WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ФИСЕНКО Виктор Евгеньевич

МЕТОДОЛОГИЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ НА

ОСНОВЕ ВСТРЕЧНО-соединенных ДОПОЛНЕННЫХ ДРЕВОВИДНЫХ СТРУКТУР

Специальность: 05.13.01 – системный анализ, управление  и обработка

информации (технические науки)


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Орел – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО Министерства образования и науки РФ  «Орловский государственный университет».

Научный консультант:

доктор технических наук

Фисун Александр Павлович

Официальные  оппоненты:

доктор технических наук, профессор
Родионов Олег Валерьевич 
доктор технических наук, профессор
Ильин Анатолий Александрович

доктор технических наук, доцент

Дегтярев Сергей Викторович

Ведущая организация:

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (г. Москва)

Защита диссертации состоится « 29 » декабря 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.03 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Заверенные отзывы на автореферат в двух экземплярах направлять по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.105.03.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « 19 » ноября 2008г.

Ученый секретарь

диссертационного совета  _______________ Старков  Ф. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный период развития социально–эконо-мических, политических, военных и иных процессов в России характеризуется их динамикой и сложностью, совершенствованием структуры управления органов государственной власти, ростом экстремизма и терроризма, периодическими экологическими катастрофами и стихийными бедствиями, трансформацией сложившихся традиционных и появлением новых информационных общественных отношений, обуславливающих переход человечества от индустриального к информационному обществу. Это обусловливает необходимость повышения роли информации и новых информационных технологий, формирования единого информационного пространства страны и мирового сообщества, совершенствования информационного обеспечения деятельности органов государственной власти,  хозяйствующих субъектов, банковских и других структур. Решение этих проблем неразрывно связано с созданием и функционированием уникальных сложных информационных систем (СИС) различных классов, обеспечивающих требуемое качество и соответствующий статус циркулирующей в  них информации. Это, в свою очередь, обусловливает необходимость обеспечения и соответствующих требований к показателям качества функционирования СИС, и в первую очередь к ее надежности. Недостаточная надежность таких СИС, ухудшает в целом, ряд показателей качества обрабатываемой в них информации, в том числе ее физическую це­лостность, достоверность, полноту, безопасность и приводит к угрозе принятия неэффективных решений должностными лицами в процессе управления.

Проблема обеспечения надежности СИС различного предназначения, степени сложности, коммутируемых, некоммутируемых, частично коммутируемых, и функционирующих в различных условиях, постоянно находились и находится в центре внимания государства, отечественных и зарубежных специалистов и ученых: Б. Я. Дудника, В. А. Зеленцова, Б. П. Филина, Б. В. Гнеденко, А. А. Гагина,  Л. П. Щербины, Б. А. Гордиенко, А. М. Половко, В. Н. Рогинского, Г. В. Давыдова, В. Л. Волковича, Д. Филлипса, А. Гарсиа-Диас, Г. Фрэнка, И. Фриша, Р. Барлоу, Ф. Прошана, П. Боккера, А. Форда, Д. Фалкерсона, М. Шварца, В. Я. Советова, С. А. Яковлева, Р.  Бесслера, А. Дойча. В то же время проблема обеспечения надежности СИС, требующих управления в реальном масштабе времени, т.е. так называемых СИС реального времени (СИС РВ), оказалась недостаточно проработанной, в силу значительной вычислительной сложности сущест­вующих методов и алгоритмов оценки надежности СИС и ее элементов, и, прежде всего, таких важных ее компонентов, как информационные направления (ИН), определяющих качество функционирования любой СИС. В следствии невозможности исполь­зования сущест­вующих методов и алгоритмов оценки надежности ИН Сис РВ, из-за непропорционально высокого роста их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов оцениваемых СИС, возникает проблема разработки методов и алгоритмов оценки надежности ИН Сис РВ, обладающих минимальный ростом их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов оцениваемых СИС. Наилучшим вариантом явилось бы достижение полной независимости вычислительной сложности новых методов от размерности ИН СИС. Особенно актуальным это является для коммутируемых СИС, так как основная масса сущест­вующих методов и алгоритмов оценки надежности ИН Сис была разработана для частично коммутируемых СИС.

Известная методология анализа и синтеза сис, не только не содержит необходимые и достаточные методы и методики оценки надежности сис рв, и ее важнейших компонентов ИН, но и не имеет в своем составе и необходимых  инструментов: соответствующих понятийного базиса, концепций, математических моделей, теоретических методов и т.д., для их создания.

Эти обстоятельства и обуславливают необходимость развития методологии анализа и синтеза СИС в направлении анализа и синтеза сис РВ, обеспечивающем  решение задач объективной оценки надежности этих систем. основным содержанием такого развития является уточнение понятийного базиса, создание новых концепций, моделей, экономных методов и методик анализа надежности ИН СИС РВ, направленных на совершенствование управления этими системами, и, в целом эффективности их функционирования. что и определяет актуальность и составляет цель диссертационных  исследований.

Цель работы. Повышение эффективности функционирования СИС работающих в реальном масштабе времени на основе развития методологии анализа и синтеза сис рв, развивающей общую методологию анализа и синтеза сис различных классов.

Научная проблема – состоит в необходимости развития методологии анализа и синтеза СИС, в направлении создания новых концепций, моделей, экономных методов и методик анализа надежности ИН, обеспечивающих возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени.

Объектом исследования являются СИС, функционирующие в условиях формирования современного информационного общества в России и обострения информационного противоборства.

Предметом исследования является методология анализа и синтеза сис рв, включающая уточненный понятийный базис, концепции, математические модели, теоретические методы, алгоритмы и методики оценки надежности СИС.

В рамках поставленной научной проблемы решены следующие научные задачи:

1. Выявлены основные направления развития методологии анализа и синтеза СИС РВ, для чего:

– проанализировано состояние методологии анализа и синтеза СИС по показателю качества – надежности;

– исследована зависимость надежности ИН СИС от структуры путей их составляющих;

– осуществлена количественная оценка путей различной структуры, образующих ИН частично коммутируемых СИС;

– осуществлена оценка множеств сечений различной структуры ИН коммутируемых СИС.

2. Для обоснования выявленных основных направлений развития методологии анализа и синтеза СИС РВ предложены концепции:

–  построения СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур;

– анализа надежности СИС, основанной на способе размена вычислительной сложности;

– формирования критериев оценивания показателей надежности ИН СИС.

3. На основе предложенных концепций построения СИС и анализа надежности СИС, разработаны:

– методы приоритетных путей и приоритетных сечений анализа надежности СИС РВ;

– методики оценки надежности ИН СИС РВ на основе методов приоритетных путей и приоритетных сечений;

– методика оценки эффективности реализации потенциальной структурной надежности ИН СИС РВ.

4. На основе предложенных концепций построения СИС и формирования критериев оценивания показателей надежности ИН СИС, разработаны методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН СИС РВ.

Методы исследования. В диссертации применялись методы теорий:  системного анализа, моделирования, систем, надежности, графов, вероятностей и математической статистики, управления.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты имеющие научную новизну:

1. Методология анализа и синтеза СИС РВ, включающая: понятийный базис; концепции анализа надежности СИС, построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН; математические модели СИС; теоретические методы приоритетных путей и приоритетных сечений; алгоритмы и методики оценки надежности ИН, расчета критериев оценивания показателей надежности ИН; теоремы и т.д., то есть всю совокупность инструментов позволяющих решать задачи оценки надежности СИС различных классов.

2. Концепция анализа надежности СИС, основанная на способе размена вычислительной сложности, и открывающая новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза СИС реального времени.

3. Концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, основанная на использовании при описании модели ИН коммутируемых СИС двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов, открывающая новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза коммутируемых СИС реального времени

4. Концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанная на использовании приоритетных методов, и позволяющая разрабатывать на ее основе методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых и коммутируемых СИС.

5. Метод приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.

6. Метод приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС и концепции построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.

7. Методика оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС, основанная на методе приоритет­ных путей, и позволяющая использовать ее для управления функционированием частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.

8. Методика оценки надежности ИН коммутируемых СИС, основанная на методе приоритет­ных сечений, и позволяющая использовать ее для управления функционированием коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.

9. Методика оценки эффективности реализации потенциальной структурной надежности ИН частично коммутируемых СИС, основанная на методе приоритет­ных путей, и позволяющая органам управления осуществлять бо­лее обоснованный выбор варианта распределения путей на СИС, с учетом достижения требований по надежности ИН.

10. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых СИС, основанная на методе приоритет­ных путей, и позволяющая при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры путей их составляющих.

11. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза коммутируемых СИС, основанная на методе приоритет­ных сечений, и позволяющая при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры сечений их составляющих.

Обоснованность научных положений достигнута путем системного рассмотрения исследуемой проблемы, достаточно полного учета многократно проверенных на практике, исходных данных, сочетанием формальных и неформальных методов исследования, проверкой и сопоставимостью отдельных результатов в рамках известных теоретических положений, используемых в существующих теоретических аспектах информатики и теории надежности.

Достоверность научных положений обеспечивается: системностью исследования и решения поставленных проблем и задач; использованием общенаучного, специальных, формальных и неформальных методов, апробированного математического аппарата, выбором корректных и учетом достаточно полных объективных исходных данных; результатами моделирования, полученными при проведении исследовательских командно-штабных игр, в ходе практической деятельности органов управления различных ведомств, учебном процессе вузов, НИР; сходимостью теоретических расчетов с результатами экспериментальных исследований; математической корректностью поставленных задач; статистической достаточностью исходного объема анализируемых информационных источников; непротиворечивостью известным и применяемым в работе теоретическим, практическим и нормативным положениям, концепциям, закономерностям.

Научные положения выносимые на защиту. Разработанные в диссертации теоретические положения, развивающие методологию анализа и синтеза СИС реального времени, содержат следующие новые научно обоснованные результаты, которые выносятся на защиту:

1. Методология анализа и синтеза СИС реального времени на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур.

2. Концепция анализа надежности СИС основанная на способе размена  вычислительной сложности.

3. Концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур.

4. Концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС на основе приоритетных методов.

5. Метод приоритетных сечений анализа надежности ИН коммутируемых СИС реального времени.

6. Метод приоритетных путей анализа надежности ИН частично коммутируемых СИС реального времени.

7. Методика оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС.

8. Методика оценки надежности ИН коммутируемых СИС.

9. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых СИС на основе метода приоритетных путей.

10. Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза коммутируемых СИС на основе метода приоритетных сечений.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии методологии анализа и синтеза сис рв, развивающей общую методологию анализа и синтеза сис различных классов. Предложенная методология анализа и синтеза сис рв включает новые теоретические положения,  совокупность которых представляет новое решение крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение для повышения эффективности системы информационного обеспечения деятельности государства. эти теоретические положения, содержащие понятийный базис, концепции анализа надежности СИС и построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН, математические модели СИС, методы приоритетных путей и приоритетных сечений для оценки надежности СИС, алгоритмы, методики оценки надежности ИН и расчета критериев оценивания показателей надежности ИН, теоремы и другое, являются системно изложенными, научно-обоснованными техническими и технологическими решениями по оценке надежности сис рв, являющихся основой повышения эффективности системы информационного обеспечения органов государственной власти, деятельности хозяйствующих субъектов государства и граждан, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса, развитие информационной сферы и информационного общества.

Практическая ценность и область применения результатов. Практическая значимость полученных в диссертационных исследований результатов заключается в доведении теоретических исследований до уровня практической реализации, а также в обеспечении возможности научно обоснованного решения важных для информационной сферы задач:

- повышение эффективности функционирования СИС за счет снижении временных затрат органов управления в ходе их проектирования и эксплуатации благодаря применению методик оценки надежности ИН коммутируемых и частично коммутируемых СИС с уменьшенной вычислительной сложностью, обеспечивающих, возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени;

­- разработке практических рекомендаций органам управления по выработке и принятию оптимальных решений при создании и эксплуата­ции СИС с целью повышения их качества и надежности при изменении условий их функционирования;

- расчета органами управления количественных критериев оценивания показателей надежности СИС и ее компонентов: информационных направлений, на основе методик расчета критериев оценивания показателей надежности элементов коммутируемых и частично коммутируемых СИС, учитывающих их структуру и параметры путей и сечений их составляющих;

- совершенствовании научно-методического обеспечения подго­товки специалистов в области сложных информационных систем, управления и обработки информации.

Внедрение результатов. Результаты диссертационных исследований внедрены:

1. В филиале ФГУП «Радиочастотный центр Центрального федерального округа» в Тверской области.

2. В ГОУ «Государственный центральный институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов» (ГОУ «ГЦИПК» г. Обнинск).

3. В Ресурсном центре системы образования Орловской области (г. Орел).

4. В ОАО "Измеритель" г. Смоленск.

5. В филиала ФГУП «Радиочастотный центр Центрального федерального округа» в Орловской области.

6. В Центре связи в Смоленской области.

7. В Орловской региональной академии государственной службы.

Внедрение результатов подтверждается соответствующими актами.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались:

на 8 Международных научно-технических конференциях: IV Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 1995); VI Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 1997); VIII Международной конференции "Информатизация правоох­ранительных систем – 99" (Москва, 1999); X Международной конференции "Информатизация правоох­ранительных систем" (Москва, 2001); XI Международной научно–технической конференции «Системы безопасности –2002» (Москва, 2002); XII Международной НТК «Системы безопасности» (Москва, 2003); XIII Международной  конференции "Информатизация и информационная безопасность правоох­ранительных систем" (Москва, 2004); XVI Международной НТК «Системы безопасности» (Москва, 2007);

на 3 Всероссийских научно-технических конференциях: I Всероссийской научной конференции «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения» (Орел, 1997); IV Всероссийской научной конференции «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения» (Орел, 2005); II Всероссийской научно-практической конференции «Методы и средства технической защиты конфиденциальной информации» (Обнинск, 2005);

на 2 Межведомственных научно-практических конференциях: Межведомственной научно-практической конференции «Проблемы непрерывного профессионального  образования в ФАПСИ, роль и место в их решении Военного института правительственной связи» (Орел, 1993); Межведомственной научно-практической конференции ФАПСИ «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи» (Орел, 1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 научных работ, в том числе: 4 монографии; 7 статей в ведущих рецензируемых научных изданиях входящих в Перечень ВАК; 33 выступления на международных и всероссийских конференциях и работ депонированные в ВИНИТИ; 15 статей в других изданиях.

Личный вклад автора, в работах опубликованных в соавторстве. В совместных статьях лично соискателем выполнено следующее. В работе [44] уточнены место и роль надежности СИС в обеспечении их эффективного функционирования. В статьях [17,25,30,46-48,50] исследованы направления возможных подходов к анализу надежности СИС. В работах [21,59] проведен анализ возможностей перспек­тивных комплексов связи по обеспечению динамической реконфигурации структуры СИС. В статьях [22,24,34,53,55] предложена математическая модель СИС для анализа надежности ее ИН приоритетными методами. В работах [10,11,18,39,40,41,54,56] разработаны методики оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС на основе метода приоритетных путей. В статьях [16,33] предложена методика оценки живучести ИН СИС на основе приоритетных методов. В работах [43,49,58] предложена новая концепция формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанная на использовании приоритетных методов. В статье [51] представлено развитие методического аппарата оценки эффективности функционирования СИС.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 213 страницах. Она содержит 31 рисунок, 35 таблиц и список литературы из 252 наименований.

Основное содержание диссертации

Во введении показана актуальность диссертационного исследования, сформулированы его цель и задачи, показана научная и практическая значимость полученных результатов, приведены основные результаты диссертации выносимые на защиту, и сведения о публикациях и апробации полученных результатов.

В первой главе диссертации определены место и роль обеспечения  надежности СИС в комплексе проблем обработки информации. Показано что, СИС составляют материальную основу территориально распределенных систем управления государством, в том числе и силовыми структурами. Доказано, что функционирование, развитие и совершенствование информационного обеспечения высших органов государственной власти, определяется уровнем развития СИС, при этом особый статус циркулирующей в них информации требует не только новых подходов к ее сбору, обработке и хранению, но предполагает выполнение повышенных требований к качеству функционирования этих систем. Современные СИС относятся к классу частично коммутируемых и коммутируемых СИС. Показано, что решение задач анализа надежности СИС является чрезвычайно сложным из-за взаимной зависимости путей составляющих ИН.

Проанализировано современного состояния методологии анализа и синтеза СИС реального времени. Выявлено, что использующиеся в настоящее время квазиоптимальные методы распределения путей между ИН не позволяют максимально использовать потенциальные возможности СИС по надежности. Применение их при анализе структурной надежности СИС в реальном масштабе времени является практически невыполнимой задачей из-за большого числа элементов составляющих СИС. К таким элементам, по которым производится анализ надежности СИС, в первую очередь относятся: пути передачи информации, составляющие ИН; ребра, составляющие пути передачи информации в ИН; сечения ИН, по которым осуществляется передача информации;  ребра, составляющие сечения ИН по которым осуществляется передача информации.

