автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Применение средств обеспечения достоверности передачи информации для повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов

УДК 623.61:621.391

На правах рукописи

НАЗАРОВ Павел Владимирович

ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И КОМПЛЕКСОВ

Специальность 05.12.13 - «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006 г.

Работа выполнена на кафедре «Основ радиотехники и защиты информации» федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московского государственного технического университета гражданской авиации.

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Емельянов Владимир Евгеньевич

Официальные оппоненты:

- доктор физико-математических наук, Лукин Дмитрий Сергеевич профессор

- кандидат технических наук Печенежский Владимир

Константинович

Ведущая организация:

ФГУП ГосНИИ«Аэронавигация» г. Москва

Защита состоится « Щ 2006 г. в_часов в аудитории '

на заседании диссертационного совета Д 223.011.02 при Московском государственном техническом университете гражданской авиации (МГТУ ГА) по адресу: 125493, ул. Пулковская, д.6а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан «___»_2006 г.

Ученый секретарь: - кандидат технических наук, доцент

Попов А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и состояние проблемы

Развитие современной российской экономики невозможно без тщательной проработки её транспортной составляющей, включая гражданскую авиацию, роль которой непрерывно возрастает.

Согласно Основам политики Российской Федерации в области авиационной деятельности, подписанным Президентом России В.В. Путиным 3 февраля 2001 года, одной из задач развития авиации является «повышение надежности и эффективности функционирования авиационной техники».

Для отечественной авиации определены три приоритетных направления, требующие своего решения:

■ повышение эффективности работы;

■ усиление информатизации и автоматизации;

■ совершенствование и развитие систем авиационной безопасности.

Настоящая работа посвящена решению задач, входящих в указанные

направления, и направлена на совершенствование методики оценки качества функционирования средств радиотехнического обеспечения полетов и электросвязи (РТОП и ЭС), а также разработку методов и средств повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов, что подчеркивает её актуальность.

Фундаментальные научные исследования, являющиеся базовыми для работ, проводимых в данном направлении, были заложены в трудах многих отечественных и зарубежных ученых: А.Н. Колмогорова, Б.В. Гнеденко, И.А. Ушакова, А.Д. Соловьева, К. Шеннона, Р. Барлоу, Ф. Прошана и ряда других.

В последние годы теоретическое обоснование эксплуатации сложных технических систем значительно развивалось, особенно в области авиации. Это достигнуто благодаря усилиям крупных ученых и коллективов: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского (В.Ф. Воскобоева, А.Б. Кузьмина, B.C. Красовского), ГосНИИ ГА (В.А. Климчука, В.И. Ямпольского), МИИГА - МГТУ ГА (В.Г. Воробьева, В.И. Кривенцева, H.H. Смирнова, АА. Ицковича, И.М. Синдеева, В.Д. Константинова, Е.Ю. Барзиловича, В.Е. Емельянова, Ю.М. Чинючина, Б.В. Зубкова), ГосНИИ«Аэронавигация» (A.B. Майорова, С.Л. Белогородского, J1.B. Рябинина, В.Я. Карасева), ГосНИИ ЭРАТ ВВС (А.М. Володко, М.В. Савеннова, В.И. Перова, Ю.И. Коровина, С.К. Савина), ЛИИ МАП (В.И. Бочарова, О.Я. Дерпача),, КИИГА (B.C. Новикова, В.А. Игнатова).

Цель диссертационной работы заключается в разработке новых методов и средств повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, используемых авиационными предприятиями, на основе применения теории информации и электрической связи, теории защиты информации. Вновь разработанные методы и средства должны быть адекватны современным задачам развития отечественной гражданской авиации.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1 Разработки модели функционирования канала передачи информации.

2 Агрегации математической модели работы каналов управления системами радиосвязи.

3 Создания алгоритма оценки надежности и качества функционирования радиотехнических систем и комплексов.

4 Синтеза модели процесса повышения качества функционирования сети передачи данных транспортного предприятия.

5 Разработки методологии практического применения предложенных решений для повышения качества функционирования комплексов и систем сети передачи данных.

Математический аппарат и методы исследования. В работе использованы результаты и методы теории надежности, теории информации, теории защиты информации, статистической радиотехники, статистической теории связи, моделирования систем и теории электрической связи.

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней:

1. Создана новая модель описания процессов, дающая возможность применять методы и средства защиты информации для повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

2. Разработана трехуровневая модель информационной системы, позволяющая описать функционирование средств РТОП и ЭС.

3. Доказана возможность количественного расчета величины воздействия «человеческого фактора» на процессы повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты позволяют:

1. Давать рекомендации по повышению надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС авиационных предприятий.

2. Проводить количественный расчет воздействия «человеческого фактора» на процессы повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

3. Разработать методику применения разработанных при её выполнении математических моделей на авиапредприятиях.

Достоверность результатов, полученных теоретически, обеспечивается корректностью использованных в работе физических моделей, адекватностью используемого математического аппарата, и подтверждается тождеством с данными, полученными опытным путем.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на расширенных научно-методических семинарах на кафедрах ТЭРТОС и ОРТЗИ МГТУ ГА (2003, 2004, 2005), научно-практической конференции «Построение адаптивной инфраструктуры защищенных информационных систем предприятий ОАО «Газпром» (2005), международной

научно-технической конференции «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (2006).

Материалы исследования используются в учебных курсах факультета авиационных систем и комплексов Ml ТУ ГА «Системы и сети передачи информации» (специальность 090106), «Теория электрической связи» (специальность 090106), ранее использовались для аналогичных курсов специальности 075600, применены при создании нормативной документации по обеспечению информационной безопасности в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственная корпорация по организации воздушного движения в Российской Федерации», использованы при реконструкции сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром»; алгоритм, разработанный для решения задач исследования, зарегистрирован во Всероссийском научно-техническом информационном центре (информационная карта АИЛ инв. № ВНТИЦ 50200501588).

На защиту диссертационной работы выносится методика применения средств обеспечения достоверности передачи информации для повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов, основанная на использовании разработанной модели функционирования средств РТОП и ЭС, а также трехуровневой модели описания работы информационной системы. В процессе разработки указанной методики впервые предложено:

1. Использование методов и средств защиты информации для решения задач повышения надежности и качества функционирования. Введено новое средство решения указанной задачи — система обеспечения достоверности передачи информации.

2. Синтез методов и средств теории информации и защиты информации для описания работы средств РТОП и ЭС.

3. Модификация метода описания информационных систем с помощью трехуровневой модели функционирования. Разработана качественно новая трехуровневая модель описания работы средств РТОП и ЭС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ в Научных Вестниках МГТУ ГА, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для опубликования основных научных результатов докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 129 наименований, приложения (5 позиций). Работа содержит 166 страниц машинописного текста, в том числе 148 страниц основного текста, 33 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации обосновывается актуальность разработки методов и средств повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, формулируется цель работы и описывается структура

б

диссертации, а также дается обзор по главам.

Первая глава работы носит обзорно-аналитический характер.

В главе сформулирована и решена задача исследования проблемы повышения эффективности и надежности работы радиотехнических средств типового авиапредприятия, для чего:

- проведен анализ отечественного и зарубежного опыта обеспечения функционирования сложных технических систем с заданным уровнем качества (параметров эксплуатационной технологичности);

- исследована возможность применения современных информационных технологий для повышения надежности и качества функционирования радиотехнических средств типового авиапредприятия;

- проанализирована возможность применения автоматизации и контроля качества работы радиотехнических средств как средства повышения эффективности их работы;

- изучена взаимосвязь между эффективностью и надежностью работы радиотехнических систем и комплексов.

В качестве объекта исследования выбрано типовое авиапредприятие.

В предположении, что современные макроэкономические процессы можно описать с помощью топологической модели физических и информационных ресурсов, происходящих с инфраструктурой некоторой системы, используется модель, представленная на рис. 1.

Энергетическая сеть

Транспортная сеть

Трубопроводная сеть

Телекоммуникационная сел.

Критически

значимая информация

Рис. 1. Многоуровневая топологическая модель коммуникационных сетей.

