автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Модели и методы анализа процессов информационного обмена в автоматизированных системах диспетчерского управления МЧС России

Крутолапов Александр Сергеевич

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МЧС РОССИИ

05.25.05 - информационные системы и процессы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

005547173

Санкт-Петербург - 2013

005547173

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Иванов Александр Юрьевич.

Официальные оппоненты: Галишев Михаил Алексеевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, кафедра криминалистики и инженерно-технических экспертиз, профессор кафедры;

Одоевский Сергей Михайлович доктор технических наук, профессор, ФГКОУ ВПО Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного, кафедра организации связи, профессор кафедры;

Фридман Леонид Израилевич доктор технических наук, профессор, Государственный институт экономики, финансов, права и технологий, кафедра информационных технологий и высшей математики, профессор кафедры.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский

государственный политехнический университет

Защита состоится 14 июня 2013 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205.003.02 при Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Автореферат разослан мая 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205.003.02 доктор технических наук, профессор

А.Ю. Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные условия поднимают на новый уровень сложности и многофункциональности инженерно-технические системы объектов, защиту которых обеспечивают подразделения МЧС России. Широкое применение в таких случаях нашли автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ), характеризующиеся применением передовых информационных технологий при управлении аварийными технологическими системами, системами пожарной безопасности, контроля доступа, сохранности имущества и информации, жизнеобеспечения и т.п. Названные автоматизированные системы базируются на сетях передачи данных (СПД), состоящих из комплекса аппаратных и программных средств, средств связи, оповещения, информационных ресурсов и обеспечивающих обработку (сбор, хранение и передачу) информации. Основное назначение АСДУ заключается в обеспечении эффективного и безопасного функционирования инженерных систем охраняемого объекта, предотвращение и оперативное устранение возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС), а также максимальное снижение последствий от их возникновения. Информация с контрольных устройств и датчиков передается в режиме реального времени на центральные пульты контроля и управления, в том числе и на пульты оперативно-диспетчерской связи объектовых подразделений МЧС России, задействованных в поддержании требуемого уровня безопасности защищаемых объектов. Оперативное поступление полной и объективной информации о состоянии жизненно важных систем охраняемого объекта значительно сокращает время, необходимое для принятия решений по пресечению аварий, пожаров и возникновению ЧС. Применение полевых шин как коммуникационной инфраструктуры АСДУ позволяет в полной мере использовать преимущества цифровых технологий.

Организация информационного процесса в автоматизированных системах различного назначения получила солидную научную поддержку. Анализ трудов ведущих ученых в этой области свидетельствует о солидных научных предпо-

сылках для постановки и решения задач по реализации информационного процесса в автоматизированных системах диспетчерского управления МЧС России.

Между тем существующие подходы к решению перечисленных задач носят локальный характер по сферам применения и разрозненный по методам реализации, поскольку не имеют четкого математического и алгоритмического базиса, что позволяет сформировать суждение о существовании проблемной ситуации в рассматриваемой предметной области.

Отсюда вытекает необходимость разработки математических моделей, методов и алгоритмов, обеспечивающих реализацию постоянно ужесточающихся требований к реализации процессов информационного обмена (ПИО) в сетях передачи данных АСДУ. Сказанное свидетельствует об актуальности направления диссертационных исследований.

Цель работы состоит в повышении эффективности процессов информационного обмена в сетях передачи данных АСДУ территориально-распределенных и информационно независимых объектов, охраняемых силами МЧС России, за счет разработки и применения новых моделей и методов.

Научная проблема, подлежащая решению при проведении исследований, заключается в формировании методологического аппарата, направленного на исследование и оптимизацию сетей передачи данных АСДУ и протекающих в них информационных процессов. Из нее вытекает ряд следующих укрупненных научных задач:

— разработка моделей и методов исследования процессов информационного обмена в сетях передачи данных на основе полевых шин;

— разработка моделей и алгоритмов автоматизации обеспечения работоспособности СПД территориапьно-распределенных объектов;

— разработка моделей и алгоритмов выявления и исправления прерываний вне протокола процессов информационного обмена на прикладном уровне.

Объект исследования - сети передачи данных АСДУ территориапьно-распределенных охраняемых объектов МЧС России.

Предмет исследования — методы, модели и алгоритмы процессов информационного обмена в сетях передачи данных.

Методы исследований. Общей методологической основой исследования является системный анализ управления сложными техническими системами. Выполненные теоретические исследования базируются на использовании современных методов математического моделирования, математической логики, теории графов, теории надежности, теории множеств, теории графов, анализа вычислительных алгоритмов, теории распределенных вычислений, теории расписаний, объектно-ориентированного программирования, ситуационного и лингвистического подходов к управлению.

Результаты диссертационного исследования, полученные автором лично и выносимые на защиту в форме научных положений, определяющих методологические основы построения и эксплуатации СПД АСДУ территориаль-но-распределенных охраняемых объектов, включают в себя:

1. Модель процессов информационного обмена, методики и алгоритмы оптимизации ресурсов и имитационной модели процессов информационного обмена.

2. Модель и метод представления сети передачи данных, алгоритмы поиска компонентов сети, вызвавших нарушение ее функционирования, и выбора рекомендаций по восстановлению ее работоспособности.

3. Математическая модель и метод восстановления ПИО на прикладном уровне, включающая в себя среду формирования прерываний вне протокола.

4. Математическая модель потоков информационного обмена и метод обнаружения и предотвращения несанкционированных прерываний ПИО. Имитационная модель процессов информационного обмена в СПД.

Научная новизна и теоретическая значимость полученных результатов в области построения и эксплуатации СПД АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов заключаются в том, что согласно целям и задачам диссертации разработаны:

1. Модель ПИО в СПД на основе полевых шин, позволяющая осуществить вероятностное моделирование среды, включающая:

— математическую модель процессов информационного обмена, которая базируется на математическом аппарате многопотоковых систем массового обслуживания сложной структуры, построена с использованием замкнутых сетей Маркова для описания трафика сообщений и позволяет оптимизировать управление ресурсами сети;

— методику оптимизации ресурсов СПД, разработанную с использованием множителей Лагранжа для минимизации средней задержки сообщений и учитывающую ограничения на пропускную способность и стоимостные характеристики каналов информационного обмена.

2. Методы поиска нарушений функционирования сети и выбора рекомендаций по устранению нарушений ее функционирования, базирующиеся на модели представления СПД и алгоритмах поиска компонентов, вызвавших нарушение функционирования сети, и выбора рекомендаций по восстановлению работоспособности, основанных на специальных продукционных правилах, использующих лингвистическое представление состояний, событий и ситуаций сети.

3. Модель ПИО в СПД на прикладном уровне, включающая методику восстановления процессов информационного обмена на основе разработанных математической модели и алгоритмов выявления и исправления прерываний вне протокола, отличающаяся регламентацией этих процессов на основе фиксации логического времени пути и позволяющая восстановить их, используя информацию о приоритетах. Математическая модель базируется на недетерминированных конечных автоматах с предикатами и отличается введением в автомат логических условий возникновения прерываний вне протокола.

4. Имитационная модель ПИО, включающая методику обнаружения и предотвращения несанкционированных прерываний, построенную на основе алгоритмов анализа и изменения свойств маркированного потокового графа с использованием математической модели и комплекса вероятностного моделирования среды в СПД, построенного на основе математической модели потоков информационного обмена. Модель использует ориентированные маркированные графы и позволяет описывать логические пути недетерминированных про-

цессов информационного обмена с произвольно структурированными данными, формализуя их взаимодействие при асинхронной посылке сообщений.

Практическая значимость и реализация результатов заключаются в их применении с целью повышения эффективности и надежности функционирования АСДУ при проведении следующих работ:

- создание системы уменьшения количества несанкционированных прерываний и потерь сообщений в сети передачи данных ФКУ «Центр управления в кризисных ситуациях Главного управления МЧС России по Ленинградской области»;

- внедрение алгоритмов специального аппаратно-программного обеспечения и тестирования современных средств информационного обмена в АСДУ в ФКУ «Центр управления в кризисных ситуациях Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу»;

- модернизация и комплексная отладка СПД АСДУ в учебном процессе Санкт-Петербургского Государственного технологического института (Технического университета);

- внедрение системы поддержки работоспособности СПД, используемой в учебном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

К тому же, полученные результаты использованы для совершенствования информационного обеспечения технологического процесса приготовления растворов поверхностно-активных веществ для среднекратной химической пены в объектовой пожарной части ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» (г. Кириши). Реализация предложений позволила повысить производительность установки путем сокращения времени задержки сообщения в сети управления технологическим процессом.