При увеличении размерности СИС количество этих элементов резко возрастает, что в конечном итоге и не позволяет использовать известные методы расчета для анализа надежности СИС в реальном масштабе времени. Кроме того, многообразие подходов к разработке этих методов затрудняет создание унифицированного программного обеспечения для системы управления СИС. Показано, что дальнейшее развития методологии анализа и синтеза СИС в первую очередь необходимо проводить в направлении разработки методов анализа надежности частично коммутируемых и коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.

Показано, что основным требованием к разрабатываемым методам оценки показателей надежности на СИС является минимальный рост их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов СИС. Наилучшим вариантом является достижение полной независимости вычислительной сложности новых методов от размерности СИС. Вычислительную сложность процесса оценки надежности ИН СИС по сравнению с классическими методами можно уменьшить на основе следующих подходов: уменьшения количества путей передачи информации составляющих ИН и ребер, составляющих пути передачи информации в ИН, которые используются при оценке надежности ИН; уменьшения количества сечений ИН и ребер, составляющих сечения ИН, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности ИН.

Исследование применяемых математических моделей СИС показало, что при предварительном контроле моделей не осуществляется контроль порядков, при котором определяются порядки складываемых ве­личин и явно малозначительные слагаемые отбрасыва­ются, что направлено на упрощение мо­дели. Доказано, что вклад в повышение надежности ИН каждого дополнительно включаемого в него пути, с увеличением числа путей, уменьшается, и на каком-то этапе становится несоизмеримым с вкладом в надежность первых путей ИН. То есть в соответствии с требованиями предварительного контроля, а именно контроля порядков, эти явно малозначительные слагаемые должны отбрасыва­ться.

Предполагается, что, рассчитывая надежность ИН, с учетом всех составляющих его путей мы получаем точный результат, однако такое предположение является справедливым лишь в случае, когда при расчетах используются точные исходные данные. Такие случаи на реальных сетях связи практически не встречаются, так как сами исходные данные (например: коэффициент исправного действия канала) определяются и фиксируются с точностью до 0,01. С этой же точностью задаются и требования к путям составляющим ИН. Исходя из этого сделан вывод: при расчете показателей надежности ИН с учетом всех составляющих их путей и сечений точность получаемых результатов превышает не только точность исходных данных, но и требуемую точность результатов. На этом основании предложена концепция анализа надежности СИС основанная на способе размена вычислительной сложности на точность измерений, позволяющая за счет снижения точности результатов расчета показателей надежности ИН, но не ниже требуемой, уменьшать количество элементов СИС, по которым производится расчет, что в свою очередь ведет к снижению вычислительной сложности этих задач. Пути и сечения, обеспечивающие расчет надежности ИН с точностью не ниже требуемой будем называть приоритетными.

Определение 1. Приоритетными путями называются пути обеспечивающие расчет надежности ИН частично коммутируемой СИС с точностью не ниже требуемой.

Определение 2. Приоритетными сечениями называются сечения ИН коммутируемой СИС, обеспечивающие расчет их надежности с точностью не ниже требуемой.

Для оценки надежности частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени разработан метод приоритетных путей, а для коммутируемых СИС – метод приоритетных сечений. Решение задачи, по разработке метода приоритетных путей основано на гипотезе 1: ”О возможности оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС с требуемой точностью по их приоритетным путям”, а метода приоритетных сечений на гипотезе 2: “О возможности оценки надежности ИН коммутируемых СИС с требуемой точностью по их приоритетным сечениям”. на основе гипотез 1 и 2 сформулированы теоремы 1 и 2.

Теорема 1. Если ИН являются элементами частично коммутируемых СИС, то оценка их надежности с требуемой точностью возможна по их приоритетным путям.

Теорема 2. Если ИН являются элементами коммутируемых СИС, то оценка их надежности с требуемой точностью возможна по их приоритетным сечениям.

Вторая глава диссертации посвящена разработке нового метода приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС.

Задача, по разработке метода приоритетных путей, сформулирована следующим образом. Для частично коммутируемый СИС, представленной в виде множества (2), разработать метод оценки надежности ИН, при котором критерий вычислительной сложности метода принял бы минимальное значение

,  (1)

при условии, что погрешность получаемого результата (показателя надежности) ΔPEw не превысит заданной (требуемой) величины ΔPEwзад  , ΔPEw≤ ΔEwзад, где:  КВС – критерий вычислительной сложности метода оценки ИН частично коммутируемых СИС; Yп(G) – показатель вычислительной сложности предлагаемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС; Yк(G) – показатель вычислительной сложности применяемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС.

Для оценки  надежности элементов частично коммутируемой СИС методом приоритетных путей разработана усовершенствованная математическая модель, основанная на классической математической модели СИС. Частично коммутируемая СИС описывается следующим графом

G = {V,L,Ф,E,P,C,П,Ппр,,ΔPEwзад,R}, (2)

где: V = {vn/ n=1,2,...,N} – множество узлов (вершин) частично коммутируемой СИС; N – количество узлов частично коммутируемой СИС; L = {lu/ u=1,2,...,U} – множество ребер частично коммутируемой СИС; U – количество ребер частично коммутируемой СИС; Ф(lu) = vi&vj – отображение инциденции и смежности элементов частично коммутируемой СИС; E = {ew / w=1,2,...,W} – множество ИН частично коммутируемой СИС; W – количество ИН частично коммутируемой СИС; P = {pu / u=1,2,...,U} – множество статистически независимых вероятностных характеристик исправного состояния элементов частично коммутируемой СИС; C = {cu / u=1,2,...,U} – множество пропускных способностей ребер частично коммутируемой СИС; П = {пz / z=1,2,...,Z} – множество путей составляющих ИН частично коммутируемой СИС; Z – количество путей в частично коммутируемой СИС; R = {rw / w=1,2,...,W} – множество требований ИН  в путях составляющих коммутируемую СИС; Ппр = {пz / z=1,2,...,Z} – множество приоритетных путей составляющих ИН частично коммутируемых СИС; ΔPEwзад – заданная (требуемая) погрешность получаемого  результата.

Отличие данной модели от существующих  заключается в учете ею множества приоритетных путей организованных в СИС и заданной (требуемой) погрешности ΔPEwзад получаемого  результата.

Показатель вычислительной сложности применяемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемых СИС зависит от Пz – количества путей, образующих данное ИН, и от взаимозависимости этих путей, и определяется для каждого Ew-го ИН как функционал Fк от структурного разложения СИС

Fк : χh(V,L,Ф,E,P,C,Q,П,R). (3)

С учетом теоремы 1 и подхода к определению приоритетных путей, показатель вычислительной сложности при использовании предлагаемого метода оценки надежности ИН частично коммутируемой СИС Yп(G) будет зависеть от ПEw и от взаимозависимости этих путей, и определяться для каждого Ew-го ИН, функционалом Fк, зависящим от структурного разложения СИС, т.е.

Fп : χh(V,L,Ф,E,P,C,Q,П,R,ПпΔPEwзад)  (4)

при условии, что погрешность получаемого результата (показателя надежности) ΔPEw не превысит заданной (требуемой) величины ΔPEwзад:  ΔPEw ≤ ΔPEwзад.

Для подтверждения правильности предлагаемого метода доказана теоремы 1. Доказательством теоремы 1 стали две частные теоремы 3 и 4.

Теорема 3. Если ИН является элементом частично коммутируемой СИС, то количество приоритетных путей в нем ограничено и определяется надежностью этих путей и требованиями к точности получаемых результатов.

Теорема 4. Если ИН является элементом частично коммутируемой СИС, то ее структура обеспечивает необходимое, для расчета с требуемой точностью надежности ИН количество приоритетных путей.

Для доказательства теоремы 3 было проведено исследование зависимости надежности ИН от структуры и количества путей их составляющих. В работе различают следующие пути: независимые (не имеющие общих ребер); зависимые (имеющие более одного общего ребра); минимально зависимые (имеющие одно общее ребро). Полученные результа­ты расчета надежности ИН PEw, в зависимости от количества входящих в него независимых путей, сведены в таблицу 1. Вклад второго независимого пути в надежность ИН показан на рисунке 1, третьего на рисунке 2.

