Автореферат (Разработка методов и моделей анализа и оценки устойчивого функционирования бортовых цифровых вычислительных комплексов в условиях преднамеренного воздействия сверхкоротких электромагнитных излучений), страница 4

Это допущение корректно пока длина волны воздействующегоЭМИ много больше поперечных размеров неоднородностей (щелей) экрана.Однако в частотном спектре СК ЭМИ есть частоты с длинами волнсоизмеримыми с поперечными размерами неоднородностей ряда экранов.На основе результатов анализа состояния проблемы оценки устойчивостиБЦВК к воздействию СКИ ЭМИ можно констатировать, что существующиеметоды априорной оценки устойчивости к воздействию СК ЭМИ носят общийпостановочный характер или позволяют провести в лучшем случае толькоориентировочные оценки.Проведенный анализ методов экспериментальной оценки показал, чтоопределенные достижения в области воспроизведения параметров СК ЭМИимеются, особенно в части разработки излучателей и измерительных преобразователей, однако, научно-методический аппарат для проведения испытаний на устойчивость БЦВК в субнаносекундной области практически отсутствуют.

Тре13бования к БЦВК по стойкости к ЭМП наносекундного диапазона не задавались иреальные образцы БЦВК не подвергались воздействию СКИ ЭМП. Поэтому, информация по экспериментальным исследованиям критериев поражения БЦВК,эффектов и физических механизмов поражающего действия преднамеренныхСКИ ЭМП на функционирование БЦВК в открытой литературе отсутствует.Таким образом, анализ состояния означенной проблемы показывает, что,несмотря на достигнутые результаты в исследованиях устойчивости структурно-сложных систем к СКИ ЭМИ, эта большая комплексная научно-техническаяпроблема, требующая пересмотра традиционных подходов к обеспечению ихустойчивости к воздействию СК ЭМИ на основе разработки новой методологииоценки данного воздействия, позволяющей проводить интеллектуальный анализи оценку параметров искажений информационного потока в системе для предотвращения деструктивного действия на БЦВК и его элементы.

Эта проблема является в настоящее время особенно актуальной, еще и потому, что ее решениеестественным образом вписывается в современные тенденции развития науки итехники и позволяет обеспечить снижение деструктивного влияния СК ЭМИ итем самым повысить эффективность функционирования существующих и вновьразрабатываемых перспективных и специальных БЦВК.Во второй главе диссертационного исследования предлагается структураинтеллектуальной системы анализа устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ. Проведенный анализ открытых источников по использованиюинтеллектуальных средств для решения задач оценки устойчивости элементови узлов бортовых вычислительных комплексов к деструктивному действиюЭМИ, в том числе, посвященных применению адаптивных систем обнаружениядеструктивных воздействий различной природы на радиоэлектронное и телекоммуникационное оборудование, показал, что в настоящее время используются следующие инструменты интеллектуального анализа данных: экспертныесистемы (ЭС), нейронные сети (НС), системы нечеткой логики (HJI) и гибридные интеллектуальные системы с интеграцией вышеуказанных подходов.При формализации проблемы исследования предлагается следующеепредставление интеллектуальной системы анализа устойчивости (ИСАУ) БЦВКк деструктивному воздействию ЭМИ (рисунок 1).При этом ИСАУ осуществляет анализ и оценку устойчивости бортовоговычислительного комплекса к деструктивному воздействию ЭМИ как на этапепроектирования, так и на этапе эксплуатации.

Для чего используется подход,который основывается на анализе модели БЦВК, при построении которой в качестве базы принимается набор спецификаций, описывающих конфигурациюбортовой сети (топологию, состав программного обеспечения и аппаратныхсредств) и реализуемые в ней аппаратные и программные средства обнаруже14ния деструктивных воздействий.В процессе функционирования ИСАУ проводит анализ сценариев поведения бортового комплекса при воздействии на его элементы и узлы ЭМВ, сучетом моделей ЭМИ на всем диапазоне частот, осуществляет расчет целевыхпоказателей, характеризующих устойчивость БЦВК в целом и его отдельныхподсистем к воздействию ЭМИ, на основе топологии бортовой сети, используемых аппаратных средств и программного обеспечения, в т.ч.