Достоверность научных положений, результатов, выводов и рекомендаций, приведенных в диссертационной работе, достигнута за счет:

- корректного применения хорошо зарекомендовавшего себя методологического и математического аппарата;

- комплексного сочетания различных методов исследования;

— использования методов, адекватных природе изучаемых процессов информационного обмена;

— верификации отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, используемых в теории сложных технических и информационных систем.

Публикации. Для представления наиболее важных результатов исследований и практических разработок из имеющихся у соискателя публикаций выбрано 10 источников, рекомендованных ВАК для публичной апробации докторских диссертаций, 1 монография, 33 доклада на всероссийских и международных конференциях, 7 статьей в научно-технических журналах. В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в постановке проблемы и формализации задач, теоретическом обосновании подходов и создании инструментальных средств их решения. Список основных работ приведен в конце автореферата.

Реализация. Результаты внедрены в практическую деятельность ФКУ «Центр управления в кризисных ситуациях Главное управление МЧС России по г. Санкт-Петербургу», ФКУ «Центр управления в кризисных ситуациях Главное управление МЧС России по Ленинградской области», отдела контроля и управления инженерными системами и системы обеспечения пожарной безопасности ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез».

Научные результаты и разработанные в рамках диссертационного исследования модели, методы и алгоритмы повышения эффективности информационного обмена в АСДУ внедрены в учебный процесс Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России и Санкт-Петербургского Государственного технологического института (Технического университета).

Апробация результатов. Основные положения диссертационных исследований докладывались и обсуждались на Научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008 г.); V Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия тер-

рористическим и криминальным взрывам» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009 г.); Международной научно-практической конференции «Пожары на природных территориях северо-запада России и Финляндии» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010 г.); VI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011 г.); Научно-практической конференции, посвященной 183-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), 2011 г.); XVII Международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости функционирования стран и регионов в условиях кризисов и катастроф современной цивилизации» (Москва, 2012 г.); Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012 г.); III Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах» (Учебно-спасательный центр «Вытегра» МЧС России Вытегорский р-н, Вологодская область, 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Воронежский институт ГПС МЧС России, 2013 г.) и других.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 268 источников, содержит 327 страниц, 17 таблиц и 123 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, защищаемые положения, изложено содержание диссертационной работы по главам.

В первой главе «Системный анализ проблем построения и эксплуатации сетей передачи данных АСДУ» приведены результаты исследования сетей передачи данных АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов. Проведена формализация организационного управления ГПС МЧС России.

Показано, что формализованное представление информационных потоков, в виде системных моделей, обеспечивает обозримость и прозрачность управления. Выявлено, что информационные процессы СПД АСДУ имеют распределенный характер. Сбор, систематизация, обработка и хранение информации осуществляются в отдельных подразделениях. Наиболее целесообразным вариантом построения СПД является топология клиент-сервер, позволяющая интегрировать информационные потоки, а значит наиболее эффективно решать проблемы их координации. В техническом аспекте выделяется развитие распределенной СПД по структурным подразделениям в качестве клиентской части и осуществление централизованных способов систематизации, классификации, обработки, хранения информации в серверной части. Выявлена и сформулирована проблема диссертационной работы и обозначено генеральное направление ее решения.

Системный анализ предполагает разработку оптимального и жизнеспособного комплекса аппаратурных и программных средств, реальных с технической, экономической, функциональной точки зрения. Структурные исследования на базе системного анализа с использованием обобщенных характеристик отдельных компонентов позволяют выбрать базовую топологию сети.

На базе детальных моделей выбранная топология уточняется, определяются параметры ее компонентов. В качестве основных функциональных характеристик рассматриваются достоверность передачи информации, живучесть СПД, время реакции системы. Сложность СПД обусловлена наличием в составе сис-

темы технических средств, проводящих вычисления, обеспечивающих обмен сообщениями, хранение и передачу данных, а также программных средств, которые позволяют реализовать функции прикладного и сетевого программного обеспечения.

Для СПД определяется состав основных параметров внешних характеристик — технических, экономических, социальных. При описании состава функций используют понятия модели, содержащей семь уровней. Каждый уровень должен содержать набор функций, параметры которых существенно влияют на внешние характеристики системы в целом.

Анализ практики исследования СПД показывает сложность стоящей перед исследователем проблемы. Для достижения конкретных результатов необходимо ее упростить, сделать более конкретной. С этой целью в работе были выбраны отдельные задачи, каждая из которых доведена до конкретного результата, начиная от теории и кончая примером практического применения:

- оптимизация распределения ресурсов сетей промышленной автоматизации на основе полевых шин;

- управления восстановлением информационного обмена в сетях передачи данных охраняемых объектов;

- обеспечение работоспособности сетей передачи данных охраняемых объектов;

- обеспечение качества информационного обслуживания в распределенной сети передачи данных.

В совокупности перечисленные задачи позволили обеспечить на высоком теоретическом и практическом уровне построение и функционирование сетей передачи данных АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов силами МЧС России.

Вторая глава «Теоретические основы описания процессов информационного обмена» содержит описание предложенных в работе следующих математических моделей, характеризующих ПИО в АСДУ ГПС МЧС России.

Модель ПИО в СПД на основе полевых шин, позволяющая осуществить вероятностное моделирование среды, включающая математическую модель процессов информационного обмена. Модель ПИО базируется на математическом аппарате многопотоковых систем массового обслуживания (СМО) сложной структуры, отличающаяся использованием замкнутых сетей Маркова для описания трафика сообщений и позволяющая оптимизировать процессы управления ресурсами сети.

Погруженный канал можно рассматривать как такой же канал, действующий независимо от сети, но с пуассоновским потоком на входе, интенсивность которого равна интенсивности, задаваемой сетью. Теперь /-й канал можно представить в виде системы М/М/ 1 с пуассоновским потоком интенсивности X, на входе и показательным временем обслуживания со средним 1 /ц секунд. При получении основного результата были сделаны предположения, что время обработки в узле и время распространения равны нулю.

Модель позволила предложить методику оптимизации ресурсов СПД, построенную с использованием множителей Лагранжа для минимизации средней задержки сообщений и учитывающую ограничения на пропускную способность и стоимостные характеристики каналов информационного обмена.

Методы поиска нарушений функционирования сети и выбора рекомендаций по устранению нарушений ее функционирования, базирующихся на модели представления СПД и алгоритмах поиска компонентов, вызвавших нарушение функционирования сети, и выбора рекомендаций по восстановлению работоспособности, базирующихся на специальных продукционных правилах, использующих лингвистическое представление состояний, событий и ситуаций сети.

Математическая модель восстановления процессов информационного обмена базируется на недетерминированных конечных автоматах с предикатами и отличается введением в автомат логических условий возникновения прерываний вне протокола.

Среди автоматных моделей наиболее приемлемыми являются расширенные автоматы (недетерминированные конечные автоматы (НКА) с предиката-

ми), поскольку в них используются предикаты, существенно уменьшающие вычислительную сложность и, как следствие, поиск пути между требуемыми состояниями происходит существенно быстрее даже при быстром росте числа состояний. В диссертации НКА с предикатами представлен ориентированным графом, вершины которого соответствуют состояниям НКА, а дуги - переходам НКА. Дуги помечены системой ограничений и системой присваиваний. Каждому пути в НКА с предикатами можно поставить в соответствие линейную функцию (систему присваиваний) имеющую область входных значений, описываемую системой линейных неравенств (системой ограничений).

Модель гарантирует сокращение вычислительных операций при выявлении и исправлении прерываний вне протокола.

Позволяет поставить ПИО в соответствие техническому средству, участвующему в реализации конкретных протоколов. Такими техническими средствами на прикладном уровне являются рабочие станции и серверы, между которыми организуется информационный обмен.

Введение процедур фиксации времени логического пути и информирования о движении ПИО определяют условия для выявления и исправления прерываний вне протокола.

Предложен алгоритм построения имитационной модели ПИО, включающий математическую модель и методику выявления и предотвращения несанкционированных прерываний. При этом был использован аппарат маркированных потоковых графов. Такое представление позволяет описать ПИО в виде информационно -логического графа и соответствующего ему маркированного потокового графа, который формализует обмен сообщениями с разной структурой, состоящими из разнотипных данных.

Модель описывает обмен сообщениями между процессами через каналы на основе теории очередей. Длина очереди (или глубина буфера в ней), равна числу входных сообщений, а ширина буфера совпадает с числом атомарных объектов в компоненте сообщения. Введено ограничение на число очередей

(буферов), которое предполагается равным числу компонентов входного сообщения для соответствующего процесса.