Рис.1. Вклад второго независимого

пути в надежность ИН

Рис.2. Вклад третьего независимого

пути в надежность ИН 

Из таблицы 1 и рисунков 1-2 следует, что требуемая надежность ИН, равная PEw = 0,96, при надежности входящих в него независимых путей равной PEwПz = 0,9, достигается уже при наличии в ИН всего двух независимых путей (PEw =0,99). Третий независимый путь повышает надежность ИН только на 0,9% (PEw = 0,999), четвертый на 0,09% (PEw = 0,9999). Видно, что, начиная с третьего пути прирост надежности (в случае зависимых путей будет еще меньше), каждого последующего пути становится соизмерим с ошибками при определении надежности путей передачи ин­формации, и на основании этого их из дальнейшего расчета можно исключить. Выше сказанное остается справедливым и для ИН, при надежности  входящих  в  них независимых путей  равной  PEwПz = 0,8.

Таблица 1

Вклад независимых путей в надежность информационных направлений

PEwПz

ZEw

PEw

ΔPEw(Z-1)

ZEw

PEw

ΔPEw(Z-1)

0,9

1

2

3

4

5

0,9

0,99

0,999

0,9999

0,99999

0,9

0,09

0,009

0,0009

0,00009

6

7

8

9

10

0,999999

0,9999999

0,99999999

0,999999999

0,9999999999

0,000009

0,0000009

0,00000009

0,000000009

0,0000000009

0,8

1

2

3

4

5

0,8

0,96

0,992

0,9984

0,99968

0,8

0,16

0,032

0,0064

0,00128

6

7

8

9

10

0,999936

0,9999872

0,9999975

0,9999995

0,9999999

0,000256

0,0000512

0,0000103

0,000002

0,0000004

0,7

1

2

3

4

5

0,7

0,91

0,973

0,9919

0,99757

0,7

0,21

0,063

0,0189

0,00567

6

7

8

9

10

0,999271

0,9997813

0,9999344

0,9999802

0,9999942

0,001701

0,0005103

0,0001531

0,0000458

0,000014

0,6

1

2

3

4

5

0,6

0,84

0,936

0,9744

0,98976

0,6

0,24

0,096

0,0384

0,01536

6

7

8

9

10

0,995904

0,9983616

0,9993447

0,9997379

0,9998952

0,006144

0,0024576

0,0009831

0,0003932

0,0001573

0,5

1

2

3

4

5

0,984375

0,9921875

0,9960938

0,9980461

0,9990235

0,5

0,25

0,125

0,0625

0,03125

6

7

8

9

10

0,5

0,75

0,875

0,9375

0,96875

0,015625

0,0078425

0,0039063

0,0019523

0,0009774

В таблице 1 использованы следующие обозначения: PEwПz – надежность путей Ew-го ИН частично коммутируемой СИС; ZEw – количество путей в Ew-м ИН частично коммутируемой СИС; PEw – надежность Ew-го ИН частично коммутируемой СИС; PEw(Z-1) – надежность Ew-го ИН без учета вклада последнего пути; ΔPEw(Z-1) = PEw - PEw(Z-1) – вклад последнего пути в надежность Ew-го ИН частично коммутируемой СИС.

Результаты расчетов надежности ИН включающих в себя различное количество независимых и минимально зависимых показали, что количество минимально зависимых путей, оказывающих заметное влияние на надежность ИН при наличии в нем только одного независимого пути, не превышает двух - трех. При наличии в данном ИН двух независимых путей равно 0 при  PEwПz = 0,9 и не превышает одного при PEwПz = 0,8 и двух при PEwПz = 0,7. При наличии в ИН трех независимых путей - количество минимально зависимых путей, оказывающих заметное влияние на надежность ИН, не превышает одного в наихудшем случае (при PEwПz = 0,7). Вклад зависимых путей в повышение надежности ИН при наличии в данном ИН двух – трех независимых путей минимален, и не превышает одного в наихуд­шем случае (при PEwПz = 0,7). Такие случаи на СИС, когда вероятность PEwПz всех входящих в него каналов равна 0,7 на практике не имеют место (нали­чие путей с PEwПz = 0,7 на СИС является единичным исключением), что позволяет исключить при расчетах надежности ИН зависимые пути. Очевидно, что максимальный вклад в надежность ИН будут вносить независимые и минимально зависимые пути, которые в общем случае составляют незначительную часть из массива всех путей образующих данное ИН. Отсюда следует, что только неза­висимые и минимально зависимые пути будут являться приоритетными путями, используемыми при расчетах надежности ИН.

Проведенное исследование зависимости надежности ИН от структуры путей их составляющих доказало пра­вильность теоремы 3 и выявило между надежностью коммутируемой СИС, ее пропускной способностью и задействованным для обеспе­чения информационного обмена канальным ресурсом, следующие законо­мерности:

Следствие 3.1. Количество приоритетных путей в ИН частично коммутируемой  СИС ограничено.

Следствие 3.2. Количество приоритетных путей в ИН частично коммутируемой СИС зависит от надежности этих путей и требований предъяв­ляемых к точности получаемых результатов.

Кроме того, задача оценки надежности ИН может быть сведена к решению задачи определения надежности парал­лельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей этого ИН, что позволяет значительно сок­ратить объем вычислений.

Для доказательства теоремы 4 автором проведена количественная оценка мно­жеств путей с различной структурой в ИН, которая показала, что:

1. Количество независимых путей исходящих из узла пункта управления (УПУ), привязка кото­рого осуществляется к одному опорному узлу (ОУ), не может числено превышать ранг этого ОУ, то есть

ZEwVnнз RVnоу,  (5)

где: ZEwVnнз – количество независимых путей в линиях доступа (линиях привязки) исходящих из Vn -го узла; RVnоу – ранг ОУ, к которому привязывается Vn-й узел.

2. Количество независимых путей исходящих из УПУ, привязка ко­торого осуществляется к двум ОУ, не может числено превышать суммы рангов этих ОУ без учета их взаи­мосвязи, то есть

ZEwVnнз RVnоу1 + RVnоу2 – 2  , (6)

где:  RVnоу1 – ранг 1-го ОУ, к которому привязывается Vn-й узел; RVnоу2 – ранг 2-го ОУ, к которому привязывается Vn-й узел.

3. Количество независимых путей в ИН, предос­тавляемых  опорной сетью, не может числено превышать коли­чество независимых путей исходящих из УПУ данного ИН, имеющего минимальный ранг

ZEwнз ZEwVnнз(min) ,  (7)

ZEwнз RVnоу(min)  ,

ZEwнз RVnоу1 + RVnоу2 – 2  ,

где: ZEwнз – количество независимых путей предоставляемых опорной сетью в Ew-м ИН частично коммутируемой СИС; RVnоу(min)  – ранг ОУ, к которому привязывается Vn-й узел, имеющий минимальный ранг; ZEwVnнз(min)  – количество независимых путей в линиях доступа (линиях привязки) исходящих из Vn -го  узла, имеющего минималь­ный ранг.

4. Количество минимально зависимых путей (предоставляемых опорной сетью) входящих в ИН, не может числено пре­вышать разницы рангов ОУ, к которым осуществляет­ся привязка узлов пунктов управления, то есть

ZEwмз   RVnоуA – RVnоуB , (8)

ZEwмз    RVnоу1A + RVnоу2A – RVnоуB - 2 ,

ZEwмз  RVnоу1A + RVnоу2A – RVnоу1B – RVnоу2B – 4 ,

где: RVnоуA – ранг  ОУ, к которому привязывается узел А Ew-го ИН; RnоуB – ранг  ОУ, к которому привязывается узел B Ew-го ИН; RVnоу1A – ранг 1-го ОУ, к которому привязывается узел связи А Ew-го ИН; RVnоу2A – ранг 2-го ОУ, к которому привязывается узел связи А Ew-го ИН; RVnоу1B – ранг 1-го ОУ, к которому привязывается узел связи B Ew-го ИН; RVnоу2B – ранг 2-го ОУ, к которому привязывается узел связи B Ew-го ИН.

Проведенная количественная оценка путей с различной структу­рой в ИН позволяет сделать следующие вы­воды: структура частично коммутируемой СИС обеспечивает не менее 4 независимых и минимально зависимых путей в каждом ИН; высокая надежность путей в частично коммутируемой СИС и требуемая точность ре­зультатов измерений обеспечивают количество приоритетных путей (2-4) в ИН достаточное для использования их при расчете надежности ИН с требуемой точностью. Эти выводы полностью доказывают правильность теоремы 4. Из нее вытекает следс­твие 4.1: Структура частично коммутируемой СИС обеспечивает необходимое, для расчета с требуемой точностью надежности ИН, количество приоритетных путей.

Из следствий 3.1, 3.2 и 4.1 вытекает следствие 4.2: Задача нахождения надежности ИН частично коммутируемой СИС может быть сведена к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, являющейся множеством приоритетных путей этого ИН.