Согласно неё, радиотехнические средства, включая сети и системы связи, входят в телекоммуникационную сеть экономической модели, а авиация как отрасль экономики - в транспортную. Тогда средства РТОП и ЭС являются связующими между телекоммуникационной и транспортной сетями указанной модели, и для них можно смоделировать типовое авиапредприятие со следующими свойствами.

Для деятельности предприятия нужны беспроводные средства связи (радиорелейные линии, системы подвижной радиосвязи, иные системы). Эти

средства объединены в единый комплекс - сеть передачи данных (СПД). СПД построена по схеме «звезда» с единым центром управления и включает в себя подсети: телефонной связи, телеграфной и телетайпной связи, передачи данных, подвижной (КВ и УКВ) радиосвязи, спутниковой связи, радиорелейной связи, экстренного оповещения. Схема управления СПД строится по иерархическому принципу и повторяет структуру предприятия. Маршруты прохождения информационных потоков оптимизированы, для всех основных маршрутов имеются резервные.

Для анализа работы СПД требовалось выбрать критерии оценки качества функционирования, и в качестве первого был рассмотрен критерий «относительная помехоустойчивость»: у=ехр[1п(РДР5)Лъ],

где т|| - отношение энергии передаваемого сигнала к спектральной плотности мощности помехи; Р; - помехоустойчивость заданной системы; Р8 — помехоустойчивость идеальной системы; к — коэффициент, учитывающий помехоустойчивость системы сигналов.

Анализ указанного критерия показал, что такие недостатки, как сложность расчета и ограниченное количество учитываемых параметров, затрудняют его применение.

Поэтому был рассмотрен способ оценки качества работы системы по реальной скорости передачи информации Уи, отличной от теоретической (шенноновской) С'. Для оценки работы были предложены следующие параметры:

а) информационная эффективность системы г| = Уи / С',

б) энергетическая эффективность Р = Яи / Рз/N0 ,

в) частотная эффективность у = Яи / Р.

При этом р и у имеют смысл относительных скоростей и определяют уровни мощности сигнала и требуемой полосы частот канала при воздействии белого гауссовского шума, кроме того, по формуле Шеннона

С'=Р1оЕ(1+р),р = Р5/Ры,Рк = КоР,

где Б — ширина полосы частот канала передачи информации, Р8 - средняя мощность сигнала; Рн — средняя мощность помехи; N0 - коэффициент пересчета.

Тогда можно определить информационную эффективность как

Л=у/{1оЕ(1+у/р)},у=Рр

Зависимость Р от у , которая получается при г| = 1 (максимально возможной информационной эффективности системы) имеет вид

Р=у/(2у-1)

и представлена на рис. 2.

На рис. 2 дополнительно приведены кривые зависимости Р=Ду) для двоичного дискретно-непрерывного канала (кривая 2) и для дискретно-непрерывного канала, в котором используется 4 кодовых символа (кривая 3).

Р.6Б

о •2 -4 •Ь -8 -10 -12 -Г4 -1<5

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 Л г дБ Рис. 2. Зависимость энергетической эффективности системы передачи информации Р от её частотной эффективности у.

С учетом полученных результатов была построена модель сети передачи данных (СПД). Работа СПД разбита на функционирование среды переноса и передачу данных. Среда переноса передает служебные сигналы, данные сигнализации, команды управления сетью связи, данные абонентов (информацию). Очевидна аналогия с системой передачи информации (рис. 3).

Рис. 3. Обобщенная схема работы системы передачи информации.

Одной из задач обеспечения требуемого уровня эффективности работы системы передачи информации (СПИ) является уменьшение воздействия на передаваемый/принимаемый сигнал со стороны источника помехи (шума) -повышение помехоустойчивости системы.

Повышение помехоустойчивости может быть достигнуто как за счёт внутренних средств (путем использования помехоустойчивых систем передачи информации), так и за счёт внешнего воздействия (с применением систем обеспечения достоверности передачи информации - СОД).

Анализ показал, что повышение помехоустойчивости систем передачи информации за счет внутренних средств (помехоустойчивое кодирование и др.) не имеет больших преимуществ перед использованием внешних средств — СОД, которые не входят в состав сети, не усложняют ее функционирования, не зависят от работы канала, в отличие от помехоустойчивых кодов.

Так как эффективной обычно считается СПИ, обладающая заданной помехоустойчивостью при заданной скорости передачи информации, то повышение помехоустойчивости ведет к повышению эффективности, и СОД могут быть использованы для повышения качества функционирования СПД.

Во второй главе рассмотрены особенности функционирования радиотехнических средств (РТС) сети передачи данных (СПД) типового авиапредприятия. Показано, что типовое предприятие не совпадает ни с одним из реально существующих, и для его описания необходимо применять методы и средства моделирования процессов работы РТС СПД.

В главе рассмотрены и проанализированы каскадная, геометрическая и топологическая модели каналов радиосвязи, то есть каналов, аналогичных используемым средствами РТОП и ЭС предприятий гражданской авиации.

На рисунке 4 показана модель канала связи в виде ветвящегося процесса. Через $ обозначен исходный сигнал, входящий в КС, Т^ - задержки, условно изображенные в виде линий, перпендикулярных к линии визирования БА, геометрический смысл которых - следы прямоугольников, видимых с ребра, высота которых пропорциональна Тк , а ширина (которая не показана) учитывает конечную разрешающую способность аппаратуры оценки Т^. Через А обозначена приемная антенна, являющаяся преобразователем полей в электрические сигналы. Если антенна есть непрерывный раскрыв (сплошное полотно, штырь, щель и т.д.), то лучи суммируются, что показано стрелкой. Если же антенна является дискретной (фазированная антенная решетка), то диаграмма направленности является многолепестковой и суммируются выделенные в пространстве группы лучей, что условно изображено в виде

Приведенная модель ветвящегося процесса показывает, что, несмотря на ветвления и отражения, как сильные, так и слабые лучи являются сильно коррелированными (при компенсации пространственных задержек и фаз), поскольку порождены одним и тем же сигналом, и факт положительной (или отрицательной) корреляции лучей может иметь катастрофические последствия в системе обработки информации, следовательно, он должен быть исключен.

Анализ геометрической модели, построенной с использованием методов случайных множеств и геометрической вероятности, показал, что она является несовершенной и плохо описывает работу средств РТОП и ЭС изучаемого предприятия. Лучшие результаты были получены при построении и анализе топологической модели, построенной на базе системы нелинейных уравнений.

Так, положительные результаты дало использование топологической модели для анализа соотношения сигнал/помеха в средствах РТОП и ЭС типового предприятия. В результате введения топологической модели канала связи и расчета параметров этой модели показано, что для повышения помехоустойчивости, то есть для увеличения отношения сигнал/помеха, необходимо: добиться максимального повышения интенсивности основного «лепестка» диаграммы направленности передатчика за счет снижения величины побочного излучения; по возможности более точно ориентировать боковые «лепестки» этой диаграммы на антенну приемника; рассчитать передаваемый сигнал таким образом, чтобы лучи, на которые он будет разбит, не гасили, а усиливали друг друга. То есть, топологическая модель может быть использована при повышении помехоустойчивости обобщенной системы передачи информации. Однако для средств РТОП и ЭС, содержащих как беспроводные, так и проводные средства связи, данная методика не подходит, и повышение качества функционирования только за счет воздействия на каналы радиосвязи невозможно.

В силу этого в работе был рассмотрен еще один способ решения проблемы - оказание воздействия не на передаваемый сигнал, не на канал связи (или передачи данных), а на каналы управления работой средств РТОП и ЭС.

В третьей главе проведено изучение основных особенностей функционирования каналов управления работой радиотехнических систем и комплексов. Выявлена действенность снижения вероятности ошибок при обработке сигналов в каналах управления как средства повышения надежности и качества функционирования радиотехнических систем и комплексов СПД.

В главе построена и описана формализованная модель средств РТОП и ЭС предприятия в предположении, что они образуют сеть передачи данных (СПД), и при допущении, что основную роль в работе СПД выполняют системы КВ и УКВ связи, а также радиорелейные линии (РРЛ).

