Автореферат (Разработка методов и моделей анализа и оценки устойчивого функционирования бортовых цифровых вычислительных комплексов в условиях преднамеренного воздействия сверхкоротких электромагнитных излучений), страница 3

Основные теоретические и практические результаты диссертации реализованы в ОАО «НИИ «Аргон» при непосредственном участии автора в разработке ряда унифицированных БЦВМ, информационно-управляющих системавиационных объектов в НИОКР «Конверт», «Форейтор» и «Окно», 2009 г.;вычислительной системы телекоммуникационных спутников серии «Ямал»,2010 г.; средств комплексирования бортовой системы управления космическихаппаратов; разработке промышленной технологии создания унифицированногоотказоустойчивого вычислителя для комплекса бортового оборудования в ОКР«Кластер», 2012 г.; разработке технологии создания специального, отказоустойчивого, высокопроизводительного, модифицируемого бортового вычислительного комплекса специального назначения со встроенной гигабитной волоконно-оптической средой передачи информации для авиационных и мобильных объектов автоматизации и управления в ОКР «Волопас», 2013 г.2.

Разработанные методики, программы, технические решения использовались при формировании технических заданий на создание БЦВМ нового поколения. Использование результатов данной работы позволило повысить показатели устойчивости БЦВМ к воздействию перспективных СК ЭМИ.3. Разработанные технические решения по защите от импульсных ЭМИиспользовались в ОАО «МНИРТИ» при создании помехозащищенных спутниковых станций радиосвязи в ОКР «Метеор».4. Результаты диссертационной работы находят широкое применение вучебном процессе в МИЭМ НИУ ВШЭ и МИРЭА. На их основе для подготовки10студентов и магистров на кафедре «Радиоэлектроника и телекоммуникации»существенно переработаны учебные курсы «Основы проектирования РЭА»,«Сверхширокополосные импульсные электромагнитные воздействия на РЭС».Научные результаты работы использованы для написания учебныхпособий, методических указаний для студентов направления 210200.Имеются 4 Акта о внедрения полученных автором результатов.Апробация результатов исследования.Работа в целом и отдельные ее результаты докладывались и обсуждалисьна: 10-ой Российской НТК «Электромагнитная совместимость техническихсредств и биологических объектов», г.

С-Петербург, 2008 г.; НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Москва, 2008 г.; 6-й Международнойконференции «Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах», Греция, 2-6 июня 2008 г; научно-практической конференции ИНФО-2008 «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий», 1-10 октября, 2008г., Сочи; 8-м и 9-м Международных симпозиумах по электромагнитной совместимости и электромагнитнойэкологии, СПб, 2009, 2011 гг.; Международной НТК «Энергосистема и активныеадаптивные электрические сети: проектирование, эксплуатация, образование»,Москва, 21-25 ноября 2011 г; 8-й МНТК «Информационные технологии в науке,технике и образовании», Абхазия, 17-29 сентября 2012 г.; 6-й Всероссийской НТК«Радиолокация и радиосвязь», Москва, 19-22 ноября, 2012 г.; Международнаяконференция IREMW2013 Access Data Collection: {88682AA2-B816-4B9A-AAE4F418ECC88666} «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» ИРЭМВ-2013»,Дивноморское, Геленджикский район, 23 июня-28 июня 2013 г.; научно-технических семинарах МИЭМ, МИРЭА с 2009 г.

по 2012 г. и т.д.Публикации. Научные и практические результаты работы отражены в 62опубликованных работах, в том числе 29 статей в рецензируемых журналах,включенных в Перечень ВАК РФ для публикации результатов кандидатских идокторских диссертаций. Получено 2 патента по теме диссертации: № 2132598от 20.08.98 г., № 2138931 от 09.10.98 г., заявка на изобретение № 2014105854 от18.02.2014 и заявка на полезную модель № 2014109109 от 12.03.2014.Личный вклад автора. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований получены автором самостоятельно и соответствуютпунктам 3, 11 и 14 паспорта специальности 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателюпринадлежит основная роль при постановке и решении задач, результаты моделирования устройств и частично их конструктивные решения, а также обобщение полученных результатов.