Из следствий 3.1, 3.2 и 4.2 вытекает следствие 4.3: Сведение задачи нахождения надежности ИН частично коммутируемой СИС к решению задачи определения надежности парал­лельно-последовательной системы, являющейся множеством приоритет­ных путей этого ИН, снижает ее вычисли­тельную сложность.

Таким образом, на основе гипотезы 1, теорем 1, 3, 4 и вытекающих из них следствий предложен новый метод оценки надежности ИН с уменьшенной вычислительной сложностью – метод приоритетных путей, включающий в себя два этапа. Первый этап. Выделение из массива путей, составляющих данное ИН, параллельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей данного ИН. Второй этап. Определение надежности ИН, как надежности параллельно-последовательной системы, состоящей из приоритетных путей данного ИН.

На основе метода приоритетных путей, разработана методика расчета надежности ИН с уменьшенной вычислительной слож­ностью. В ней задача по расчету надежности ИН частично коммутируемой СИС сводится к решению задачи определения надежности параллельно-последовательной системы, являющейся множеством прио­ритетных путей данного ИН. Она включает следующие шаги:

Шаг 1. Из всего массива путей, обеспечивающего, сог­ласно плана распределения каналов, протекание требуемой величины потока для данного ИН, находятся независимые и минимально зависимые пути.

Шаг 2. По формуле (9) определяем надежность всех независимых путей для данного ИН и производится их ранжирование по мере уменьшения их показателей надежности

, (9)

где: PEwПzLu – надежность Lu-го ребра Пz-го пути Ew-го ИН частично коммутируемой СИС; UEwПz – количество ребер Пz-го пути Ew-го ИН частично коммутируемой СИС; PEwПz  – надежность Пz-го пути Ew-го ИН частично коммутируемой СИС.

Шаг 3. По формуле (10) определяется надежность дан­ного ИН, обеспечиваемая только независимыми путями этого ИН

,  (10)

где: ZEw – количество путей графа организуемых для Ew-го ИН частично коммутируемой СИС.

Шаг 4. По формуле (11) рассчитывается прирост по­казателя надежности, данного ИН ΔPEw, обеспечиваемый независимым путем с наименьшей надеж­ностью,

. (11)

где:  ZEwнз – количество независимых путей в Ew-м ИН частично коммутируемой СИС; ZEw(Z-1)нз – количество независимых путей в Ew-м ИН частично коммутируемой СИС без учета пути включенного последним; PEwПzнз  – надежность Пz-го независимого пути Ew-го ИН частично коммутируемой СИС.

Если ΔPEw ≤ ΔPEwзад, то работа алгоритма прекращается, и надежностью ИН частично коммутируемой СИС, с заданной точностью, будет яв­ляться ее показатель найденный на третьем шаге, в противном случае переходим к пятому шагу.

Шаг 5. Из всего массива минимально зависимых путей, найденных на первом шаге, находится минимально зависимый путь для данного ИН частично коммутируемой СИС и по формуле (9) определяется его надеж­ность.

Шаг 6. По формуле (10) определяется надежность данного ИН обеспечиваемая как независимыми, так и минимально зависимыми путями этого ИН.

Шаг 7. По формуле (11) рассчитывается прирост пока­зателя надежности данного ИН ΔPEw, обеспечиваемый частично зависимым путем найденным на пятом шаге. Если ΔPEw ≤ ΔPEwзад , или использованы все частично зависимым пути, то надежностью данного ИН, с заданной точностью, будет являться ее показатель найденный на третьем шаге, в противном случае переходят к пятому шагу.

Укрупненный алгоритм, реализующий предлагаемую методику представлен на рисунке 3.

Данная методика обладает следующими важными достоинс­твами: существенно уменьшает объем вычислений; позволяет задавать для каждого ИН, в соответствии с ее оперативной важностью, свою требуемую точность расчета надежности.

Количественный выигрыш по уменьшению объема вычисле­ний, получаемый при использовании данной методики, по сравнению с традиционными (например: метод полного перебора) составил от 3 до 10 раз. С ростом количества путей составляющих ИН связи выигрыш еще более возрастает. Сложность расчета надежности ИН значительно возрастает в случае наличия в них зависи­мых путей, причем, для типовых сетей связи в зависи­мости от ранга зависимого пути и количества зависимых интервалов в нем вычислительная сложность может возрастать в 5–10 раз. С учетом этого временной выигрыш, получаемый при использовании для расчета надежности только приоритетных путей, будет значительно выше, и сос­тавлять десятки раз. Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемой методике, с результатами, найденными традиционными спо­собами, показала, что величина погрешности при расчетах по предла­гаемой методике не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью ис­ходных данных.

Сравнительно невысокая вычислительная сложность предложенной выше методики позволила создать на ее основе методику нахождения показателей потенциальной надежности и эффективности реализации потенциаль­ной надежности ИН для выбранного плана распределения каналов, которая позволяет органам управления осуществлять бо­лее обоснованный выбор варианта распределения каналов на СИС, с учетом достижения требований по надежности ИН. По данной методике были рассчитаны показатели эффективности реализации потенциальной надежности для различных вариантов соста­ва ИН при надежности составляющих их путей от 0,6 до 0,9. Из результатов расчетов следует, что показатели потенциальной надежности и эффективности реализации потенциальной надежности ИН приобретают наибольшее значение при относительно невысокой надеж­ности каналов составляющих ИН (меньше 0,9).

Третья глава диссертации посвящена разработке метода приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС. В ней предложена концепция построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, позволяющая структуры ИН коммутируемой СИС представлять двойными встречно-соединенных дополненными древовидными структурами с разнотипным соединением узлов. Определение 3. Двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структурой с разнотипным соединением узлов называется структура полученная из двух дополненных древовидных структур с переменным коэффициентом "размножения" путем соединения с помощью ребер узлов наибольших уровней обоих структур. Исходя из определения 3 структуру ИН коммутируемой СИС можно представлять в виде изображенном на рис. 4.

В ходе исследования свойств двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов были доказаны следующие теоремы и получены вытекающие из их следствия.

Теорема 5. Если сечение коммутируемой СИС построено на основе двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структуры с разнотипным соединением узлов, то усредненный коэффициент "размножения" уровня дополненной древовидной структуры всегда принимает значение больше 2.

Теорема 6. Если сечение коммутируемой СИС построено на основе двойной встречно-соединенной дополненной древовидной структуры с разнотипным соединением узлов, то с увеличением ранга (номера) сечения, мощность множества ребер, составляющих данное сечение, возрастает. Следствие 6.1. С увеличением ранга сечения ИН коммутируемой СИС мощность множества ребер, составляющих данное сечение, возрастает не менее чем в два раза. Следствие 6.2. Центральное сечение ИН коммутируемой СИС обладает наибольшей мощностью ребер, составляющих данное сечение.

Рис. 4. Структура ИН коммутируемой СИС

Теорема 7. Если ИН является элементом коммутируемой СИС, то количество приоритетных сечений в нем ограничено и определяется надежностью ребер образующих данное сечение и требованиями к точности получаемых результатов.

Теорема 8. Если сечения коммутируемых СИС включают линии привязки (линии доступа) от узлов ИН к СИС, то они всегда являются приоритетными. Следствие 8.1. В ИН реальных коммутируемых СИС минимальное количество приоритетных сечений не может быть менее двух. Следствие 8.2. В ИН коммутируемых СИС приоритетные сечения имеют минимальное количество ребер.

Теорема 9. Если сечения коммутируемых СИС граничат с приоритетными сечениями, то они также могут быть приоритетными. Следствие 9.1. В ИН коммутируемых СИС, сечения, не граничащие с приоритетными сечениями, включающими линии привязки от узлов ИН к СИС, не могут быть приоритетными.

Теорема 10. Если ИН составляют реальные коммутируемых СИС, то надежность ребер их составляющих не может быть менее 0,9. Следствие 10.1. В реальных коммутируемых СИС, количество сечений в путях ИН не может быть менее четырех. Следствие 10.2. Для объективной оценки надежности ИН коммутируемых СИС надежность ребер составляющих ее сечения необходимо задавать с точностью не ниже 0,001 (смотри рис. 5 и таблицу 2).

В ходе исследование было выявлено, что количества ребер в сечении ИН коммутируемой СИС с ростом его ранга и усредненного коэффициента "размножения" KEwSуср, резко возрастает, и уже при ранге сечения равном 5–6 может достигать тысяч, при ранге сечения равном 7–8 десятков тысяч ребер (таблица 3).

Рис. 5. Зависимость надежности путей PПz и надежности составляющих их ребер PLu от количества ребер LПz составляющих эти пути.