В допущении, что РРЛ типового авиапредприятия состоят из компонент одинакового назначения: радиорелейные станции, система резервирования, система телесигнализации (телеуправления), а также, учитывая особенности работы систем КВ и УКВ связи, можно построить единую математическую модель каналов управления работой оборудования СПД.

Так как конкретные модели оборудования не влияют на математический расчетный аппарат, была введена усредненная система, объединяющая черты реального оборудования, для которой были приняты следующие показатели функционирования:

1. Аппаратура рассчитана на работу в интервале температур от +5° С до +45° С, и в условиях повышенной относительной влажности до 80% при температуре +25° С.

2. Аппаратура отличается низким уровнем потребляемой электрической мощности, не влияющим на расчетные параметры, и низким уровнем вносимых шумов, также не влияющим на расчеты.

3. Аппаратура может быть сгруппирована по назначению, и подразделена на группы вида:

- приёмопередающее оборудование;

- внешние и внутренние волноводные тракты;

- аппаратура для передачи цифровой информации;

- аппаратура резервирования;

- аппаратура служебной связи;

- аппаратура телеобслуживания.

Имеющиеся в СПД типового авиапредприятия каналы управления работой оборудования связи можно отнести к двум основным типам каналов:

- канал с неопределенной фазой и адаптивным коррелированным гауссовским шумом;

- канал с селективными замираниями (одиночный прием сигналов).

Оба типа каналов можно описать с помощью математических моделей.

Для канала с неопределенной фазой и адаптивным коррелированным

гауссовским шумом принимаемый сигнал представляется в виде

= IX ('-г- кТ)со$9к + 5„(/-т-кТ)зт9к ]+т](0, к-0

где и(г) - принимаемый сигнал с помехой, N - число символов, переданных в сеансе связи; гк — (0,1...., М—1), к=(0,1„2,...,К-1) , М >2 _ последовательность М-ичных информационных символов;

Т - длительность передаваемых элементов сигнала; ц - известный при приеме коэффициент передачи канала; г - известное при приеме время запаздывания сигнала; фк - случайная начальная фаза £-го элемента, независимая от начальных фаз других элементов сигнала; Т}(1) коррелированный гауссовский шум.

Значения ф* на разных тактовых интервалах считаются независимыми. Относительно распределения вероятностей щ возможны два предположения: а) случайная фаза фк распределена равномерно на интервале (0,2л); б) о фазе фк ничего не известно, и допустимы две постановки задачи - в первой из них корреляционная функция (КФ) помехи В(\известна априори, во второй — неизвестна и подлежит определению.

Для канала с селективными замираниями (одиночный прием сигналов) модель имеет вид

u(0 = X £ £ W (t)cosmrt + Mjf (t)sinmft] + £ (/)

k-0 i-0 v-0

0<t«x>

»

где TV - число информационных элементов, переданных за сеанс связи; п,

- число частотных позиций в частотно-временной матрице (ЧВМ); rif - число временных позиций в ЧВМ; г* = (0,1) - значения информационных двоичных символов A,j,).ayj, A(t-(i-l)To); A(t) - форма огибающей субэлемента; A(t)=0 для Т<0, t>T0 (для прямоугольной огибающей A(t)=l,0<t <Т0); Т0 = Т/п, -длительность субэлемента сигнала; Т - длительность элемента сигнала; ац=(0,1)

- элементы частотно - временной (вида п/х nt )матрицы А, определяющей структуру сигнала; fig (t) - синфазный коэффициент передачи на v - й частоте; HSy(t) - квадратурный коэффициент передачи на у-й частоте; й)у=(2л/Т)к, -значение i'-fi частоты сигнала, у=1,2,...,щку - целое число; £„(0 ~ аддитивная гауссовская помеха со спектральной плотностью No на v — й частоте, постоянной в пределах спектра каждой частотной составляющей.

Физический смысл модели состоит в том, что в канале имеются селективные частотно-временные замирания. Выбранная модель сигнала не накладывает сильных ограничений, так как имеет весьма разнообразные варианты. Например, при щ = 1 получается «параллельный» сигнал ОФМ, передаваемый одновременно на rif частотах; при nt — rif можно построить «последовательный» вариант, в котором в определенном порядке чередуются подэлементы на разных частотах, и т. д. В предположении, что каждая из rif частот передается один раз на протяжении тактового интервала, то есть в случае одночастотного сигнала «, = «/■= 1 модель принимает вид

u(t) = %(-iyA(t-kT)[Mc(t)cosm0t + ti,(t)sinm0tJ+Z(t) к-0

Анализ обеих математических моделей работы каналов управления оборудованием СПД показывает, что наличие ошибок при обработке сигналов влияет на надежность функционирования оборудования - при снижении вероятности ошибок в канале управления растёт достоверность передаваемого/принимаемого сигнала, а вместе с ним, и надежность работы.

Так появилась задача поиска единого универсального способа снижения вероятности ошибки в каналах управления СПД. Поскольку наличие большого количества видов оборудования усложняет решение задачи, была изучена работа такой важной составляющей СПД, как система подвижной радиосвязи.

В СПД развернуто 58 базовых станций ультракоротковолновой (УКВ) радиосвязи и 98 абонентских УКВ - радиостанций. Система подвижной радиосвязи включает в себя 1 главный и 4 транкинговых контроллера, 11 базовых станций и 640 абонентских радиостанций. Система обеспечивает диспетчерскую, оперативную и технологическую связь, играет большую роль в деятельности предприятия и является важной составляющей в работе СПД.

Так как для управления работой данных средств используются оба описанных выше вида каналов, то выявленные закономерности справедливы для системы подвижной радиосвязи, являющейся важнейшей компонентой СПД. Поэтому можно считать, что найденные закономерности верны для всех средств РТОП и ЭС предприятия.

Таким образом, в третьей главе показано, что снижение вероятности ошибок при обработке сигналов является действенным средством повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов.

В четвертой главе описываются вновь разработанные модели оценки качества функционирования и процесса повышения надежности и качества функционирования радиотехнических систем и комплексов, а также методика и примеры практического применения этих моделей.

Вводится понятие эргостойкости СОД как вероятность того, что СОД не будет «взломана» в течение заданного времени. Под «взломом» понимается получение несанкционированного доступа (НСД) к информации, достоверность передачи которой она обеспечивает.

Тогда эргостойкость СОД может быть вычислена по формуле

Э = (п- т)/п , (1)

где п - общее количество попыток взлома СОД за расчетное время; т -количество успешных попыток, и эргостойкость СОД Э связана с вероятностью ее взлома Рв соотношением

Э = 1-Рв (2)

Вводится понятие эффективной СОД, у которой 0,8 <Э <1,0.

Рассматриваются отказоустойчивая СОД (состоящая из элементов, взлом одного из которых не приводит к взлому других), параллельная (все элементы служат для предотвращения одного и того же вида НСД), и последовательная (разные элементы борются с разными угрозами) системы. Рассматривается понятие итоговой (суммарной) эргостойкости (качества функционирования) сложной СОД, содержащей более одного элемента.

Предлагается для оценки качества функционирования использовать следующие понятия:

1. Суммарная эргостойкость сложной СОД

к

ЭЕ = ПВсШ, (3)

где Эх - суммарная эргостойкость последовательной СОД; Вс(А¡) -вероятность противостояния взлому 1-й части СОД в зависимости от С = (.А¡, ... , Ак-О, А, &С других ее компонентов; кеЫ- общее число частей в СОД.

2. Суммарная эргостойкость последовательной СОД, состоящей только из независимых частей

к

Эх — П Э(, (4)

/=/

1=1

где Э^ —суммарная эргостойкость; Э; -эргостойкость » - го элемента;

1=1,к - количество элементов в системе.

3. Эргостойкость параллельной СОД, то есть вероятность того, что хотя бы одна из ее частей не будет взломана:

к

Эх= 1-П(1-Вс(А0), (5)

¡=1

где Э^ - суммарная эргостойкость параллельной СОД; ВС(А) -вероятность противостояния взлому ¡-й части СОД в зависимости от С = (Аь ... , Ац), А^С других ее компонентов; к еЫ- общее количество частей в системе.