Установлены дополнительные ограничения по синхронности ПИО. Компоненты сообщения от процесса-производителя пересылаются сразу же по мере формирования в соответствующие каналы процессов-потребителей. Процесс-потребитель инициируется лишь тогда, когда переданы необходимые компоненты сообщения от процессов-производителей. Имеется возможность анализировать информационные потоки за счет меток, присваиваемых дугам или вершинам графа, представляющим семантические свойства ПИО в СПД.

Метки присваиваются дугам и вершинам по заданным правилам при разметке графа в соответствии с предложенной процедурой сопоставления. В контексте анализа под информационными потоками понимается не только передача операндов (данных), но и сигналов управления и синхронизации параллельных процессов. Модель позволяет анализировать асинхронные процессы сложной структуры и учесть допустимые состояния оконечных устройств, также предотвратить блокировку ПИО из-за отсутствия входных сообщений за счет согласования параметров очередей сообщений. Наличие у подобных моделей таких свойств, как распределение процессов во времени, а также асинхронный обмен разнородными сообщениями потребовал исследования их реализуемости и алгоритмической разрешимости.

Третья глава «Имитационная модель процессов информационного обмена в сетях АСДУ на основе полевых шин» посвящена построению математической модели ПИО в СПД АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов на основе полевых шин. Решена задача управления процессами информационного обмена в таких сетях на этапе их проектирования, позволяющая повысить эффективность функционирования сетей и увеличить их пропускную способность за счет оптимального распределения ресурсов.

Математическая модель базируется на математическом аппарате многопотоковых систем массового обслуживания сложной структуры, отличающаяся использованием замкнутых сетей Маркова для описания трафика сообщений и

позволяющая оптимизировать процессы управления ресурсами сети. Предполагается, что рассматриваемые каналы связи и узлы являются надежными, влияние шумов незначительно. Время обработки в узле и время распространения сообщения в канале связи является постоянным и пренебрежимо малым. Трафик, поступающий в сеть из внешних источников, образует пуассоновский процесс. Средняя задержка сообщения в СПШ определена как одномерный критерий качества системы.

В задаче оптимизации варьируется положения узлов, требования к трафику, стоимость каналов, а также предполагается, что используемые потоки являются реализуемыми. Решение задачи позволяет оптимально распределить ресурсы СПД.

Сформулируем задачу оптимизации ресурсов СПД на основе полевых шин (на примере сети P-NET). Пусть А = {з,;/ = 1,|л|) - множество сообщений в сети, S = {s,;/ = 1,|S'|} - множество ошибочных сообщений в сети. Тогда задача анализа сводится к нахождению и идентификации ошибочных сообщений a, eS. Введем: N = = 1,|Л'|) - множество узлов сети, С = = 1,|С|} — множество сетевого оборудования, т — средняя задержка сообщения в сети. С помощью этой величины можно проводить оценку производительности сети. Чем меньше задержка сообщения в сети, тем производительнее сеть. Тогда задача оптимизации распределения ресурсов сети запишется как: Tip^rij,^)-* min, где а, е А , п j,nk е. N, j * к . Требуется минимизировать задержку сообщения а, при передаче из узла в узел пк.

Ввиду фиксированной процедуры выбора маршрутов в сети P-NET, введем множество топологий сети: р = {p^i = 1,\р\]. Под топологией здесь понимается множество связей между узлами сети. Введем: M = {m,\i = 1,|М|} - множество м

шин сети, D = 2^ сИ(С,) - стоимость построения каналов сети, где d, - некоторая стоимостная функция построения канала. При решении задачи оптимизации осуществляется выбор пропускных способностей каналов и реализуются

алгоритмы: выбора маршрутов, управления потоками, выбора топологии сети. Оптимизация трафика в канале включает отыскание для каждой линии таких средних интенсивностей потоков сообщений, которые дают минимальную среднюю задержку сообщения. Разработанная методика состоит из следующих этапов.

На первом этапе используется метод множителей Лагранжа, который обеспечивает поиск безусловных экстремумов функции при ограничениях-равенствах. Решение системы дифференциальных уравнений позволяет выбрать топологическую структуру сети, имеющую минимальную среднюю длину каналов. На втором этапе с помощью алгоритма поиска кратчайших путей Флойда реализуется итеративная процедура нахождения матрицы кратчайших путей для всех узлов сети. Третий этап позволяет определить являются ли начальные потоки реализуемыми в пределах заданных ограничений. На четвертом этапе при известном реализуемом начальном потоке находятся локальные минимумы функции задержки сообщения из реализуемого множества потоков. На завершающем этапе выполняется итеративная процедура выбора оптимальной топологии на основе результатов проведенных расчетов.

Рассмотрена имитационная модель ПИО в сетях АСДУ, которая использует математическую модель ПИО и методику оптимизации ресурсов СПД на основе полевых шин. На рисунке 1 представлена структура имитационной модели ПИО СПШ с календарем событий. Управляющая часть содержит: блок управления моделированием; блок диалога; блок обработки результатов моделирования; календарь событий.

Рисунок 1 - Структура имитационной модели ПИО в СПШ

В имитационной модели ПИО выделяются события: поступление заявок на один из терминалов, функционирование канала, режим ожидания, поиск оптимальной пропускной способности сети, окончание моделирования. Модель предусматривает аналитическое задание параметров сети, оптимизацию ее пропускной способности и реализует методы покоординатного спуска и линейного поиска. Варьируемым параметром выступает пропускная способность сети, а критерием эффективности функционирования сети - минимальное значение среднего времени задержки сообщения.

Результатом исследования стал программно-аппаратный комплекс оптимизации ресурсов СПД АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов на основе полевых шин. Комплекс оптимизации - совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для контроля за параметрами сети, их анализа и формирования предложений по оптимизации. Основу комплекса составляет система анализа протокола - это программно-аппаратное средство, предназначенное для контроля, просмотра состояния и функционирования сети. Он физически подключается к сети и перехватывает данные, пере-

даваемые по кабелю этой сети, декодируя и анализируя их. Из существующих систем анализа протокола полевых шин на сегодняшний день известны системы, разработанные под полевую шину LonWorks и Profibus, которые обладают высокой производительностью, развитыми средствами визуализации, большими возможностями аппаратной поддержки. Указанные средства не позволяют провести оптимизацию ресурсов сети.

Использование программно аппаратного комплекса при разработке распределенной системы управления технологической демонстрационной установкой с использованием сети P-NET позволило в 1,19 раза повысить пропускную способность проектируемой сети. Проведенная проверка работоспособности предложенной модели с данными большой размерности позволило почти в 2 раза уменьшить количество используемого оборудования в оптимизируемой сети.

В четвертой главе «Автоматизация обеспечения работоспособности СПД территориально-распределенных АСДУ» проводится построение методики поиска нарушений функционирования СПД АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов и методики выбора рекомендаций по устранению нарушений. Проведен анализ подходов к построению сетей, их диагностике, анализ возможных организационно-технических мероприятий и основных подходов к оперативному принятию решений при устранении сбоев в работе СПД, сформулированы задачи автоматизации поддержки процесса обеспечения ее работоспособности.

Локальная сеть представляется в виде иерархической структуры, в которой можно выделить магистральный, распределительный уровни и уровень доступа. Существует группа компонентов сети, которые можно детализировать, образуя тем самым набор детализированных компонентов более низкого уровня абстракции. Поэтому СПД представляется в виде гиперграфа. На каждом уровне абстракции сеть и ее компоненты можно представить в виде множества составляющих, подразделяющихся на три группы: множество соединяемых детализируемых или недетализируемых компонентов сети; множество промежуточных устройств и множество каналов передачи данных.

Сеть N можно представить в виде «тройки»: Ь - множество локальных подсетей; Я - множество промежуточных устройств сетевого уровня; М - множество отрезков магистралей и представить как множество N = {Ь, Я, М}. Локальную подсеть Ь можно представить в виде следующих составляющих: Б -множество сетевых сегментов; 8\у - множество промежуточных устройств канального уровня; Сп - множество линий связи, соединяющих элементы множеств 8 и Буу. Локальная подсеть имеет вид Ь = (Б, Сп). Сетевой сегмент 8 можно представить в виде следующих составляющих: Е - множество экземпляров оконечного оборудования; Н - множество промежуточных устройств физического уровня; С8- множество линий связи, соединяющих элементы множеств Е и Н. Сетевой сегмент Б=(Е, Н, Се). Окончательная схема детализации сети по уровням представлена на рисунке 2.