Таблица 2

Соотношение надежности путей pпz и надежности

составляющих их ребер plu  от lпz

Pпz

Plu в зависимости от lпz

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,9

0,9

0,948

0,965

0,974

0,979

0,982

0,985

0,987

0,988

0,989

0,8

0,8

0,893

0,928

0,945

0,956

0,963

0,968

0,972

0,975

0,978

0,7

0,7

0,836

0,888

0,914

0,931

0,942

0,950

0,956

0,961

0,965

Таблица 3.

Зависимость количества ребер в сечении от его ранга 

и усредненного коэффициента "размножения" KEwSуср,

  Колич.

  сечений

Количество ребер в сечении в зависимости от KwSуср

KEwSуср = 2

KEwSуср = 2,5

KEwSуср = 3

KEwSуср = 3,5

KEwSуср = 4

1

2

3(2,5)

3

4(3,5)

4

2

4

7(6,3)

9

13(12,3)

16

3

8

16

27

49

64

4

16

39

81

150

256

5

32

98

243

525

1 024

6

64

244

729

1 838

4 096

8

256

1 525

6 561

22 519

65 536

10

1 024

9 536

59 049

275 855

1 048 576

12

4 096

59 604

531 441

3 379 220

16 777 216

14

16 384

372 529

4 782 969

41 395 451

268 435 456

16

65 536

2 328 306

43 046 721

507 094 277

4 294 967 296

18

262 144

14 551 915

387 420 489

6 211 904 899

68 719 476 736

Также доказано, что рост количества ребер в сечении ИН коммутируемой СИС с увеличением его ранга происходит по логарифмическому закону. Этим и объясняется невозможность применения существующих методов оценки показателей надежности на СИС, из-за стремительного роста вычислительной сложности данных методов. Полученные результаты также показывают, что надежность ИН в первую очередь зави­сит от структуры линий доступа узлов связи данного ИН, и наибольший вклад в прирост надежности ИН вносят приоритетные сечения (таблица 4). В общем случае надежность Pw ИН Ew коммутируемой СИС может быть рассчитана классическим методом по следующей формуле:

,  (12)

где: PEwSi  – надежность Si-го сечения ИН Ew; IEw  – количество сечений в Ew ИН коммутируемой сис, или

, (13)

где: PEwsiLu – надежность Lu-го ребра линии доступа Si-го сечения Ew-го  ИН к коммутируемой сис; UEwSi – количество ребер линий доступа Si-го сечения Ew-го ИН к коммутируемой сис.

Таблица 4

Влияние числа ребер в полных сечениях s1 и s2 на надежность ин 

при kewsуср = 3 и надежности ребер рlu = 0,9

UEwS1A (UEwS1B)

PEwS1A

(PEwS1B)

PEwS1

PEwS2A

(PEwS2B)

PEwS2

PEw(S1+S2)

ΔPEw(S1+S2)

1

0,9

0,81

0,999

0,998001

0,80838081

0,00161919

2

0,99

0,9801

0,999999

0,999998

0,980098039

0,000001960

3

0,999

0,998999

0,999999999

0,999999998

0,998998998

0,000000002

4

0,9999

0,99980001

1

1

1

0

В таблице использованы следующие обозначения: PEwS1 – надежность первого полного сечения S1 (сечений S1А и S1В) Ew-го  ИН коммутируемой сис; PEwS2  – надежность второго полного сечения S2 (сечений S2А и S2В) Ew-го  ИН коммутируемой сис; PEw (S1+S2)  – общая надежность полных сечений S1 и S2 (сечений S1А, S2А, S2В, S1В) Ew-го  ИН коммутируемой сис; ΔPEw(S1+S2)  = PEw(S1+S2) –PEwS1 – вклад второго полного сечения PS2 (сечений Sw2А, Sw2В) в снижение надежности Ew-го  ИН коммутируемой сис.

Из таблицы 4 видно, что при коэффициенте ”размножения” равном трем и надежности ребер РLu = 0,9  вклад сечения S2 (сечений S2А, S2В, при наличии в каждом из них шести ребер) в снижение надежности Ew-го ИН составляет 0,000001960, то есть менее двух стотысячных. Из этого следует, что при надежности ребер равной РLu = 0,9  и наличии в каждом сечении первого ранга двух ребер, а в каждом сечении второго ранга  шести ребер, учет надежности сечения второго ранга не оказывает ощутимого влияния на точность конечного результата, и его вклад намного ниже требуемой точности измерений. Таким образом, при условии, что коэффициент ”размножения” равен трем, а надежность ребер РLu = 0,9, то по определению только сечения S1А и  S1В  полного сечения S1 является приоритетными. Это позволяет исключать неприоритетные сечения при проведении расчетов надежности ИН.

Решение задачи, по разработке нового метода оценки надежности ИН коммутируемых сис с уменьшенной вычислительной сложностью – метода приоритетных сечений, основывается на гипотезе 2 сформулированной в форме теоремы 2. Ее доказательство было осуществлено путем проведения количественной и качественной оценки множеств сечений с различной структурой в ИН, с учетом специфических особенностей присущих сис.

Метод приоритетных сечений включает в себя два этапа. На первом этапе из массива сечений составляющих данное ИН выделяется последовательная система, состоящая из приоритетных сечений данного ИН. На втором этапе определяется надежность ИН как надежность последовательной системы, состоящей из приоритетных сечений данного ИН. Применение метода приоритетных сечений потребовало доработки математической модели сис. Коммутируемая сис представляется следующим графом

G = {V, L, E, P, S, Sпр, C, П, ΔPзад },  (14)

где: Sпр ={siпр/ i=1,2,...,I} – множество приоритетных сечений в ИН коммутируемой сис; ΔPзад  – значение заданной (требуемой) величины погрешности получаемого результата. Отличие данной модели от существующих заключается в учете ею множеств сечений и приоритетных сечений ИН организованных в коммутируемой СИС, а также требований к погрешности получаемого результата, что позволяет более правдоподобно представлять коммутируемую сис и применять для ее анализа и оценки новые методы, такие как метод приоритетных сечений.

Рассмотренный метод был положен в основу разработки методики расчета надежности ИН коммутируемой сис с уменьшенной вычислительной сложностью. Данная задача была сформулирована следующим образом: По заданной структуре коммутируемой сис, представленной в виде множества (14), требуется найти надежность PEw для каждого ИН,  при  условии,  что погрешность получаемого результата (показателей надежности) ΔPEw не превысит заданной (требуемой) величины ΔPEwзад, ΔPEw≤ ΔPEwзад. Задача расчета надежности ИН коммутируемой сис сводится к решению задачи определения надежности последовательной системы, являющейся множеством прио­ритетных сечений данного ИН и сос­тоит в выполнении следующих шагов.

Шаг 1. Определяется надежность сечения S1А (сечения  первого ранга линий привязки узла А информационного направления к сис) по формуле

,  (15)

где p(пz) – показатели надежности отдельных подсистем, составляющих параллельную систему; Z – количество подсистем в параллельной системе.

Шаг 2. По формуле (15) определяется надежность очередного сечения  с номером на единицу больше предыдущего (очередное сечение линии доступа узла А ИН к коммутируемой сис).

Шаг 3. Определяется общая надежность сечений линий доступа узла А ИН к СИС по формуле

, (16)

где p(lu) – показатели надежности отдельных элементов, составляющих последовательно-параллельную систему; Uz – количество элементов в Z-й параллельной подсистеме системе последовательно-параллельной системы; Zw – количество последовательно соединенных параллельных подсистем в W-й последовательно-параллельной системе.

Шаг 4. По формуле (17) рассчитывается абсолютный прирост по­казателя надежности линии привязки узла А ИН к коммутируемой сис ΔPEwА, обеспечиваемый последним взятым сечением линии

ΔPEwА = PEw (SАсум–1) – PEwSАсум , (17)

где: PEwSАсум – надежность всех сечений привязки узла А Ew-го  ИН, рассчитанных на первом и втором шагах методики; PEw (SАсум–1) – надежность всех сечений привязки узла А Ew-го  ИН, рассчитанных на первом и втором шагах методики без учета надежности последнего взятого сечения. Если ΔPEwА≤ ΔPEwАзад, то надежностью линии доступа узла А ИН к сис будет яв­ляться ее показатель найденный на третьем шаге, и осуществляется переход к пятому шагу, в противном случае переходим ко второму шагу.

Шаг 5. По формуле (15) определяется надежность сечения S1В (сечение первого ранга  линий привязки узла В ИН к коммутируемой сис).

Шаг 6. По формуле (15) определяется надежность очередного сечения  с номером на единицу больше предыдущего (очередное сечение линии доступа узла В ИН к коммутируемой сис).

Шаг 7. По формуле (16) определяется общая надежность сечений линий доступа узла В ИН к коммутируемой сис.