4. Эргостойкость параллельной СОД, состоящей из независимых частей

к

Эх=1-П(1-Э() , (6)

1=1

где Э х — суммарная эргостойкость СОД; Э - эргостойкость I - го элемента системы; 1 = 1, ..., к - количество элементов.

5. Эргостойкость СОД, состоящей из последовательных подсистем

к

Э^ =ПЭз, (7)

М

где Эх — суммарная (итоговая) эргостойкость; Эj - эргостойкость подсистемы; 3 = 1,к - количество подсистем в СОД.

6. Эргостойкость сложной СОД, состоящей из параллельных подсистем

к

Эх=1-П(1-Э^, (8)

]=1

где Эх~ суммарная эргостойкость; Э, - эргостойкость _|'-й подсистемы; ] = 1,..., к -количество подсистем.

Предложено при рассмотрении реально существующей СОД для определения ее суммарной эргостойкости разбить её на параллельные и последовательные подсистемы, и применить соотношения (1) ... (8).

Данная методика позволяет определить качество функционирования программных и технических средств.

Однако, обеспечение достоверности передачи информации (ОДПИ) -комплексный процесс, участниками которого являются не только объекты (информация и средства её обработки), но и субъекты (обычные пользователи и нарушители режима ОДПИ), работу с которыми описанная выше методика описать не в состоянии.

Для решения задачи описания работы субъектов были применены принципы теории информации и составлена сетевая модель процесса (рис. 5).

Х'1 С, X"!

о—□-►

Рис. 5. Сетевая модель процесса обеспечения достоверности передачи информации в СПД

Модель - двухуровневая, состоит из двух сетей Петри. Сеть первого уровня (множества) характеризует объекты моделирования, сеть второго уровня (системы искусственного интеллекта ультрамножества) - их свойства.

Тогда процесс ОДНИ выглядит так. Интеллектуальные датчики (первый вид объектов промежуточного слоя) осуществляют снятие свойств с элементов из числа множеств первого уровня и формируют множество соответствующих им объектов второго уровня. Интеллектуальные исполнители (другой вид объектов промежуточного слоя) проводят изменение состава множеств под воздействием связанных с ними множеств свойств. Ультрамножества 2 уровня производят необходимые действия над множествами, а проекции этих систем на первый слой образуют переходы, соответствующие нижнему уровню взаимодействия. Направленными графами показаны информационные потоки.

Таким образом, в работе показана возможность создания комплексной модели ОДПИ. Разработана методология повышения качества работы средств РТОП и ЭС. Также приводятся формализованные модели и рекомендации по практическому применению вновь разработанной методологии, описывается её применение для повышения эффективности и надежности СПД.

В СПД предлагается в дополнение к ранее рассмотренным системам подвижной КВ и УКВ радиосвязи и радиорелейной связи использовать систему спутниковой связи (ССС) с применением средств ОДПИ (рис. 6).

Спутник связи

Абонентский ДУ ~ Абонентский

терминал терминал

/к / Ч Передаваемая * \

Ш^т информация \

Узел ЗШЦ ¿Шк Узел \

ОД " V ОД N

а^т уЩ^ Оборудование спутниковой————,Ж\ ез_ 0 Г~1 ■ ---связи ---ста ■ ®

Рис. 6. Структура ССС с применением средств ОДПИ.

Проводится оценка надежности приема спутникового канала связи, использующего свернутые коды, обеспечиваемой ш — расширенными стохастическими кодами, как вероятность отказа от исправления Ротк :

где ш - последовательные во времени q—ичные символы; а - кодовое расстояние; п - число символов кода; I - время локализации.

Для упрощения схемы декодирования, когда локализации выполняется только сравнением символов в столбцах (1-й этап), имеем

р(") = V Г1'/" (1 -Р )"-'

отк. / * я отк. > отк. /

|Ч>

9

где Ротк. — вероятность отказа в декодировании столбца

Р^Ъ+СЯГ'О-Ъ)

Для полной схемы декодирования (вероятность отказа в декодировании столбца/^ = Р" ), получена вероятность отказа от исправления ошибок

Ыа

Данный результат показывает, что для спутниковых каналов связи также применимы такие способы повышения качества функционирования, как повышение помехоустойчивости в канале управления и в канале связи.

Так как описанные модели не являются комплексными, в диссертационной работе была предложена новая трехуровневая модель информационной системы (рис. 7).

По модели, типовая информационная система состоит из трех уровней:

1. Уровень оборудования и технических средств.

На данном уровне расположены компьютеры, серверы, периферийное оборудование, оборудование связи/передачи данных (телекоммуникационное), системное программное обеспечение, а также копии однопользовательских программ, установленных на рабочие станции. С уровнем взаимодействуют пользователи информационной системы (ИС).

2. Уровень транспортной среды.

На уровень помещены структурированные кабельные системы, системы электронной почты, системы электронного документооборота, сети связи и телекоммуникаций и т.д. С уровнем взаимодействуют не пользователи ИС, а используемое ими оборудование из первого уровня.

3. Уровень прикладных программ.

На уровне находится программное обеспечение, предназначенное для обеспечения работы оборудования (уровень 1) и пользователей ИС (нижний слой модели). С уровнем взаимодействует уровень транспортной среды, передающий на третий уровень запросы от первого уровня, и отправляющий обратно на него ответы, получаемые с третьего уровня.

Злоумышленники (нарушители режима ОДПИ), пытаясь получить НСД к ресурсам ИС, и находясь вне логики ее работы системы, предпринимают попытки НСД на всех трёх уровнях модели. Исходя из этого, типовая СОД должна иметь трехуровневый характер, и состоять из трех подсистем:

1. Подсистема защиты оборудования и технических средств.

Предназначена для ОДПИ у серверов, автоматизированных рабочих

мест, оборудования связи/телекоммуникаций и иного оборудования, включая специализированное программное обеспечение.

2. Подсистема защиты транспортной среды.

Задачей подсистемы является ОДПИ у узлов доступа для работы с внешними сетями (включая Интернет), систем электронной почты и электронного документооборота, структурированных кабельных сетей, сетей (систем) связи/телекоммуникаций и других систем.

Типовая информационная система (обобщенная модель)

пмшх>мт«|ы емсчм, осущнтмщцшцц ипатныа двступ к информации уровни «едрли рлспепсше^ы • Соот#м»ггт*й р маршрутами и~фдомцио»««шл ^гтгжои

Договорные работы по обеспечению достоверности информации

»«тфовма.1МОЧ"ЬИ> гажжл. логимкяо*

• П<ММ ШШ)! фимчвмм СООГОДТАГМИ*

• »ЯОУШИШПИ Ш»ИМ> достоверности

инфармг.**« .

- гкныгки мару**»** р*хм*« достоверной

ИМфОЭМШЦЛИ

Рис. 7. Трехуровневая модель типовой информационной системы

3. Подсистема защиты прикладных программных средств и системного программного обеспечения.

Подсистема предназначена для ОДНИ у сетевых операционных систем, сетевых баз данных, систем управления базами данных, программных систем решения функциональных задач и так далее.

В ходе анализа установлено, что СПД должна носить трехуровневый характер, а ее СОД должна включать в себя три подсистемы. Проведен расчет параметров модели — характеристик связности. В качестве критерия оценки качества функционирования моделируемой системы выбрана вероятность связности системы п - го ранга Сп , как условная вероятность безотказной работы линии связи Пу|¥; ПУ|*Р. - условная вероятность связи при условии передачи информации, с заданным уровнем достоверности.