Магистральный уровень

/ / / /

ь к м

/

Распределительный уровень

/ / / /

Б 8\у Сп /

Уровень доступа

/ / / /

Е Н Сэ /

Рисунок 2 - Схема детализации компонентов сети по уровням

Сетевые составляющие можно подразделить на: детализируемые (ОС) и недетализируемые (N0). Недетализируемые сетевые составляющие делятся на промежуточные устройства (ТО) и каналы (С). Сетевые составляющие сети множеств ОС и Е составляют множество соединяемых компонентов сети ЛС. Схема сети на каждом уровне абстракции (Еу) представима в виде «тройки»: Ьу,= {ЯС;, ТО,, С,}, где Еу, - схема сети на ¡-м уровне абстракции.

На основе модели представления сети разработан алгоритм поиска нарушений функционирования вычислительной сети (рисунок 3).

Существует ситуационное правило, описывающее текущее состояние сети

Провести поиск компонентов вычислительной сети, создавших _нештатную ситуацию

Компоненты сети, создавшие нештатную ситуацию, явно определены

Структура сети N. Факт некорректного функционирования сети

Представить сеть N с точки зрения магистрального уровня абстракции

Правило отсутствует

Зафиксировать текущее состояние сети для его дальнейшего исследования и описания экспертами

Г.я проблемной ситуации, информация о компонентах | сети, создавших нештатную ситуацию )

Рисунок3-Алгоритм поиска компонентов сети, вызвавших нарушение ее функционирования

При поиске компонентов сети, создавших нештатную ситуацию, происходит просмотр контролируемых признаков каждой сетевой составляющей на текущем уровне представления. Так как для возвращения сети в режим штатного функционирования необходимо принимать оперативные решения, то для поиска причин сбоев в сети и способов их устранения выгодно использовать ситуационный подход. При использовании ситуационного подхода часто руководствуются группой правил. Ситуационные правила позволяют по результатам диагностики определить имя текущего состояния сети, а также выявить компоненты, нарушающие ее функционирование. Из назначения правил следует их формат:

(ри еР^^СРли,

где СР - имя текущего состояния сети, и — множество компонентов, создавших нештатную ситуацию, ру — контролируемый j-й признак /-го типа составляющей сети, исследуемый при нахождении сети в состоянии СР, Ру - множество значений у'-го контролируемого признака /-го типа составляющей сети, и> - количе-

ство проверяемых типов составляющих сети (/ = 1,м>); «->» (импликация), «Л» (логическое «и»), «е».

Имя проблемной ситуации, информация о компонентах сети, создавших нештатную ситуацию

Среди компонентов сети есть недоступные

Произвести детализацию недоступных компонентов но модели представления вычислительной сети

Произвести поиск правила выбора организационно-технических мероприятий для текущего состояния СР и наибольшего количества типов компонентов детализированной сетевой составляющей, входящих во множество составляющих сети Т, создавших нештатную ситуацию

Среди компонентов сети отсутствуют недоступные

Произвести поиск правила выбора организационно-технических мероприятий для текущего состояния сети СР и множества Т, соответствующего найденным компонентам

Сформировать статистику по найденному правилу выбора организационно-технических мероприятий для выдачи в качестве выходных данных процесса поиска комплекса

Комплексы организационно-технических мероприятий, способных вернуть сеть в режим штатного функционирования

Рисунок4—Алгоритм выбора обоснованного комплекса организационно-технических мероприятий, позволяющих вернуть сеть в режим штатного функционирования

Алгоритм выбора обоснованного комплекса организационно-технических мероприятий, позволяющих вернуть сеть в режим штатного функционирования, представлена на рисунке 4. Когда подходящие правила выбора организационно-технических мероприятий найдены, по ним определяются комплексы мероприятий, способных вернуть сеть в режим штатного функционирования. Общий вид правила выбора организационно-технических мероприятий:

где СР — имя проблемной ситуации; Т - множество компонентов сети, создавших нештатную ситуацию (ТсТОиЕиС), для которых явно определены организационно-технические мероприятия; А, - конкретный комплекс организационно-технических мероприятий над компонентами Т, способный привести сеть в режим штатного функционирования, %(/,) - конкретное организационно-техническое мероприятие комплекса_/ над компонентом сети, который относится к типу сетевой составляющей г, v, - количество мероприятий в комплексе г, / -тип конкретного сетевого компонента.

Предложенные алгоритмы в комплексе решают задачу автоматизации процессов поиска сбоев в работе сети и формирования рекомендаций по их устранению. В дальнейшем проводится разработка и исследование структуры, алгоритмов функционирования и информационного обеспечения системы поддержки работоспособности СПД. Приведена группа алгоритмов функционирования системы. Наиболее весомыми из них являются алгоритмы поиска компонентов сети, вызвавших нарушение ее функционирования, и выбора рекомендаций по восстановлению работоспособности вычислительной сети. Предложены варианты информационного обеспечения системы и структура базы знаний системы. Приведен список контролируемых признаков для определения текущего состояния сети.

В целях доказательства практической применимости модели и основанных на ней методик была описана структура сети Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России посредством предлагаемой модели. Для доказательства корректности рекомендаций по устранению сбоев в работе сети была собрана группа экспертов из числа специалистов, обслуживающих данную сеть. Была проведена имитация ряда сбоев в работе сети и сформированы правила для исследуемых ситуаций. Для доказательства практической целесообразности предлагаемых методик, были проведены наблюдения за фрагментом данной сети до и после внедрения системы поддержки обеспечения ее работоспособности.

Для наглядности была сформирована общая статистика неполадок в работе сети путем вычисления показателей, полученных в результате группировки

выявленных при анализе повседневной статистики отказов. Фиксировались общее количество сбоев в сети, общее и среднее время их устранения. После этого аналогичная статистика велась для сети после внедрения программного комплекса системы поддержки работоспособности СПД территориапьно-распределенных охраняемых объектов. При наблюдении фиксировались параметры таких неисправностей, как «Отказ канала», «Ненадежность канала», «Отказ устройства», «Высокая задержка реакции устройства», «Некорректная работа устройства». Общая статистика, полученная в результате наблюдений за функционированием сети, представлена рисунке 5.

Рисунок 5 - Общее время (минут) устранения конкретных сбоев в сети за исследуемый период

Общее время устранения сбоев в сети уменьшилось на 19 %. Это свидетельствует о том, что внедрение системы поддержки работоспособности СПД позволяет более оперативно устранять нарушения работы устройств сети. Программный комплекс системы поддержки работоспособности СПД был успешно внедрен в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России, что доказывает практическую значимость методик, на которых основан принцип его функционирования.

В пятой главе «Алгоритмическая модель процессов информационного обмена в сетях передачи данных при наличии прерываний вне протокола» рассмотрена модель ПИО, основанная на предложенной во второй главе матема-

тической модели восстановления процессов информационного обмена при наличии прерываний вне протокола ПИО в СПД АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов.

Модель базируется на аппарате недетерминированных конечных автоматов (НКА) с предикатами и включает прерывания вне протокола, возникающие в ПИО. Линейные предикаты, используемые в модели, позволяют сократить вычислительную сложность обнаружения прерываний вне протокола.

Методика обнаружения и коррекции прерываний вне протокола (ПВП) построена на основе математической модели восстановления процессов информационного обмена, и позволяет обнаружить при эксплуатации прерывания и восстановить ПИО на основе информации о текущем состоянии сети передачи данных.

Методика обуславливает создание гибкой настройки параметров обнаружения и коррекции под реальные условия эксплуатации и ориентирована на восстановление ПИО на прикладном уровне в СПД.

Выделено два вида прерываний вне протокола, образующих полную группу событий: столкновение, неопределенность. Столкновения возникают вследствие инициализации разными процессами одной и той операции, что может привести к блокировкам в работе протокола. Данный вид прерывания нарушает формальные внешние правила построения протокола, он может быть отнесен к синтаксическим логическим ошибкам.

Неопределённости вызываются столкновениями различных последовательностей операций одного и того же процесса. Данный вид прерывания возникает, когда у процесса существуют несколько различных последовательностей операций, ведущих к одному и тому же состоянию. Прерывания вне протокола типа «неопределённости» не входят в противоречие с формальными правилами и не блокируют процессы протокола, однако могут приводить к созданию более сложных воздействий на его функционирование. На основе модели разработана методика обнаружения и коррекции прерываний вне протокола ПИО в СПД, которая состоит из четырех этапов.

