИДА - СОЛОМОНА
И.В. Чечин, А.А. Маринин, А.В. Буянкин, М.В. Соколов, П.А. Новиков, С.А. Диченко, Д.В. Самойленко
Рассматриваются многомерные системы хранения данных, применяемые в интересах информационных систем, предназначенных для оперативной обработки больших объемов данных. В современных условиях непрерывного роста объема обрабатываемой информации и участившихся деструктивных воздействий злоумышленника и возмущений среды функционирования одной из актуальнейших задач является организация безопасного ее хранения. Разработан и представлен способ контроля целостности данных на основе правил построения кодов с неравной защитой символов с использованием кодов Рида-Соломона при ограниченности ресурса рассматриваемых систем.
Ключевые слова: система хранения данных, защита информации, контроль целостности данных, коды с неравной защитой символов, коды Рида-Соломона.
В настоящее время задачи по защите информации в информационных системах (ИС) становятся все более актуальными [1-4]. Это происходит из-за роста объема и ценности информации, обрабатываемой в ИС, а также в условиях повышения эффективности деструктивных воздействий злоумышленника и возмущений среды функционирования [5-9].