В результате вычислений выявлено, что зависимость вероятности связности в системе от ее ранга п носит экстремальный характер, который

можно описать как:

р"и1=7 ■ ^ ■гщ2)2 - ^^

где Я, - корни уравнения Л(Л)=0;

А(Л) = Л3 -(1-гру + 2г7гдг)Л2 + гжд2{2.-гяр + глг)Л-г2л2 дг^дг-рру),

п. .фз&к -кУг-±\йШ.1 -[{яу+Р^-^Р+УЬ;,

А-/»

2

¿Р ]

\p-fi,

А, 4

1 - дг + 2пдг ± ^ {^ладг (1 - дг)+(1 - дх)2)

, корни уравнения 0;

<р(р) = р3 ~(ду + рг + Ълдг)р2 +яд2(я + яд + я2 + ар + ау)р-л3д3г3, £)(ф — вероятность отказа объекта £, £>([$,£]) - вероятность отказа линии связи между объектами £ и е, рг-1-гг - вероятности отказа объекта С, ; д(=\-р(; а( =1-л(; =1-у( — вероятности отказов линий связи; Р,?а'-

вероятность связи объектов £ и е в системе «-го ранга с произвольными параметрами надежности элементов; ' вероятность существования путей

между объектами е в ориентированной системе и-го ранга из объектов ¿¡ъ е и из б , в . ^соответственно; Пд„ - вероятность безотказной работы — существование связи (пути) между любыми двумя объектами системы связи п-го ранга, или

Из расчетов, сделанных для ряда фиксированных значений параметров (то есть при фиксированном уровне информационных потоков), следует, что зависимость вероятности связности в рассматриваемой системе от её ранга п носит экстремальный характер. В случае введения градаций информационных потоков результаты должны быть скорректированы путем перемножения соответствующих вероятностных метрик.

Полученные результаты показывают работоспособность вновь разработанной трехуровневой модели и дополняют ее методикой расчета числовых параметров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработана методика применения средств обеспечения достоверности передачи информации для повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, применяемых авиапредприятиями и отраслевыми эксплуатационными предприятиями. При разработке методики создана интегрированная модель повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, а также вспомогательные модели. Разработанная методология претендует на учет большинства возможных угроз процессу повышения надежности и качества функционирования, включая воздействие «человеческого фактора».

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Предложено использовать методы и средства теории информации и защиты информации для решения задачи повышения надежности и качества функционирования РТОП и ЭС.

2. Модифицирован метод описания систем различного назначения с помощью трехуровневых моделей. Разработана новая трехуровневая модель типовой информационной системы и приведен пример её практического применения для повышения эффективности и надежности работы средств РТОП и ЭС авиапредприятия.

3. Создана и проанализирована методика обеспечения достоверности информации, передаваемой с применением радиотехнических средств сети передачи данных, с применением интегрированной модели оценки эффективности работы систем обеспечения достоверности передачи информации и модели процесса обеспечения достоверности передачи информации.

Разработанная методика позволяет:

1. Исследовать влияние внутренних и внешних помех различного характера на процесс передачи информации средствами РТОП и ЭС.

2. Путем применения методов и средств теории информации и защиты информации вырабатывать рекомендации по снижению влияния помех на работу средств РТОП и ЭС.

3. Вырабатывать рекомендации по проектированию вновь создаваемых средств РТОП и ЭС.

4. Модифицировать методику проверки качества работы существующих систем обеспечения достоверности передаваемой информации (СОД).

Опыт использования разработанной методики при проведении работ по модернизации реальной сети передачи данных показывает, что методика может быть использована при совершенствовании работы РТОП и ЭС ГА.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Анализ процессов и процедур защиты информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 92 (10), серия «Информатика. Прикладная математика», 2005.

2. Емельянов В.Е, Назаров П.В. Модель типового узла защиты информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 92 (10), серия «Информатика. Прикладная математика», 2005.

3. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Защита от несанкционированного доступа систем связи как средство повышения эффективности их работы. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 65, серия «Информатика. Прикладная математика», 2003.

4. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Модель оценки эффективности средств информационной безопасности, применяемых для защиты авиационных радиотехнических систем и комплексов. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 63, серия «Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов», 2003.

5. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Трехуровневая модель функционирования типовой информационной системы и её использование при выборе принципов построения систем защиты информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 92 (10), серия «Информатика. Прикладная математика», 2005.

6. Назаров П.В. Характеристики связности трехуровневой модели системы обеспечения достоверности передачи информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 105, Серия «Информатика. Прикладная математика», 2006.

7. Назаров П.В. Трехуровневые сетевые модели телекоммуникационной сети связи и её системы обеспечения достоверности передачи информации. Тезис к докладу на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества». Москва - 2006.

8. Орлов O.E., Назаров П.В. Вопросы защиты информации при ее передаче по открытым (незащищенным) каналам связи (на примере ОАО «Газпром»). М., Научный вестник МГТУ ГА, № 36, серия «Радиофизика и радиотехника», 2001.

9. Орлов O.E., Назаров П.В. Практические рекомендации по защите информации в сетях спутниковой связи и передачи данных. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 36, серия «Радиофизика и радиотехника», 2СЛ1

Соискатель:

Назаров П.В.

Подписано в печать 29.09.06 г Печать офсетная Формат 60x84/16 1,16 уч.-изд. л. 1,25 усл.печ.л._Заказ № 233/„^*__Тираж 70 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20 Редакционно-издательский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д.6а

О Московский государственный технический университет ГА, 2006

1. Проблема повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов типового транспортного авиапредприятия.

1.1. Современные задачи российской гражданской авиации. Обоснование выбора объекта исследования.

1.2. Анализ отечественного и зарубежного опыта обеспечения функционирования радиотехнических систем и комплексов.

1.3. Возможность применения современных информационных технологий для повышения эффективности функционирования радиотехнических систем и комплексов.

1.4. Особенности применения автоматизации и контроля качества работы радиотехнических систем и комплексов для повышения качества их функционирования.

1.5. Взаимосвязь между эффективностью и надежностью работы радиотехнических систем и комплексов.

2. Особенности функционирования радиотехнических систем и комплексов типового авиапредприятия.

2.1 Модели каналов радиосвязи.

2.2 Анализ воздействия отношения сигнал/помеха на качество функционирования канала связи.

3. Каналы управления работой радиотехнических систем и комплексов.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Канал с неопределенной фазой и адаптивным коррелированным гауссовским шумом.

3.3. Канал с селективными замираниями (одиночный прием сигналов).

3.4. Оптимизация обработки сигналов в каналах управления как средство повышения надежности работы радиотехнических систем. 84 4. Разработка и использование методологии повышения качества функционирования радиотехнических систем и комплексов.

4.1. Модель оценки эффективности работы систем обеспечения достоверности передачи информации.

4.2. Модель процесса обеспечения достоверности передачи информации в сети передачи данных.

4.3. Применение разработанной методики для повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов сети передачи данных транспортного предприятия.

4.4. Трехуровневая модель работы сети передачи данных.

4.5. Методика применения трехуровневой модели.

Развитие современной российской экономики невозможно без тщательной проработки её транспортной составляющей, включая гражданскую авиацию (ГА), роль которой непрерывно возрастает.

Согласно Основам политики Российской Федерации в области авиационной деятельности, подписанным Президентом России В.В. Путиным 3 февраля 2001 года, одной из задач развития авиации является «повышение надежности и эффективности функционирования авиационной техники».

Для отечественной авиации определены три приоритетных направления, требующие своего решения: повышение эффективности работы; усиление информатизации и автоматизации; совершенствование и развитие систем авиационной безопасности.

Настоящая работа посвящена решению задач, входящих в указанные направления, и направлена на совершенствование методики оценки качества функционирования средств радиотехнического обеспечения полетов и электросвязи (РТОП и ЭС), а также разработку методов и средств повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов, что подчеркивает её актуальность.

Фундаментальные научные исследования, являющиеся базовыми для работ, проводимых в данном направлении, были заложены в трудах многих отечественных и зарубежных ученых: А.Н. Колмогорова, Б.В. Гнеденко, И.А. Ушакова, А.Д. Соловьева, К. Шеннона, Р. Барлоу, Ф. Прошана и ряда других.

В последние годы теоретическое обоснование эксплуатации сложных технических систем значительно развивалось, особенно в области авиации. Это достигнуто благодаря усилиям крупных ученых и коллективов: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского (В.Ф. Воскобоева, А.Б. Кузьмина, B.C. Красовского), ГосНИИ ГА (В.А. Климчука, В.И. Ямпольского), МИИГА - МГТУ ГА (В .Г. Воробьева, В.И. Кривенцева, Н.Н. Смирнова, А. А. Ицковича, И.М. Синдеева, В.Д. Константинова, Е.Ю. Барзиловича, В.Е. Емельянова, Ю.М. Чинючина, Б.В. Зубкова), ГосНИИ«Аэронавигация» (А.В. Майорова, С.Л. Белогородского, Л.В. Рябинина, В .Я. Карасева), ГосНИИ ЭРАТ ВВС (A.M. Володко, М.В. Савеннова, В.И. Перова, Ю.И. Коровина, С.К. Савина), ЛИИ МАП (В.И. Бочарова, О.Я. Дерпача), КИИГА (B.C. Новикова, В.А. Игнатова).