На первом этапе производится формирование начальных условий для определения нормального режима функционирования сети передачи данных. Сформулированы условия логической завершенности и допустимости, относящиеся к протоколу информационного обмена С'. Два множества й р\ (в.е') и Я р2 (з) называются логически завершенными при выполнении следующих условий для пары состояний .$/ е Бр! и б2 е Бр2 . Если я2 е Ср] (я.е'), то операция е' должна принадлежать множеству Яр2 Сч2). Если л1/ е С р2 (5,е% то операция е' должна принадлежать множеству Я р! Протокол информационного обмена Сбудем считать логически завершенным, если все состояния и переходы соответствующего ему НКА с предикатами удовлетворяют условиям, описанным выше. Отсюда вытекают условия логической завершенности протокола, проверяемые путем анализа любых пар множеств Я р1 (з,) и С р, (л\е

Если протокол С'является логически завершенным, то некоторое объединенное состояние <5/ , 5/>, где е Б'р1 и е Б'р^ называется допустимым (<5/, Л)>е Бдо,,), если имеют силу следующие соотнощения:

На втором этапе информационного обмена осуществляется последовательный перебор операций е'. Если в описании процесса РI имеется дуга помеченная операцией е, ив описании процесса Р2 имеется дуга , помеченная операцией е¡, то добавить если это объединенное

состояние не было ранее зафиксировано. Далее происходит проверка на допустимость объединенного состояния.

Исходное условие 5, е С Pj{s,e ) .V, е С р, (.ь\ е )

Результат е'е Яр, (л-,) е'е Яр^)

Исходное условие V е' е Тр, ) Уе'е Тр^])

Результат 5, е С/А С^. е) е С р] , е )

На третьем этапе определяется логическое время пути г, как число переходов процесса при следовании его из корня дерева. Характеристика т присваивается любой операции е', выполняемой конкретным процессом Л- Если другие процессы получают сведения об операции е\ то им становится известным факт прохождения удаленного процесса через любую вершину на определенном расстоянии от корня, выраженном величиной размерности г.

Прерывание вне протокола обнаруживается при сопоставлении состояния протокола для процесса Pt в известный момент т логического времени с аналогичными состояниями протокола, соответствующими другим процессам при том же т.

Прерывания вне протокола могут иметь место, если только параллельные процессы исходят из общей вершины при фиксированном т. Совпадение некоторых состояний в путях, отвечающих сочетаниям отдельных процессов, не приводят к прерываниям вне протокола, если это совпадение происходит при различных величинах т. Объединенное состояние <л„ s/> проверяется на допустимость, и недопустимое состояние корректируется. Применительно к каждому состоянию S/eS протокола С'вводится соотношение приоритетов Qc-[Sf(P„e,)] < Qc[Sf(Pj,ej)] для исходных процессов Р„ Pj при условии, что возможные переходы связаны с выполнением операций соответственно е,,еу. Данное соотношение задает степень важности и очередность выполнения операций при столкновении процессов. Предположим, что при движении процессов Pi и Р2 имеет место соотношение приоритетов Qc [so (Рг^г)] > Qc [■'»о {Р\, еО]. Тогда, при условии, что столкновение процессов в вершине с логическим временем т0 обнаружено, процедура возвращает процессы в заданную вершину. Разработанная методика позволяет обнаружить прерывания вне протокола и восстанавливать ПИО на основе информации о текущем состоянии.

Для решения задачи повышения качества обслуживания ПИО была разработана имитационная модель протокола прикладного уровня RFB (remote framebuffer), используемого в системе удалённого доступа к рабочему столу компьютера VNC (Virtual Network Computing). В ней моделируется обмен сообщениями между компьютером, использующим VNC и сервером, к которому

происходит удаленный доступ. Имитационная модель включает математическую модель ПИО в СПД, и методику обнаружения и коррекции прерываний вне протокола. Структура алгоритмической модели представлена на рисунке 6.

Информационная часть БД

Схема сети

Обработка результатов моделирования

Среда вРЭв

Функциональная часть

Модуль генерации сообщений

Модуль пересылки сообщений

Модуль генерации логических прерываний

Модуль коррекции внепротокольных прерываний

г Управляющая часть

Транзакты (заявки) Устройства

Блоки вРЗЗ Таймер

Статистика вРЗЭ

Рисунок 6 - Структура алгоритмической модели в среде СРББ

Имитационная модель была реализована средствами языка ОРББ. Модель позволяет произвести моделирование с учетом данных о параметрах компонентов сети передачи данных, связях между ними. Был определен характер зависимости основных характеристик протокола от параметров сети. Средняя длина очереди зависит лишь от числа потоков и не зависит от пропускной способности сети. Коэффициент использования пропускной способности для нескольких одновременных потоков близок к единице при всех значениях пропускной способности сети от 64 Кб/с до 2.048 Мб/с. Процесс передачи сообщений в сеть моделируется реализацией имитационными средствами случайных задержек, передаваемых сообщений и актов их возможной потери. Для описания передачи каждого отдельного сообщения задаются такие параметры, как вероятность доставки сообщения адресату и среднее значение времени доставки.

Использовались два сценария моделирования VNC в сетях передачи данных предприятия с использованием методики обнаружения и коррекции прерываний вне протокола и без использования методики. Проведены эксперименты при двух различных значениях пропускной способности каналов: 128 Кб/с и 1024 Кб/с.

Параметры для ПС канала, равные 128 Кб/с и 1024 Кб/с, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры моделирования

Параметр Значение для ПС 128 Кб/с Значение для ПС 1024 Кб/с

ПС вспомогательных каналов 0, 1, 2,3 100 Мб/с 100 Мб/с

Задержка каналов 0, 1,2.3 0.01 с 0.01 с

ПС основных каналов 4, 5 128 Кб/с 1024 Кб/с

Задержка каналов 4, 5 0.1 с 0.1 с

Время моделирования 20000с 20000с

Макс, размер очереди маршрутизатора 16 Кбайт 16 Кбайт

Результаты моделирования представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты моделирования

Пропускная способность

Без применения методики С применением методики

128 1024 128 1024

Коэффициент использования ПС 95.38% 97.81% 97.2% 98.1%

Средняя скорость потока, б/с 122285 1001627 127402 1028652

Число прерываний вне протокола 5716 47051 5716 47051

Число переданных сегментов 300841 2476392 300841 2476392

Число повторно переданных сегментов 5716 47051 1504 12382

Из полученных данных видно, что при применении методики обнаружения и коррекции прерываний вне протокола доля повторно переданных данных уменьшится, а коэффициент использования ПС увеличится за счет применения управляющих сообщений.

Выполненные исследования показали, что повысить качество обслуживания можно благодаря сокращению объема повторно переданных данных, причиной которого являются ПВП. Данный факт нашел свое обоснование на рисунке 7.

Рисунок 7 - Изменение доли повторно переданных данных О во времени I: I — без применения алгоритма выявления ПВП, 2- с применением алгоритма выявления ПВП

Для проведенных экспериментов повышение качества обслуживания достигается за счет меньшей доли повторно переданных данных, возникающих из-за прерываний вне протокола. Имитационная модель проверена на адекватность.

Шестая глава «Имитационная модель процесса информационного обмена на основе маркированных потоковых графов» содержит описание алгоритмов обнаружения и предотвращения несанкционированных прерываний ПИО в сетях передачи данных АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов. Имитационная модель ПИО использует предложенную во второй главе математическую модель и методику обнаружения и предотвращения несанкционированных прерываний, которая основана на теории маркированных графов и описывает сложные логические пути недетерминированных ПИО с произвольно структурированными данными.

Методика состоит из следующих этапов. Построение графа, соответствующего ПИО в сетях передачи данных. Задание минимальной разметки графа. Сопоставление полученному графу равносильного графа без контуров. Анализ свойств полученного графа. Проверка разметки графа на стационарность. Вывод о достижимости стационарной разметки. Интерпретация полученных результатов.

Предложено правило предотвращения блокировок, которое заключается в изменении назначения одной из попарно конкурирующих операций ПИО, при этом не уменьшается суммарное время использования коммуникационных узлов и не увеличивается суммарная загрузка каналов обмена данными, задействованных до возникновения блокировки.

Предложен критерий предотвращения блокировок операций обмена данными, который состоит в том, чтобы обеспечить минимум коэффициента использования каналов обмена с соблюдением необходимых ограничений. Управление ПИО осуществляется в зависимости от временных параметров контрольных событий, обусловленных взаимодействием процессов, занятостью ресурсов. Динамическое управление параллельными процессами информационного обмена может происходить на основе их статического прогнозирования.