Шаг 8. По формуле (18) рассчитывается абсолютный прирост по­казателя надежности линии доступа узла В ИН к коммутируемой СИС ΔPEwВ, обеспечиваемый последним взятым сечением линии привязки второго узла ИН ΔPEwВзад, ΔPEwВ≤ ΔPEwВзад

ΔPEwВ = PEw (SBсум–1) – PEwSBсум,  (18)

где: PEwSBсум – структурная надежность всех сечений привязки второго узла Ew-го ИН, рассчитанных на пятом и шестом шагах методики; PEw(SBсум–1) – структурная надежность всех сечений привязки второго узла Ew-го ИН, рассчитанных на пятом и шестом шагах методики без учета надежности последнего взятого сечения. Если ΔPEwВ≤ ΔPEwВзад, то надежностью линии привязки второго узла ИН к коммутируемой сис будет яв­ляться ее показатель найденный на седьмом шаге, и осуществляется переход к девятому шагу, в противном случае переходим к шестому шагу.

Шаг 9. По формуле (19) по результатам найденным на третьем и седьмом шагах определяется надежность дан­ного ИН.

, (19)

где p(lu) – показатели надежности отдельных подсистем, составляющих последовательную систему; U – количество подсистем в последовательной системе.

Укрупненный алгоритм, реализующий предлагаемую методику рас­чета надежности ИН коммутируемых сис с уменьшенной вычисли­тельной сложностью на основе метода приоритетных сечений, представлен на рисунке 6.

Рис.6. Укрупненный алгоритм

рас­чета

надежности

с уменьшенной вычисли­тельной сложностью

Предложенная методика обладает следующими важными достоинс­твами: позволяет рассчитывать надежность ИН для коммутируемых сис; существенно уменьшает объем вычислений; позволяет задавать для каждого ИН, в соответствии с его оперативной важностью, свою требуемую точность расчета надежности; позволяет повысить оперативность работы должностных лиц на этапе оценки ин­формации и принятия решений по управлению функционированием коммутируемых сис в реальном масштабе времени.

Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемой методике, с результатами, найденными традиционными спо­собами, показала, что величина погрешности при расчетах по предла­гаемой методике не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью ис­ходных данных. Результаты расчетов выигрыша по быстродействию Эt от применения предлагаемой методики на основе метода приоритетных сечений по сравнению с классическим методом оценки надежности ИН коммутируемых сис при различных исходных данных: числе сечений I, усредненном коэффициенте "размножения" КEwSуср, представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Зависимость выигрыша Эt от числа сечений I и усредненного

  коэффициента  "размножения" КEwSуср,

Число сечений,  IEw

Выигрыш Эt в зависимости от I и КEwSуср , в разах

КEwSуср = 2

КEwSуср = 2,5

КEwSуср = 3

КEwSуср = 3,5

КEwSуср = 4

4

1

1

1

1

1

5

1,67

1,89

2,12

2,53

2,6

6

2,33

2,78

3,25

4,06

4,2

7

3,67

4,94

6,62

8,71

10

8

5

7,1

10

13

17

9

7,6

12

20

29

42

10

10

17

30

46

68

11

15

31

60

103

170

12

21

45

91

164

273

13

31

79

182

362

682

14

42

112

273

563

1 092

15

63

197

546

1 266

2 730

16

85

282

827

1 970

4 369

17

127

494

1 640

4 433

10 922

18

170

706

2 460

6 896

17 476

19

255

1 236

4 920

15 517

43 690

20

391

1 766

7 380

24 137

69 905

25

2 054

19 316

132 860

665 284

2 796 202

Предложенная методика, разработанная на основе метода приоритет­ных сечений, существенно снижает объем вычислений при расчете надежности ИН коммутируемых сис, что позволяет повысить оператив­ность работы должностных лиц на этапе оценки информации и принятия решений по управлению функционированием коммутируемых сис, что ведет к повы­шению надежности всей информационной системы.

Четвертая глава диссертации посвящена разработке концепции формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС на основе приоритетных методов: метода приоритетных путей и метода приоритетных сечений. В ней показано, что количественные характеристики критериев оценивания показателей надежности элементов СИС в руководящих документах даны без учета структуры ИН. Применяемые на практике оперативно-техническим составом требования предъявляемых к коэффициенту готовности ИН к коэффициенту готовности путей составляющих данное ИН являются не только не обоснованными научно, но и завышенными. Однако, используя приоритетные методы можно решить обратную задачу, а именно, зная требуемый показатель надежности  ИН частично коммутируемой СИС можно рассчитать задаваемые количественные показатели критериев оценивания надежности составляющих его путей по следующей формуле

,  (20)

где: PEwПzпр – показатели надежности отдельных подсистем (в нашем случае приоритетных путей в ИН), составляющих параллельную систему; ZEwпр – количество подсистем (в нашем случае количество  приоритетных путей в ИН Ew) в параллельной системе; PEwзад – требуемый показатель (критерий оценивания)  надежности ИН. Количественные характеристики показателей надежности с учетом структуры ИН, рассчитанные с использованием метода приоритетных путей, приведены в таблице 6.

Таблица 6

Количественные характеристики показателей надежности

с учетом структуры ИН

ПОКАЗАТЕЛИ

УСЛОВИЯ

(количество приоритетных путей в ИН)

1

2

3

4

Коэффициент готовности ИН, КгИН (PEwзад)

0,98

0,98

0,98

0,98

Коэффициент готовности путей ИН, КгПИН (PEwПzпр)

0,98

0,86

0,73

0,62

Учитывая то, что надежность приоритетных путей в свою очередь определяется надежностью ребер их образующих, формулу (20) можно записать  в следующем виде

,  (21)

где: PEwПzLuпр – показатели надежности Lu ребер Пz-го приоритетного пути в Ew-м ИН; UEwПzпр – количество ребер Lu в Пz-м приоритетном пути ИН Ew. По выражению (21) можно определить надежность ребер образующих приоритетные пути, то есть выйти на требования по надежности непосредственно к линиям привязки узлов ИН частично коммутируемой сети, что представляет особый интерес при привязке мобильных узлов к стационарному компоненту СИС.

На основе предлагаемой концепции формирования критериев оценивания показателей надежности элементов СИС и приоритетных методах разработаны методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых и коммутируемых СИС.

Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых СИС сос­тоит в выполнении следующих шагов.

Шаг 1. по формуле (20), с учетом требования к критерию оценивания показателя надежности ИН PEwзад и количества независимых путей ZEwпр в ИН, определяются PEwПzпр критерии оценивания показателей надежности приоритетных путей ИН частично коммутируемой СИС заданной структуры.

Шаг 2. по формуле (21), с учетом структуры приоритетных путей ZEwпр в ИН, определяются PEwПzLuпр критерии оценивания показателей надежности ребер составляющих приоритетные путей данного ИН частично коммутируемой СИС.

Предложенная методика обладает следующими важными достоинс­твами: позволяет на основе заданных критериев оценивания показателей надежности ИН частично коммутируемых СИС, количества независимых путей в них, заданной (требуемой) величины погрешности получаемого результата, рассчитывать требуемую надежность ребер линий доступа (линий привязки) для каждого узла ИН в зависимости от структуры его линий доступа (линий привязки) к частично коммутируемой СИС; существенно уменьшает объем вычислений.

Методика расчета критериев оценивания показателей надежности ИН коммутируемых СИС сос­тоит в выполнении следующих шагов.

шаг 1. рассчитывается критерий оценивания показателей надежности линий доступа узла А PEwA информационного направления Ew к коммутируемой  СИС.

Шаг 2. задается и оценивается UEwS1А количество ребер в первом и втором сечениях линий доступа (привязки) узла А Ew–го ИН к коммутируемой СИС. Если UEwS1А > 2 то переходим к третьему шагу, в противном случае к четвертому.

Шаг 3. По выражению (22), при условии что UEwS1А  > 2,определяются PEwS1ALuпр критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (доступа) узла А Ew–го ИН

.  (22)

Шаг 4. по формуле (23), при условии что UEwS1А  ≤ 2, определяются PEwS1ALuпр критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла А Ew–го ИН СИС.

.  (23)

Шаг 5. задается и оценивается количество ребер в первом и втором сечениях линий доступа (привязки) узла В Ew–го ИН к коммутируемой СИС. Если UEwS1В > 2 то переходим к шестому шагу, в противном случае к седьмому.

Шаг 6. по формуле (22), при условии что UEwS1В  > 2, определяются PEwS1ВLuпр критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла В Ew–го ИН к коммутируемой СИС.