Цель диссертационной работы заключается в разработке новых методов и средств повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, используемых авиационными предприятиями, на основе применения теории информации и электрической связи, теории защиты информации. Вновь разработанные методы и средства должны быть адекватны современным задачам развития отечественной гражданской авиации.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1 Разработки модели функционирования канала передачи информации.

2 Агрегации математической модели работы каналов управления системами радиосвязи.

3 Создания алгоритма оценки надежности и качества функционирования радиотехнических систем и комплексов.

4 Синтеза модели процесса повышения качества функционирования сети передачи данных транспортного предприятия.

5 Разработки методологии практического применения предложенных решений для повышения качества функционирования комплексов и систем сети передачи данных.

Математический аппарат и методы исследования. В работе использованы результаты и методы теории надежности, теории информации, теории защиты информации, статистической радиотехники, статистической теории связи, моделирования систем и электрической связи.

Научная новизна диссертации состоит в том, что:

1. Создана новая модель описания процессов, дающая возможность применять методы и средства защиты информации для повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

2. Разработана трехуровневая модель информационной системы, позволяющая описать функционирование средств РТОП и ЭС.

3. Доказана возможность количественного расчета величины воздействия «человеческого фактора» на процессы повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты позволяют:

1. Давать рекомендации по повышению надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС авиационных предприятий.

2. Проводить количественный расчет воздействия «человеческого фактора» на процессы повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

3. Разработать методику применения разработанных при её выполнении математических моделей на авиапредприятиях.

Достоверность результатов, полученных теоретически, обеспечивается корректностью использованных в работе физических моделей, адекватностью используемого математического аппарата, и подтверждается тождеством с данными, полученными опытным путем.

Апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на расширенных научно-методических семинарах на кафедрах ТЭРТОС и ОРТЗИ МГТУ ГА (2003, 2004, 2005), научно-практической конференции «Построение адаптивной инфраструктуры защищенных информационных систем предприятий ОАО «Газпром» (2005), международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (2006).

Материалы исследования используются в учебных курсах факультета авиационных систем и комплексов МГТУ ГА «Системы и сети передачи информации» (специальность 090106), «Теория электрической связи» (специальность 090106), ранее использовались для аналогичных курсов специальности 075600, применены при создании нормативной документации по обеспечению информационной безопасности в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственная корпорация по организации воздушного движения в Российской Федерации», использованы при реконструкции сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром»; алгоритм, разработанный для решения задач исследования, зарегистрирован во Всероссийском научно-техническом информационном центре (информационная карта АИП инв. № ВНТИЦ 50200501588).

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы были использованы следующим образом:

1. Разработанная методология использована при реконструкции сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром».

2. За счет реализации указанной методологии в ООО «Югтрансгаз» удалось добиться повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов сети передачи данных.

3. Алгоритм, разработанный для решения задач, зарегистрирован во Всероссийском научно-техническом информационном центре (информационная карта АИП инв. № ВНТИЦ 50200501588).

4. Полученные результаты внедрены в Московском государственном техническом университете гражданской авиации при постановке учебного процесса по дисциплинам:

- «Системы и сети передачи информации» для специальности 090106;

- «Теория электрической связи» для специальности 090106.

Ранее использовались при постановке учебного процесса по аналогичным курсам для специальности 075600).

5. Полученные результаты внедрены в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственная корпорация по организации воздушного движения в Российской Федерации» при разработке и создании нормативной документации по обеспечению информационной безопасности.

На защиту диссертационной работы выносится методика применения средств обеспечения достоверности передачи информации для повышения эффективности и надежности работы радиотехнических систем и комплексов, основанная на использовании разработанной модели функционирования средств РТОП и ЭС, а также трехуровневой модели описания работы информационной системы. В процессе разработки указанной методики впервые предложено:

1. Использование методов и средств защиты информации для решения задач повышения надежности и качества функционирования. Введено новое средство решения указанной задачи - система обеспечения достоверности передачи информации.

2. Синтез методов и средств теории информации и защиты информации для описания работы средств РТОП и ЭС.

3. Модификация метода описания информационных систем с помощью трехуровневой модели функционирования. Разработана качественно новая трехуровневая модель описания работы средств РТОП и ЭС.

Результаты работы опубликованы в девяти статьях.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Предложено использовать методы и средства теории информации и защиты информации для решения задачи повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС.

2. Модифицирован метод описания систем различного назначения с помощью трехуровневых моделей. Разработана новая трехуровневая модель типовой информационной системы и приведен пример её практического применения для повышения эффективности и надежности работы средств РТОП и ЭС авиационного предприятия.

3. Создана и проанализирована методика изучения проблемы обеспечения достоверности информации, передаваемой с применением радиотехнических средств сети передачи данных, с применением интегрированной модели оценки эффективности работы систем обеспечения достоверности передачи информации и модели процесса обеспечения достоверности передачи информации.

Разработанная методика позволяет:

1. Исследовать влияние внутренних и внешних помех различного характера на процесс передачи информации средствами РТОП и ЭС.

2. Путем применения методов и средств теории информации и защиты информации вырабатывать рекомендации по снижению влияния помех на работу средств РТОП и ЭС.

3. Вырабатывать рекомендации по проектированию вновь создаваемых средств РТОП и ЭС.

4. Модифицировать методику проверки качества работы существующих систем обеспечения достоверности передаваемой информации (СОД).

Опыт использования разработанной методики при проведении работ по модернизации реальной сети передачи данных показывает, что методика может быть использована при совершенствовании работы средств РТОП и ЭС ГА.

Входящие в состав разработанной методики модели и рекомендации по их применению могут быть использованы для повышения качества функционирования средств РТОП и ЭС предприятий гражданской авиации.

Заключение.

В диссертационной работе разработана методика применения средств обеспечения достоверности передачи информации для повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, применяемых авиапредприятиями и отраслевыми эксплуатационными предприятиями. При разработке методики создана интегрированная модель повышения надежности и качества функционирования средств РТОП и ЭС, а также вспомогательные модели. Разработанная методология претендует на учет большинства возможных угроз процессу повышения надежности и качества функционирования, включая воздействие «человеческого фактора».

1. Абадуров С.Е., Чатоян С.К., Зелинский А.Е. Показатели устойчивости информационного обмена в защищенных телекоммуникационных системах. М., Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. № 2, 1999, стр. 89 91.

2. Автоматизация организационного управления и разработка АСУ в связи: Учебное пособие. Под ред. Г.П. Павлова. М: ИПК Минсвязи СССР, 1987.

3. Аграновский А.Б. и др. Теоретико графовый подход к анализу рисков в вычислительных сетях. СПб., Конфидент. Защита информации. № 2, 2002, стр. 50-53.

4. Александровская J1.H., Афанасьев А.П., Лисов А.А. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем. М.: Логос, 2001.

5. Альтерман Б.Д., Дрожжинов В.И., Моисеенко Г.Е. Обеспечение непрерывности деятельности организации в нештатных ситуациях. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 5, 2003, стр. 3 28.

6. Альтерман Б.Д., Дрожжинов В.И., Моисеенко Т.Е. Руководство по составлению Плана действий для Отдела Информационных технологий. Непрерывность бизнеса в нештатных ситуациях. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 8, 2003. стр. 2 40.

7. Анни П, Черняк Л. Интеллектуальная сеть хранения данных. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 4, 1998, стр. 4 24.

8. Антимонов С.Г. Борьба с вирусами, троянцами и спамом как часть борьбы с компьютерным терроризмом. М.: ДиалогНаука, 2004.