Столкновения могут быть обусловлены неудачным выбором алгоритма маршрутизации коммуникационной сети при передаче данных. Известны две основные стратегии передачи сообщений - это коммутация каналов и коммутация пакетов. Первая стратегия характеризуется тем, что порты и буферы коммутаторов резервируются заранее, до посылки пакетов данных. В этом случае ресурсы сети могут использоваться неэффективно: пока не завершится передача пакетов, для которых зарезервирован канал, другие пакеты находятся в состоянии ожидания.

Этот недостаток преодолевает другая стратегия — коммутация пакетов. В этом случае сообщения разбиваются на пакеты, для передачи которых коммуникационные ресурсы заранее не резервируются. Необходимо предварительное разбиение сообщения в пункте отправления и последующая сборка пакетов в пункте назначения.

Состояния столкновения процессов могут быть обусловлены конкуренцией за право обладания портами и буферами СПД. Во избежание ситуаций столкновения целесообразно специальным образом структурировать буферный пул. Рассматриваемые распределенные СПД АСДУ используют стратегию передачи данных с коммутацией пакетов. Поэтому дальнейшее обсуждение будет подразумевать именно эту стратегию.

Сформулируем допущения, учитывающие особенности недетерминизма ПИО в распределенных сетях передачи данных:

во-первых, возможны различные истории информационного обмена для одних и тех же входных сообщений (одно и то же подмножество особых состояний). Формирование выходных сообщений, достигается процессами с разными историями: последовательности появления наборов компонентов одного сообщения могут быть произвольными.

во-вторых, любое из состояний А:-го процесса (например, его выходного буфера), где ке{\,...,к}, а К — число операторов, может переводить в начальные состояния входные буферы связанных с ним процессов.

Разработана имитационная модель процессов информационного обмена. Она допускает изучение влияния параметров входного потока сообщений, и параметров ограничения нагрузки типа «окна» на общее время доставки сообщения на транспортном уровне СПД АСДУ. Включает в себя функциональные блоки, реализующие алгоритмы и процедуры предложенной методики обнаружения и предотвращения блокировок, а также блоки, моделирующие работу транспортного протокола и пакетной сети (рисунок 8).

Рисунок 8 - Структура имитационной модели

При моделировании рассматривались независимые задержки группы пакетов и упорядоченные задержки пакетов. Сделан следующий вывод: при зависимых (упорядоченных) задержках пакетов возросли средние времена доставки сообщений. Протокол TCP не может обходиться без потерь сегментов, которые создаются самим протоколом путем переполнения очереди, и которые ограничивают дальнейший рост скорости обмена.

С учетом временных соотношений имитируются события, возникающие при реализации функций транспортного протокола в процессе доставки сообщений от отправителя к получателю: отправка сообщений, повторная передача групп пакетов по истечении тайм-аута отправителя, квитирование доставленных пакетов. При заданном наборе входных характеристик (числе пакетов в сообщении, параметрах пакетной сети и протокола транспортного уровня) модель позволяет вычислять вероятностно-временные характеристики процесса передачи сообщений. В том числе:

- средние и дисперсии случайных времен, связанных с доставкой сообщений (время получения сообщения приемником, время от его отправки до получения подтверждения, время ожидания в очереди на передачу в пакетную сеть);

- вероятности различных случайных событий, связанных с доставкой (вероятность получения сообщения приемником, вероятность одинаковой информированности отправителя и получателя о результате передачи сообщения).

Если IV обозначает размер «окна», понимаемый как максимальное число сообщений, отправку которых отправитель может осуществлять одновременно, а Л обозначает интенсивность случайного потока сообщений, поступающих в транспортную станцию - отправитель с верхнего уровня, для дополнительных задержек в передаче

сообщения из-за возможного ожидания в очереди имеют место следующие формулы:

т

е 2Т„{№-\ТЯУ

Si =

Wg

2Т.1

wA 1-

Л71

2WJ 1-

Л7'„,

w ) [IV

(at;)" i[W\{\-\TJW)}

-т2

' О '

(ATj-

fa> K\ W\(\-\TW/W) где To ~ среднее время ожидания в очереди; SI - дисперсия времени ожидания в очереди; Т„ - среднее время обслуживания (время использования одного из W допустимых каналов на передачу сообщения); 5,; - дисперсия времени обслуживания.

Данные соотношения с достаточной для практического использования точностью, описывают среднее значение и дисперсию времени ожидания начала обслуживания с позиций требования в системе массового обслуживания.

Эффективность использования ПС канала протоколом TCP при задании размеров буферов в соответствии с предложенной методикой не зависит от вероятности битовых ошибок на канале рис. 9. На канале с вероятностью битовых ошибок превышающей lxl 0~s протокол. Такая сеть существенно превосходит типичную СПД АСДУ по эффективности использования ПС канала.

Рисунок - 9 Зависимость коэффициента использования ПС канала от вероятности битовых ошибок канала: 1-е использованием предложенной методики;

2 - без использования

Результаты модельного эксперимента показали существенные преимущества использования методики предотвращения блокировок ПИО. В условии перегрузки, объем успешно переданных данных за единицу времени при использовании методики повышается на 3-24 %. Такой большой разброс значений объясняется различными выборами параметров очередей сообщений в сети без использования разработанной методики.

В заключении сформулированы основные результаты работы и сделаны предложения по их использованию для совершенствования автоматизации построения и эксплуатации сетей передачи данных АСДУ территориально-распределенных охраняемых объектов средствами МЧС России. Также приведен список основных публикаций по теме диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе решены научно-технические задачи по управлению ПИО в сетях передачи данных АСДУ территориально-распределенных охраняемых МЧС России объектов. В рамках проведенных исследований получены следующие основные результаты.

1. Практическое применение сетей на основе полевых шин потребовало:

- разработать математическую модель ПИО, базирующуюся на теории многопотоковых систем массового обслуживания сложной структуры, отличающуюся использованием замкнутых сетей Маркова для описания трафика сообщений и позволяющую оптимизировать ресурсы сети;

- предложить методику оптимизации ресурсов СПШ, использующую в качестве критерия оптимизации минимизацию среднего времени нахождения сообщения в сети. В исходных данных задаются: интенсивности потоков сообщений, множество пропускных способностей каналов, множество топологий сети. Методика включает алгоритмы: отклонения потока для выбора маршрутов, отыскания реализуемого начального потока, поиска локальных минимумов для средней задержки сообщения, выбора топологии, пропускных способностей и распределения потоков; учитывает ограничения по стоимости, и согласованность потоков с пропускными способностями и ограничениями на внешний трафик;

- разработать имитационную модель ПИО, включающую их математическую модель и методику оптимизации ресурсов сетей, которая состоит из управляющей, функциональной и информационной частей. В модели события: поступление заявок на один из терминалов; функционирование канала; режим ожидания; поиск оптимальной пропускной способности сети; окончание моделирования. Модель предусматривает аналитическое задание параметров сети, оптимизацию ее пропускной способности и реализует методы покоординатного спуска и линейного поиска. Варьируемым параметром выступает пропускная способность сети, а критерием эффективности функционирования системы - минимальное значение среднего времени задержки сообщения. Имитационное моделирование осуществлялось исходя из того, что ПИО в СПШ осуществляют неко-

торую последовательность действий (операций), связанных с передачей сообщения или его отдельных фрагментов от источника информации к потребителю;

- разработать предложения по построению комплекса оптимизации ресурсов СПШ, который представляет собой совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для контроля за параметрами сети, их анализа и формирования предложений по оптимизации. Применение программно-аппаратного комплекса для разработки распределенной системы управления технологической установкой с использованием сети Р-ЫЕТ позволило в 1,19 раза повысить пропускную способность сети. Проведенная проверка работоспособности предложенной модели с данными большой размерности позволила почти в 2 раза уменьшить количество используемого оборудования в оптимизируемой сети.

2. При решении задачи автоматизации поддержки работоспособности СПД были разработаны:

- оригинальная формализованная модель представления сети;

- метод поиска нарушений функционирования сети;

- метод выбора рекомендаций по устранению нарушений функционирования сети;

- алгоритм поиска компонентов сети, вызвавших нарушение ее функционирования, и выбора рекомендаций по ее восстановлению;

- структура системы поддержки работоспособности;

- программная система поддержки работоспособности корпоративной сети Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, что позволило сократить время устранения ее неисправностей на 19 %.