Личный вклад в публикациях 29,0 п.л.11Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и изложена на390 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 91 рисунок. Список литературы включает 277 наименований.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы исследования, определеныцель работы, основные задачи исследования, научная новизна, практическаяценность и достоверность полученных результатов, изложены основныеположения, выносимые на защиту.В первой главе проведен анализ состояния проблемы по исследованиювоздействия на РЭА преднамеренных ЭМВ различного происхождения, который показал, что сегодня во всем мире идет поиск и освоение новых источниковэнергии, в том числе и электромагнитных.

В частности, в последние годы вСША, РФ и других ядерных странах развернулись исследования по созданиюоружия основанного на принципах излучения СК ЭМИ большой мощности.Проведенный анализ показал также, что мировая общественность озабочена опасным влиянием этих мощных СК ЭМИ на все виды радиоэлектронногооборудования, в том числе и БЦВК. Для этого в работе проведен анализ особенностей воздействия СК ЭМИ на элементы и узлы БЦВК, который показал, чтоширокополосность и высокая частота повторения СК ЭМИ делают этот вид ЭМВзначительнее опаснее воздействия ЭМ ЯВ.

Соизмеримость длительности воздействующих импульсов с длительностью рабочих импульсов при обработке цифровой информации часто приводит не к физическому разрушение элементной базыБСУ и каналов связи, а нарушению логической целостности информации,передаваемой по линиям связи и обрабатываемой вычислительными средствами.Кроме того, анализ показал влияние воздействия СК ЭМИ и уровни, при которых в сети Ethernet БЦВК начинают возникать ошибки в кадрах при передачеданных по сети; ошибки, при которых передача данных невозможна, но еще отсутствует разрушение сетевого соединения и ошибки, при которых происходитразрушение сетевого соединения. Воздействию на физическую среду EthernetСК ЭМИ до настоящего времени практически не уделялось должного внимания, в связи с чем в работе были отражены эти вопросы.Проведен анализ существующих методов оценки устойчивости информационных средств к воздействию СК ЭМИ, который показал, что наряду со значительными достижениями существующие методы не позволяют проводить достоверную оценку воздействия ЭМИ на БЦВК, в частности: в настоящее времялишь разработаны и применяются методы оценок, позволяющие рассчитыватьтоки и напряжения, наводимые электромагнитными излучениями в микро и12миллисекундном временном диапазоне в кабельных линиях.

В связи с этимособую актуальность приобрели вопросы, связанные с оценкой устойчивостибортовых систем к поражающим наносекундным ЭМИ перспективных генераторов с учетом целого ряда влияющих факторов (разветвленности кабельных линий, частотной зависимости электрических характеристик кабелей и т.п.).Решение этих задач методами математического моделирования сегодня непредставляется возможным ввиду отсутствия соответствующего методическогоаппарата. Анализ численных методов решения таких задач показываетневозможность получения достоверных расчетных результатов имеющимисявыше методами в связи с тем, что:а) временные параметры СК ЭМИ (длительность фронта импульса -ф.,длительность импульса -0,5) существенно короче, чем аналогичные параметрыЭМИ обычных ядерных боеприпасов.

Поэтому возникает проблемаприменимости телеграфных уравнений, используемых при анализе ЭМИ ЯВ, т.к.:- существующая модель не учитывает собственное излучение кабеля,весьма существенное на частотах более 10 МГц (спектральный состав СК ЭМИвключает частоты до 10 ГГц);- при выводе телеграфных уравнений предполагается, что ток в проводникеобладает цилиндрической симметрией, это допущение может быть не вернымдля высоких частот, входящих в состав частотного спектра СК ЭМИ;б) для определения частотно-зависимых электрофизических характеристиккабельных линий применяют различные приближенные методы (приближенияКарсона, Зунде и др.), применимость которых на этих частотах не обоснована;в) при рассмотрении воздействия ЭМИ на кабельные линии снеоднородными экранами вводилось упрощение, и экраны рассматривалиськак сплошные.