9. Антимонов С.Г, «Вирус-антивирус» или «Снаряд броня». М., Бизнес и безопасность в России, № 3, 2001, стр. 22-23.

10. Антимонов С.Г. Системы антивирусной защиты. М.: ДиалогНаука, 2004.

11. Аристотель. Сочинения в четырех томах. Том 1. М.: Мысль, 1976.

12. Барсуков В. Защита компьютерных систем от силовых деструктивных воздействий. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 2, 2000, стр. 8-17.

13. Баутов А. Эффективность защиты информации. М., Открытые системы, № 7-8, 2003.

14. Безруков Н.Н. Компьютерная вирусология. Справочное руководство. Киев: Украинская советская энциклопедия, 1991.

15. Березин А. Информационная безопасность и интересы бизнеса//Доклад на конференции «Актуальные проблемы информационной безопасности: подходы и решения». М., 24 ноября 2003 г.

16. Беспалов В.М., Осипова М.А., Цициашвили Г.Ш. Кооперативные и декомпозиционные эффекты в многоэлементных стохастических системах. Владивосток: Дальнаука, 2003.

17. Бетелин В.А., Галатенко В.А. Информационная безопасность в России: опыт составления карты. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 1, 1998, стр. 4-11.

18. Вихорев С.В., Кобцев Р.Ю. Как узнать откуда напасть, или откуда исходит угроза безопасности информации. СПб., Конфидент. Защита информации. № 2, 2002, стр. 44 - 49.

19. Гадасин В.А., Ушаков И.А. Надежность сложных информационно-управляющих систем. М.: Советское радио, 1975.

20. Галатенко А.В. Активный аудит. Информационный бюллетень JET INFO. № 8, 1999, стр. 3-24.

21. Галатенко В.А. Основы информационной безопасности. Курс лекций под редакцией члена-корреспондента РАН В.А. Бетелина. М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-Университет Информационых Технологий», 2003.

22. Галатенко В.А., Трифаленков И.А. Информационная безопасность в Интранет: концепции и решения. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 23/24, 1996, стр. 3 29.

23. Танеев P.M. Математические модели в задачах обработки сигналов. М.: Горячая линия Телеком, 2002.

24. Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. М.: Радио и связь, 2003.

25. Главный виновник уязвимости компьютерных систем. М., COMPUTERWORLD РОССИЯ, № 12, 31 марта 2003, стр. 10

26. Глушков В.М., Каныгин Ю.М. Экономная экономика. Техника-молодежи. №2, 1983, стр. 12-14.

27. Глушков В.М. Система для всех, или три вопроса на тему ОГАС. М., Техника молодежи, № 5, 1982, стр. 8-13.

28. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы и теории надежности. Основные характеристики надежности и их статистический анализ. М., 1965.

29. Гнеденко Б.В. Математика и математическое образование в современном мире. М.: Просвещение, 1985.

30. Голяницкий И.А. Математические модели и методы в радиосвязи. Под ред. Ю.А. Громакова. М.: Эко-трендз, 2005.

31. Горбатов В., Полянская О. Доверенные центры как звено системы обеспечения безопасности корпоративных информационных ресурсов. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 11, 1999, стр. 13-20.

32. Григоренко A.M. Некоторые вопросы теории технической информации. -М.: Издательство «ЮБЕКС», 1998.

33. Джангк П., Шим С. Оперативная безопасность в Интернет. М., Открытые системы, № 7, 2004. Стр. 53 59.

34. Дукарский С.М. Концепция рационального выбора автоматизированного оборудования в машиностроении//Доклад на научно-технической конференции «Безопасность информационных технологий». М., 2002.

35. Ездаков А., Макарова О. Как защитить информацию. М., Сети, 1997, № 8.

36. Елашкин М. Как оценивать эффективность ИТ? М., Открытые системы, № 7, 2004. Стр. 38-41.

37. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Анализ процессов и процедур защиты информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 92 (10) , серия Информатика. Прикладная математика, 2005.

38. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Защита от несанкционированного доступа систем связи как средство повышения эффективности их работы. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 65, серия Информатика. Прикладная математика, 2003.

39. Емельянов В.Е., Назаров П.В. Модель типового узла защиты информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 92 (10), серия Информатика. Прикладная математика, 2005.

40. Засецкий А.В., Иванов А.Б., Постников С.Д., Соколов И.В. Контроль качества в телекоммуникациях и связи. Часть II, под ред. А.Б. Иванова. М.: Сайрус Системе, 2001.

41. Зоткин В.Е. Надежность. Советская военная энциклопедия. Том 5. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1978, стр. 476 477.

42. Информационная безопасность: основы современного подхода. М., Информационный бюллетень JET INFO (спец. выпуск), 1998, стр. 3 27.

43. Каныгин Ю.М. Информатика: сегодняшние проблемы и завтрашние возможности. М., Техника молодежи, № 10, 1983, стр. 16-21.

44. Колмогоров А.Н. Три подхода к определению понятия «Количество информации»//Новое в жизни, науке, технике. Серия «Математика, кибернетика», 1'91, стр. 24-29, ISBN 5-07-001613-Х.

45. Конкурентоспособность и перспективы развития российских авиаперевозчиков. Аналитическая записка. М.: Рейтинговое агентство «Эксперт-РА», 2003.

46. Коржик В.И., Финк JI.M., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1981.

47. Корт С.С. Теоретические основы защиты информации: Учебное пособие. М.: Гелиос АРВ, 2004.

48. Кузанский Николай. Сочинения в двух томах. Том 1. М.: Мысль, 1979.

49. Кузнецов С. Иллюзии и реалии безопасности. М., Открытые системы, № 7, 2004. Стр. 63 66.

50. Курицын Ю.Г. Проблема выбора с точки зрения технической надежности//Доклад на научно-технической конференции «Безопасность информационных технологий». М., 2002.

51. Ларин П.З., Ревер Е.И. Обведем вокруг пальца? Обман биометрических систем доступа, использующих дактилоскопическую идентификацию личности. М., Information Security. Информационная безопасность. № 3, 2004, стр. 24-27.

52. Леваков А. Анатомия информационной безопасности США. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 6, 2002, стр. 3 39.

53. Левин Р., Дранг Д., Эделсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на бейсике. Перевод с английского. М.: Финансы и статистика, 1990.

54. Лем Станислав. Собрание сочинений. Том 13, дополнительный. Summa technologiae (Сумма технологий). Перевод с польского. М.: Текст, 1996.

55. Лидовский В.В. Теория информации: Учебное пособие. М.: Компания Спутник+, 2004.

56. Лукин Е.С. Прикладная теория информации: Учебное пособие для студентов специальности «Информатика». Минск: БГУИР, 2002.

57. Малашенко Ю.Е., Новикова Н.М. Модели неопределенности в многопользовательских сетях. М.: Эдиториал УРСС, 1999.

58. Назаров П.В. Модель типового узла передачи достоверной информации//Тезис к докладу на научно-практической конференции «Построение адаптивной инфраструктуры защищенных информационных систем предприятий ОАО «Газпром». Казань: 2005.

59. Назаров П.В. Построение экспертной системы оценки степени технологичности машиностроительной детали и выдачи рекомендаций по внесению изменений в ее конструкцию для производства изделий методом литья под регулируемым давлением. М.: МГУ, 1992.

60. Назаров П.В. Характеристики связности трехуровневой модели системы обеспечения достоверности передачи информации. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 105, Серия «Информатика. Прикладная математика», 2006, стр. 160-162.

61. Обоснование инвестиций в развитие и реконструкцию сети подвижной связи ОАО «Газпром». Этап 1. Сбор исходных данных. Часть 1. Данные по текущему состоянию сетей подвижной связи предприятий ОАО «Газпром». Н. Новгород, ОАО «Гипрогазцентр», 2005.

62. Обоснование инвестиций в развитие и реконструкцию сети подвижной связи ОАО «Газпром». Этап 1. Сбор исходных данных. Часть 2. Технические предложения фирм по организации сети подвижной связи ОАО «Газпром». Н. Новгород, ОАО «Гипрогазцентр», 2005.