3. В рамках управления ПИО на основе обнаружения и коррекции прерываний вне протокола были решены следующие задачи:

- поскольку реакции протокола зависят от предыстории входных событий, то показано, что можно поставить в соответствие входные состояния ПИО входным состояниям недетерминированным конечным автоматом с предикатами, реакции -выходным состояниям, а предысторию представить в виде внутренних состояний;

- разработана математическая модель ПИО, использующая недетерминированные конечные автоматы с предикатами, отличающаяся возможностью описания логических путей прерываний вне протокола. Модель позволяет описать взаимодействие ПИО через точку доступа и характеризует систему предоставления телекоммуникационных услуг;

- разработана методика обнаружения и коррекции прерываний вне протокола ПИО на прикладном уровне в сетях, базирующаяся на разработанных алгоритмах, отличающаяся регламентацией этих процессов и позволяющая восстановить их на основе информации о приоритетах и фиксации логического времени пути;

- выделено два вида прерываний вне протокола, образующих полную группу событий: столкновение, неопределенность. Столкновения возникают вследствие инициализации разными процессами одной и той операции, что может привести к блокировкам в работе протокола. Неопределённости вызываются своеобразными столкновениями различных последовательностей операций одного и того же процесса. Данный вид прерывания возникает, когда у процесса существуют несколько различных последовательностей операций, ведущих к одному и тому же состоянию, сформулированы условия логической завершенности протокола информационного обмена;

- разработана имитационная модель ПИО на прикладном уровне, включающая предложенную методику обнаружения и коррекции прерываний вне протокола, сформулированы критерии оценки эффективности имитационной модели: коэффициент использования пропускной способности, доля повторно переданных данных.

4. В области повышения качества обслуживания сообщений:

- показано, что механизмы обеспечения качества обслуживания сообщений в большинстве случаев учитывают только общую загруженность сети, что не позволяет дифференцированно задавать размеры буферов. Существующие подходы не используют информацию о маршрутах движения и преобразования информации;

- предложено обобщение динамического порождения неоднородных процессов без ограничения их числа, описание поведения которых носит недетерминированный характер и взаимодействие осуществляется посредством асинхронного обмена управляющими сигналами;

- отмечено, что опасность возникновения несанкционированного прерывания необходимо учитывать при разработке и эксплуатации систем синхронизации и при модернизации среды взаимодействия ПИО;

- предложена математическая модель потоков информационного обмена, учитывающая допустимые состояния оконечных устройств и предотвращающая несанкционированное прерывание ПИО за счет согласования параметров очередей сообщений (входных и выходных буферов);

- показано, что выбор маркированных потоковых графов представляет сообщение в виде двумерного массива, положение любого из элементов (токенов) в котором однозначно определяется двумя параметрами - принадлежностью к некоторому компоненту и местом в этом компоненте сообщения;

- разработан алгоритм сопоставления, ставящий в соответствие исходному графу равносильный граф, не содержащий контуров, что позволяет упростить дальнейшие операции с маркированным потоковым графом. Доказана семантическая корректность указанных преобразований;

- разработан алгоритм анализа свойств маркированного потокового графа для оценки реализуемости ПИО в сетях передачи данных, посредством разметки соответствующего маркированного потокового графа;

- внедрение результатов модельных экспериментов позволило повысить в условиях перегрузки объем успешно переданных данных за единицу времени до 24 %, что указывает на правомерность и эффективность использования предложенной методики обнаружения и предотвращения несанкционированных прерываний процессов информационного обмена.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных в перечне ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Крутолапов A.C. Структурная декомпозиция сети информационного обмена ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2010,-№ 2 [14]. - 0,9/0,6 п.л.

2. Крутолапов A.C. Методика построения правил выбора организационно-технических мероприятий при управлении работоспособностью сети передачи данных / A.C. Крутолапов, A.C. Поляков // Электронный научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России», vestnik.igps.ru, № 3. - 2011. - 0,8/0,6 п.л.

3. Крутолапов A.C. Алгоритм распределения потоков в сетях передачи данных / A.C. Крутолапов, В.А. Гадышев, Д.А. Сычев // Системы управления и информационные технологии, № 4.1(46), 2011. - 0,5/0,4 п.л.

4. Крутолапов A.C. Методика поиска нарушений функционирования сети передачи данных ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов, М.Д. Маслаков, Ф.А. Абдулалиев // Научный интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности», ipb.mos.ru, № 1. - 2012. - 0,7/0,6 п.л.

5. Крутолапов A.C. Модель сети передачи данных на примере ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов // Научный интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности», ¡pb.mos.ru, — № 1.-2012.-0,5 п.л.

6. Крутолапов A.C. Организация обслуживания пользователей в сетях передачи данных подразделений ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты.-№ 1.-2012.-0,5 пл.

7. Крутолапов A.C. Процессы информационного обмена в сетях передачи данных на основе полевых шин / A.C. Крутолапов, Н.С. Хлобыстин, Д.А. Сычев П Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2012. - № 2 (145) - 0,5/0,4 п.л.

8. Крутолапов A.C. Методика обнаружения и коррекции прерываний вне протокола в сетях передачи данных / A.C. Крутолапов, Н.С. Хлобыстин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2012. - № 2 (145) - 0,6/0,5 п.л.

9. Крутолапов A.C. Модель сети передачи данных при наличии несанкционированных прерываний / A.C. Крутолапов, М.А. Иванов, А.К. Абулев // Электронный научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России», vestnik.igps.ru, - № 1. - 2012. - 0,5/0,4 п.л.

10. Крутолапов A.C. Формализованное представление потоков в сетях передачи данных МЧС России / A.C. Крутолапов, А.Ю. Иванов, А.К. Абулев // Электронный научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России», vestnik.igps.ru, - № 1. -2013. - 0,6/0,5 п.л.

Монография:

11. Крутолапов A.C. Математические модели, алгоритмы и методы анализа сетей передачи данных в автоматизированных системах диспетчерского управления ГПС МЧС России: монография / A.C. Крутолапов; под общей редакцией B.C. Артамонова. - СПб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2012. - 17,5 п.л.

Публикации в международных, всероссийских, региональных и ведомственных научных журналах и изданиях:

12. Крутолапов A.C. Сервис безопасности маломерных судов с использованием систем передачи данных диспетчерских служб / A.C. Крутолапов, Ю.В. Парышев, М.В. Сперанская, A.B. Зуев // Тезисы докладов научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» 23-24 апреля 2008 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008. - 0,2/0,1 п.л.

13. Крутолапов A.C. Применение модели управления подразделениями ГПС на пожаре, как системы массового обслуживания, для обучения сотрудников в системе служебной подготовки / A.C. Крутолапов, В.А. Гадышев, М.Т. Пелех // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и

ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» 6 ноября 2008 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008. - 0,2/0,1 п.л.

14. Крутолапов A.C. Модель обеспечения качества обслуживания в сетях передачи данных диспетчерских служб пожароопасных производственных объектов, охраняемых силами МЧС России / A.C. Крутолапов, Д.А.Сычев // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» 6 ноября 2008 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008. — 0,2/0,1 п.л.

15. Крутолапов A.C. Методика оптимизации ресурсов диспетчерских сетей информационного обмена / A.C. Крутолапов, Г.К. Ивахнюк, Д.А.Сычев // Материалы Международного научно-практического семинара «День "СИМЕНС" в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России» 12 декабря 2008 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008. - 0,2/0,1 п.л.

16. Крутолапов A.C. Классификация состояний при управлении работоспособностью сети информационного обмена / A.C. Крутолапов // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» 21-22 апреля 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009. - 0,4 п.л.

17. Крутолапов A.C. Качество информационного обеспечения надзорной деятельности в системе безопасности / A.C. Крутолапов // Материалы круглого стола «Состояние и направления совершенствования подготовки специалистов в образовательных учреждениях МЧС России в области надзорной деятельности» 24 июня 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009.-0,1 пл.

18. Крутолапов A.C. Общая структура системы управления работоспособностью сети передачи данных ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов // Материалы круглого стола «Развитие систем обеспечения безопасности при реализации экономических и инфраструктурных проектов» 30 июля 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009. - 0,2 п.л.

19. Крутолапов A.C. Схема задания ситуационных правил при управлении работоспособностью сети передачи данных / A.C. Крутолапов, В.А. Гадышев // Материалы V Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» 20-22 октября 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009. - 0,2/0,1 п.л.

20. Крутолапов A.C. Создание информационной системы обеспечения безопасности граждан на водных объектах / A.C. Крутолапов, Ю.В. Парышев, A.B. Зуев // Материалы II Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» 29-31 октября 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009. - 0,2/0,1 п.л.

21. Крутолапов A.C. Использование автоматизированной информационной системы ГИМС МЧС России в обеспечении сервиса безопасности / A.C. Крутолапов, Ю.В. Парышев, A.B. Зуев // Материалы II Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» 29-31 октября 2009 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2009. - 0,2/0,1 п.л.