обеспечивающих обнаружение деструктивных электромагнитных воздействий.Рисунок 1 – Структурная схема интеллектуальной системы анализа и оценкиустойчивости БЦВК к деструктивному воздействию СК ЭМИВ научном плане проблема диссертационного исследования может бытьформализована как: разработка методологии анализа и оценки устойчивостиБЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ на этапах проектирования и эксплуатации. Реализация данной методологии позволит не только оценивать уровень устойчивости бортового вычислительного комплекса к деструктивному воздействию ЭМИ, но и обеспечивать устойчивость БЦВК путем применения комплексаметодов и средств, например, путем изменения конфигурации бортовой сети.Предложена математическая формализация проблемы синтеза ИСАУБЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ.

Для этого введены следующиеобозначения: G  комплекс мер, формируемых системой анализа устойчивостии направленных на повышение устойчивости бортового комплекса (ObDC) квоздействию ЭМИ. Тогда ObDCG  конфигурация БЦВК с реализованным в немStabilityLevel  ObDC G комплексом мер G, функция, результатом которой явля15ется обеспечение устойчивости БЦВК ObDC к деструктивным воздействиям ЭМИ.В этом случае целевой функцией будет обеспечение максимального общего уровня устойчивости БЦВК StabilityLevel  ObDCG   max , при выполнении ограничений по остальным критериям, предъявляемым к ИСАУ:- к своевременности:ДОПPCB  t  T ДОП   PCBвремени проведения анализаΤ прДОП  Τ прТРДОП, где PCB  0.99 и допустимом;N C  max N CS NУ  max NУS N П  max N ПSsSsSsS- к обоснованности:,и, где:NC, NУ, NП  количество анализируемых сценариев поведения БЦВК при воздействии на его элементы и узлы ЭМИ, число обнаруженных ИСАУ уязвимостей иколичество учитываемых параметров ИСАУ, S  множество вариантов реализаSSSции конфигурации бортового комплекса, N C , NУ , N П  количество анализируемых сценариев воздействий ЭМИ на элементы и узлы БЦВК, обнаруженных уязвимостей и учитываемых параметров s-й реализацией соответственно;- к ресурсопотреблению :ДОПPРЕС  r  RДОП   PРЕСДОП, где PРЕС  0.99 ,RДОП  0.15 (15% от общего ресурса, доступного для выполнения, возложенныхна бортовой комплекс, задач) для критических ресурсов БЦВК.Методологическую систему анализа и оценки устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ на этапах проектирования и эксплуатацииможно представить следующим образом:Met АОУ  МП АОУ  М АС , М ЭМИВ , М ФСВ , М ОУС ,(1)где МП АОУ  комплекс методов по реализации основных этапов методологии иинтеграции отдельных моделей и методов анализа и оценки устойчивостиБЦВК в методологическую систему, М АС  модель анализируемого БЦВК,М ЭМИВ множество моделей ЭМИ воздействий на элементы и узлы БЦВК, М ФСВ модель формирования сценариев ЭМИ воздействий, М ОУС  модель оценкиуровня устойчивости бортового комплекса.Исходными данными для реализации основных этапов методологии анализа и оценки устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ будут:(SDC, SPC , EDB, PЭМИ , Р АУ , R) ,(2)где SDC  спецификация анализируемой БЦВК, SPC  спецификация реализуемой в сети мер и средств обеспечения устойчивости, EDB  внешняя базаданных ЭМИ воздействий, PЭМИ  множество параметров, характеризующихЭМИ воздействия, PАУ  множество параметров, характеризующих процесс16анализа устойчивости, R  требования к уровню стойкости БЦВК.В процессе функционирования интеллектуальная система анализа и оценки устойчивости БЦВК должна реализовывать комплекс мер, позволяющиймаксимально возможно повысить устойчивость БЦВК.

Таким образом, ИСАУдолжна позволять определять множествоV , SC, C, F , G ,(3)при условии StabilityLevel  ObDCG   max ,где ObDCG  конфигурация бортового комплекса с реализованным в нем комплексом мер G, V  множество обнаруженных уязвимостей, SC  сценарииЭМИ воздействий, C  «узкие» места по электромагнитной защищенности бортового комплекса, F  множество показателей устойчивости.Ядром интеллектуальной системы анализа и оценки устойчивости БЦВКк деструктивному воздействию ЭМИ является система обнаружения деструктивных электромагнитных воздействий (ЭМВ), на которую возлагаются функции интеллектуального анализа сценариев электромагнитных воздействий наэлементы и узлы БЦВК и оценки уровня устойчивости бортового комплекса кдеструктивному воздействию ЭМИ.