63. Орлов О.Е. и др. Фрагменты общей теории защиты информации в телекоммуникационных локальных вычислительных сетях. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 24, серия Радиофизика и радиотехника, 2000.

64. Орлов О.Е., Назаров П.В. Вопросы защиты информации при ее передаче по открытым (незащищенным) каналам связи (на примере ОАО «Газпром»). М., Научный вестник МГТУ ГА, № 36, серия Радиофизика и радиотехника, 2001, стр. 127-133.

65. Орлов О.Е., Назаров П.В. Практические рекомендации по защите информации в сетях спутниковой связи и передачи данных. М., Научный вестник МГТУ ГА, № 36, серия Радиофизика и радиотехника, 2001, стр. 134- 137.

66. Осмоловский С.А. Помехоустойчивое кодирование: кризис и пути выхода из него. М.: Вестник РУДН, Серия «Прикладная и компьютерная математика». Т.З, № 1, 2004.

67. Осмоловский С.А. Стохастические методы защиты информации. М.: Радио и связь, 2003.

68. Осовецкий Л.Г., Шевченко В.В. О методе оценки защищенности продуктов информационных технологий. М., Системы безопасности, № 1, 2002.

69. Паршуткин А.В. Основы оптимизации стохастических воздействий на каналы утечки информации. М., Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. № 2, 1999, стр. 17-24.

70. Пашков Ю.Д., Мусакин Е.Ю. Доказательный подход к построению защищенных автоматизированных систем. М., Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. № 2, 1999, стр. 5-16.

71. Петренко С., Симонов С., Кислов Р. Информационная безопасность: экономические аспекты. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 10, 2003, стр. 3-24.

72. Петренко С.А. Реорганизация корпоративных систем безопасности. СПб., Конфидент. Защита информации. № 2, 2002, стр. 30 36.

73. Петухов Г. Основы теории эффективности целенаправленных процессов. Часть 1. Методология, методы, модели. М., Военное издательство Министерства обороны СССР, 1989.

74. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: Наука, 1964.

75. Потресов С. Как вести себя во время эпидемии. М., Известия, 5.09.2001.

76. Птушенко А. Качества эффективности и эффективность «качества». М., Наука и жизнь, № 6, 1990, стр. 108 111.

77. Пытьев Ю.П. Возможность. Элементы теории и применение. М.: Эдиториал УРСС, 2000.

78. Сабынин В. Специалисты, давайте говорить на одном языке и понимать друг друга. М., Информост Средства связи, № 6, 2003.

79. Савушкин С.А. Нейросетевые экспертные системы. М., Нейрокомпьютер, №2, 1992.

80. Сикарев А.А., Фалько А.И. Оптимальный прием дискретных сообщений. М.: Связь, 1978.

81. Симонов С. Анализ рисков, управление рисками. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 1, 1999, стр. 3 28.

82. Симонов С. Аудит безопасности информационных систем. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 9, 1999, стр. 3 24.

83. Симонов С.В. Технология аудита информационной безопасности. СПб., Конфидент. Защита информации. № 2, 2002, стр. 38-43.

84. Скородумов О.Б. Филинов А.А. Использование сертификатов открытых ключей в управлении доступом к информационным ресурсам на предприятии. М., Нефтяное хозяйство, № 5, 2004, стр. 103 104.

85. Соловьев JI.H. Вредоносные программы: расследование и предупреждение преступлений. М.: Собрание, 2004.

86. Справка об отличиях системы кодирования данных (СКД) по корпоративному стандарту ОАО «Газпром» ОСТ 51-06-98 от системы криптографической защиты информации (СКЗИ) по национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ 28147-89. М., ООО «ЛАН Крипто», 2004.

87. Столлингс В. Передача данных. Спб.: Питер, 2004.

88. Таненбаум Э., ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. СПб.: Питер, 2003.

89. Таранов А., Цишевский В. Java в три года. М., Информационный бюллетень JET INFO, № 11 12,1998, стр. 3 - 35.

90. Тейз А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию. Перевод с французского. М.: Мир, 1990.

91. Теория и практика обеспечения информационной безопасности. Под редакцией П.Д. Зегжды. М.: Издательство агентства «Яхтсмен», 1996.

92. Терентьев A.M. Антивирусная защита ПК в Windows 95/98/NT. М.: Перспектива, 2000.

93. Турин Дж. Л. Введение в широкополосные методы борьбы с многолучевостью распространения радиосигналов и их применение в городских системах цифровой связи.//ТИИЭР, 1980. Т. 68, № 3.

94. Уваров А. Всё хорошо в меру. М., Наука и жизнь, № 6, 1986, стр. 103.

95. Федосеев В.Е. Комплексная оценка эффективности авиационных систем радиосвязи//Доклад на Четвертой межрегиональной научной конференции «Студенческая наука экономике России». Ставрополь, 2003.

96. Фролов А.В., Фролов Г.В. Осторожно: компьютерные вирусы. М.: Диалог-МИФИ, 1996.

97. Хлестром К. Статистическая теория обнаружения сигналов /Пер. с англ, под ред. Ю.Б. Кобзарева. М.: Иностранная литература, 1963.

98. Хмелев JI.C. Оценка эффективности мер безопасности, закладываемых при проектировании электронно-информационных систем//Доклад на научно-технической конференции «Безопасность информационных технологий». М., 2002.

99. Холбрук Р., Рейнолдс Дж. Руководство по информационной безопасности предприятия. М., Информационный бюллетень JET INFO (специальный выпуск), 1998, стр. 25 56.

100. Чепиков О. Средства аутентификации выбор между рисками, удобством и стоимостью. М., Information Security. Информационная безопасность. № 3, 2004, стр. 18-23.

101. Черняк JI. Квантовая криптография, почти реальность. М., Открытые системы, № 07-08, 2003.

102. Чечкин А.В. Математическая информатика. М.: Наука, 1991.

103. Шеннон К. Математическая теория связи //В сборнике «Работы по теории информации и кибернетике». М: Иностранная литература, 1963.

104. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Перевод с английского, под редакцией P.JI. Добрушина и О.Б. Лупанова. М.: Иностранная литература, 1963.

105. Шеннон К. Теория связи в секретных системах //В сборнике «Работы по теории информации и кибернетике». М: Иностранная литература, 1963.

106. Шнайдерман И.Б., Охрименко С.А., Черней Г.А. Современные подходы к безопасности автоматизированных информационных систем//Доклад на научно-технической конференции «Безопасность информационных технологий». М., 2002.

107. Шнайер Б. Прикладная криптография. Перевод с английского, М.: Триумф, 2002.

108. Шнейдер В.Е., Слуцкий А.И., Шумов А.С. Краткий курс высшей математики. Том II. М.: Высшая школа ,1978.

109. Шпак В.Ф. Знай противника своего. СПб., Конфидент. Защита информации. № 2, 2002, стр. 60-63.

110. Щеглов А.Ю. Защита компьютерной информации от несанкционированного доступа. СПб.: Наука и техника, 2004.

111. Biernat J., Szyskowski A. Lancuch Markova jako model niezawodnosciowy systemow odnawialnych. "Archiwum automatyki i telemechaniki", Poland, 3/1981, s.s. 411-420.

112. Buchanan, Mark. Quantum decoys create uncracable code. NewScientist, US, November 13-19, 2004, page 8.

113. Dillon B.S, Rayapaty S.N. A metod to evaluate of three-state device networks. Microelectronics and Reliability, GB, 1/1986, p.p. 535 554.

114. Huffman, David A. A Method for the Construction Minimum -Redundancy Codes//Decimal Classification: R.531.1. Original manuscript received by the Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass. December, 6, 1951.

115. O'Brien, Danny. How to mend a broken Internet. NewScientist, US, November 13- 19, 2004, pages 47 -49.

116. Partyko Z.V. Image conception of the information theory: Monograph. L'viv: Publishing Center Of L'viv Ivan Franco National University, 2001.

117. Whalley Ian. Controlled Worm Replication "Internet-In-A-box"//Virus Bulletin Conference, September 2000, pages 43 -65.

118. Who K. Ch. A reparable multistage device with arbitrarily distributed repair times. "Microelectronics and Reliability", GB, 2/1981, p. 2.