22. Крутолапов A.C. Создание ситуационных правил и правил выбора организационно-технических мероприятий при управлении работоспособностью сети информационного обмена / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян // Материалы Международной научно-практической конференции «Пожары на природных территориях северо-запада России и Финляндии» 15 апреля 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,2/0,1 п.л.

23. Крутолапов A.C. Разработка структуры функционирования системы управления работоспособностью сети обмена информации на примере «системы-112» / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян // Материалы Международной научно-практической конференции «Пожары на природных территориях северо-запада России и Финляндии» 15 апреля 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,2/0,1 п.л.

24. Крутолапов A.C. Информационные технологии как часть превентивных мероприятий и мер по повышению безопасности и противодействию терроризму /

A.C. Крутолапов, Д.А. Сычев // Материалы V Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» 20-21 апреля 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010.-0,1/0,1 п.л.

25. Крутолапов A.C. Разработка и внедрение современных информационных технологий и методик при подготовке государственных инспекторов по маломерным судам / A.C. Крутолапов, Ю.В. Парышев, И.Ю. Белоусов, A.B. Зуев // Материалы Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах» 7 июля 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010.-0,2/0,1 п.л.

26. Крутолапов A.C. Информационный обмен при обеспечении безопасности на водных объектах / A.C. Крутолапов, Д.А. Сычев // Материалы Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах» 7 июля 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,1/0,1 п.л.

27. Крутолапов A.C. Актуальные задачи анализа и синтеза устойчивого функционирования сетей связи / A.C. Крутолапов, С.Н. Терехин, А.Г. Филиппов, Р.Г. Кузнецов // Материалы семинара «Актуальные проблемы отраслей науки» 19 ноября 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,2/0,1 п.л.

28. Крутолапов A.C. Моделирование процессов комплексной обработки информации в региональной системе мониторинга ЧС / A.C. Крутолапов, О.Ю. Иншаков // Материалы III Научно-практической конференции «Сервис безопасности при подготовке и проведении XXII зимних Олимпийских Игр в 2014 году в г. Сочи» 2-3 декабря 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,4/0,2 п.л.

29. Крутолапов A.C. Обеспечение качества информационного обслуживания в распределенных корпоративных сетях передачи данных МЧС России / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян // Материалы III Научно-практической конференции «Сервис безопасности при подготовке и проведении XXII зимних Олимпий-

ских Игр в 2014 году в г. Сочи» 2-3 декабря 2010 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. - 0,2/0,1 п.л.

30. Крутолапов A.C. Моделирование процессов информационного обмена при организации надзорной деятельности в системе безопасности / A.C. Крутолапов, Ф.А. Дементьев, А.Д. Гребенникова // Надзорная деятельность и судебная экспертиза в системе безопасности, № 1 - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011.-0,5/0,4 п.л.

31. Крутолапов A.C. Методы поиска нарушений функционирования диспетчерской сети МЧС России на примере Санкт-Петербурга / A.C. Крутолапов // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» 19-20 апреля 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,1 п.л.

32. Крутолапов A.C. Организация информационного обеспечения надзорной деятельности в системе безопасности / A.C. Крутолапов, С.М. Арапханов // Надзорная деятельность и судебная экспертиза в системе безопасности, № 2 -СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,6/0,5 п.л.

33. Крутолапов A.C. Информационное обеспечение качества надзорной деятельности в системе безопасности / A.C. Крутолапов, В.В. Трендюк // Надзорная деятельность и судебная экспертиза в системе безопасности, № 2 - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,7/0,6 п.л.

34. Крутолапов A.C. Навигационные системы как одно из направлений развития информационных технологий экстренных оперативных и иных служб МЧС России / A.C. Крутолапов, А.И. Преснов, И.Ю. Белоусов, М.П. Бородин // Материалы Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах» 9 июля 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,2/0,1 п.л.

35. Крутолапов A.C. Организация обучения специалистов диспетчерских служб МЧС России из числа лиц с ограниченными физическими возможностями / A.C. Крутолапов, М.П. Бородин // Материалы Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и

ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» 17 октября 2011 г. Санкт-Петербургский университетГПС МЧС России, 2011.-0,2/0,1 п.л.

36. Крутолапов A.C. Методика выявления и предотвращения несанкционированных прерываний в информационных сетях МЧС России в случае проведения оперативных мероприятий / A.C. Крутолапов // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» 18-20 октября 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,1 п.л.

37. Крутолапов A.C. Обслуживание корпоративных сетей МЧС России при пиковых нагрузках в случае ЧС / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» 18-20 октября 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,1/0,1 п.л.

38. Крутолапов A.C. Автоматизация обеспечения работоспособности сетей передачи данных в территориально-распределенных диспетчерских служб МЧС России северных территорий / A.C. Крутолапов, Г.А. Абрамян, Ф.А. Аб-дулалиев // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Обеспечение комплексной безопасности при освоении северных территорий» 17 ноября 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. — 0,2/0,1 п.л.

39. Крутолапов A.C. Подготовка судоводителей маломерных судов в рамках обеспечения сферы безопасности при освоении северных территорий с использованием имитационных моделей / A.C. Крутолапов, И.Ю. Белоусов, A.B. Зуев, П.И. Григорьев // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Обеспечение комплексной безопасности при освоении северных территорий» 17 ноября 2011 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2011. - 0,2/0,1 п.л.

40. Крутолапов A.C. Имитационная модель функционирования сети передачи данных в условиях сбоя / A.C. Крутолапов // Материалы Научно-практической конференции, посвященной 183-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического

университета) 24-25 ноября 2011 г. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), 2011. - 0,1 п.л.

41. Крутолапов A.C. Система управления работоспособностью сети передачи данных ГПС МЧС России при возникновении террористических угроз / A.C. Крутолапов, А.К. Абулев, Ф.А. Абдулалиев // Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезо-пасности и противодействия терроризму» 19-20 апреля 2012 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012.-0,2/0,1 п.л.

42. Крутолапов A.C. Возможная архитектура сети передачи данных ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов, А.К. Абулев, Ф.А. Абдулалиев // Сборник трудов XVII Международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости функционирования стран и регионов в условиях кризисов и катастроф современной цивилизации», Москва, 2012. - 0,3/0,2 п.л.

43. Крутолапов A.C. Идеальная модель обеспечения качества обслуживания в распределенной информационной среде / A.C. Крутолапов Ф.А. Абдулалиев, А.К. Абулев // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» октябрь 2012 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. - 0,2/0,1 п.л.

44. Крутолапов A.C. Подготовка диспетчеров в системе предупреждения и ликвидации последствий ЧС / A.C. Крутолапов, Ф.А. Абдулалиев // Материалы Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» октябрь 2012 г. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. - 0,1/0,1 п.л.

45. Крутолапов A.C. Схема параллельной обработки заявок в распределенной информационной среде / A.C. Крутолапов // Материалы III Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах»» сентябрь 2012 г. Учебно-спасательный центр «Вытегра МЧС России», Вытегорский р-н, Вологодская область, 2012 - 0,1 п.л.

46. Крутолапов A.C. Анализ концепции построения сетей информационного обмена / A.C. Крутолапов, Д.А. Сычев // Вестник Воронежского института Государственной противопожарной службы. - 2012. - № 4. 0,7/0,5 п.л

47. Крутолапов A.C. Система управления работоспособностью сети передачи данных в системе МЧС России / A.C. Крутолапов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Воронеж: ВИ ГПС МЧС России, 2012. - 0,2 пл.

48. Крутолапов A.C. Управление работоспособностью сети передачи данных в диспетчерских системах МЧС России / A.C. Крутолапов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Воронеж: ВИ ГПС МЧС России, 2012.-0,2 п.л.

49. Крутолапов A.C. Архитектура распределенной сети передачи данных ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов // Вестник Воронежского института Государственной противопожарной службы. - 2013. - № 1.-0,3 п.л.

50. Крутолапов A.C. Обеспечение качества обслуживания в сетях информационного обмена ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов, Р.Б. Суходулов // Вестник Воронежского института Государственной противопожарной службы. - 2013. - № 1.-0,3/0,2 п.л.

51. Крутолапов A.C. Об управлении потоками в сетях передачи данных ГПС МЧС России / A.C. Крутолапов, А.К. Абулев, С.Ю. Ошкин // Научный интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности», ipb.mos.ru, - № 1. — 2013.-0,4/0,3 п.л.

Подписано в печать 01.03.2013 Печать цифровая

Формат 60x84 i/i6 Тираж 100 экз.

Объем 2,0 п.л.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 149.