Шаг 7. по формуле (23), при условии, что UEwS12  ≤ 2, определяются PEwS1ВLuпр критерии оценивания показателей надежности ребер первого сечения линий привязки (линий доступа) узла В Ew–го ИН к коммутируемой СИС.

Решением задачи будут являться значения PEwS1АLuпр и PEwS1ВLuпр полученные на  третьем (четвертом) и шестом (седьмом) шагах данной методики.

Предложенная методика обладает следующими важными достоинс­твами: позволяет на основе заданных критериев оценивания показателей надежности ИН коммутируемых СИС, их структур, заданной величины погрешности получаемого результата, рассчитывать требуемую надежность ребер  линий доступа (линий привязки) для каждого узла ИН в зависимости от структуры его линий доступа (линий привязки) к коммутируемой СИС; существенно уменьшает объем вычислений.

Данные методики позволяют получать и применять на практике оперативно-техническим составом научно обоснованные критерии оценивания показателей надежности не только ко всему ИН, но и путям его образующим. Проведенная проверки адекватности результатов полученных по предлагаемым методикам, с результатами, найденными традиционными спо­собами, показала, что величина погрешности при расчетах по предла­гаемым методикам не превышает 0,005, что соизмеримо с точностью ис­ходных данных.

В заключении подведены итоги исследований по теме, сформулированной в диссертационной работе, на предмет достижения цели, поставленной в рамках решенной научной проблемы, и определены возможные направления дальнейших исследований в рамках развития теоретических основ надежности.

Основные результаты работы

В диссертации изложены научно обоснованные решения крупной научной проблемы совершенствования информационного обеспечения деятельности органов государственной власти, деятельности хозяйствующих субъектов государства и граждан  за счет повышения качества управления и надежности функционирования СИС на основе развития методологии анализа и синтеза СИС, разработки экономных методов и методик оценки надежности ИН, обеспечивающих возможность управления реконфигурацией СИС в реальном масштабе времени, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса,  развитие экономики страны, повышение ее обороноспособности, развитие информационной сферы.

При этом получены следующие имеющие научную новизну основные результаты, включающие:

1. Методологию анализа и синтеза СИС РВ, включающую: понятийный базис; концепции анализа надежности СИС, построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, формирования критериев оценивания показателей надежности ИН; математические модели СИС; теоретические методы приоритетных путей и приоритетных сечений; алгоритмы и методики оценки надежности ИН, расчета критериев оценивания показателей надежности ИН; теоремы и т.д., то есть всю совокупность инструментов позволяющих решать задачи оценки надежности СИС различных классов.

2. Концепцию анализа надежности СИС, основанную на способе размена вычислительной сложности, и открывающую новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза СИС реального времени

3. Концепцию построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, основанную на использовании при описании модели ИН коммутируемых СИС двойных встречно-соединенных дополненных древовидных структур с разнотипным соединением узлов, открывающую новое направление создания экономных методов и методик анализа и синтеза коммутируемых СИС реального времени

4. Концепцию формирования критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза СИС, основанную на использовании приоритетных методов, и позволяющую разрабатывать на ее основе методики расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых и коммутируемых СИС.

5. Метод приоритетных сечений анализа надежности коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС и концепции построения коммутируемых СИС на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.

6. Метод приоритетных путей анализа надежности частично коммутируемых СИС, основанный на новой концепции анализа надежности СИС, и позволяющий разрабатывать экономные методики и алгоритмы, работающие в реальном масштабе времени.

7. Методику оценки надежности ИН коммутируемых СИС, основанную на методе приоритет­ных сечений, и позволяющую использовать ее для управления функционированием коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.

8. Методику оценки надежности ИН частично коммутируемых и некоммутируемых СИС, основанную на методе приоритет­ных путей, и позволяющую использовать ее для управления функционированием частично коммутируемых СИС в реальном масштабе времени.

9. Методику расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза частично коммутируемых СИС, основанную на методе приоритет­ных путей, и позволяющую при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры путей их составляющих.

10. Методику расчета критериев оценивания показателей надежности ИН для синтеза коммутируемых СИС, основанную на методе приоритет­ных сечений, и позволяющую при расчете критериев оценивания показателей надежности ИН учитывать их структуру и параметры сечений их составляющих.

таким образом, полученные результаты подтверждают достижение поставленной цели разработки методологии анализа и синтеза сис РВ на основе встречно-соединенных дополненных древовидных структур, позволяющей обосновано решать актуальные задачи повышения эффективности информационного обеспечения деятельности органов государственной власти и систем управления социально-экономическими, политическими и другими процессами в стране.

Полученные результаты позволяют наметить направления дальнейших исследований теоретических основ анализа и синтеза СИС, к которым можно отнести: исследования в направлении развития методологии оценки живучести СИС РВ; исследования в направлении развития методологии оценки устойчивости СИС РВ.

Теоретические положения диссертации и выработанные на их основе рекомендации и предложения внедрены: при проектировании новых комплексов связи ОКБ ОАО «Измеритель» (г. Смоленск), используются в практической деятельности и при организации научно-технических исследований и экспериментальных работ ФГУП «РЧЦ ЦФО» в Тверской и Орловской областях, при проектировании информационной системы реального времени Ресурсного центра системы образования Орловской области (г. Орел), в учебном процессе кафедры «Информационная безопасность» Государственного центрального института повышения квалификации руководящих работников и специалистов» (г. Обнинск), кафедры «Информатики и информационных технологий» Орловской региональной академии государственной службы.

Основные выводы и рекомендации диссертационной работы апробированы на Международных, Всероссийских и Межведомственных научных и научно-практических конференциях, где автором сделано 18 докладов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

1. Фисенко, В.Е. Оценка надежности информационно–телекоммуникаци-онных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун, В.В. Митяев. – Орел: ОГУ, 2007. – 191 с.

2. Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография / Фисун А.П., Фисенко В.Е. [и др.]. – М., 2004. – 253 с. Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004.

3. Теоретические и практические проблемы естественно–научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография / Фисун А.П., Фисенко В.Е. [и др.] // Часть 1. – М., 2004. – 115 с.  – Деп. в ВИНИТИ 19.02.2003, № 2210-В2003.

4. Фисенко, В. Е. Методики расчета надежности физических сред коммуникационных информационных сетей с уменьшенной вычислительной сложностью: монография / В.Е. Фисенко, Е.И. Алехин // – М., 1999. – 81с. – Деп. в ВИНИТИ 14.12.99, № 3688-В99.

Публикации в ведущих рецензируемых научных изданиях

входящих в Перечень ВАК:

5. Фисенко, В.Е. Новая концепция оценки надежности больших информационно-телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Известия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. – Вып. 1. Вычислительная техника. – Тула: Изд-во: ТулГУ, 2006. – С. 161 – 165.

6. Фисенко, В.Е. Концепция построения коммутируемых ИТКС на основе дополненных древовидных структур // Телекоммуникации. – 2007. – № 2. – С. 10 – 12.

7. Фисенко, В.Е. Методология формирования требований к показателям надежности ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Телекоммуникации. – 2008. – № 3. – С. 43 – 45.

8. Фисенко, В.Е. Адаптивный метод оценки надежности коммутируемых информационно–телекоммуникационных систем // Телекоммуникации. – 2007.  – № 2. – С. 20 – 22.

9. Фисенко, В.Е. Математические аспекты снижения вычислительной сложности оценки надежности информационно–телекоммуникационных систем  // Социально-экономические и технические системы [Электронный ресурс]. Набережные челны: КамПИ, – 2008.  – № 4 (47).  Режим доступа: http://sets.ru/index2.php?main.php.

10. Фисенко, В.Е. способы и приемы оценки надежности компонентов частично коммутируемых иткс // В.Е. Фисенко, И.С. Константинов [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технологическая системотехника». Выпуск 12. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. – С. 113 – 116.

11. Фисенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений коммутируемых информационно–телекоммуникацион­ных систем /  В.Е. Фисенко, А.П. Фисун // Телекоммуникации. – 2007. – № 3. – С. 18 – 19.

Выступления на международных и всероссийских конференциях

12. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки структурной надежности элементов информационно–телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XIII Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоох­ранительных систем»: сборник трудов. – М.: ООО «Накра прант», 2004. – С. 281 – 286.

13. Фисенко, В.Е. Развитие методологии оценки структурной надежности информационных  телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XII Международная НПК «Системы безопасности»: сборник трудов. – М.: Академия ГПС МЧС России. Режим доступа: http//www.ipb.mos.ru/konf/2003/sb-2003/sec-1/60pdf.

14. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных путей оценки структурной надежности элементов телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // XI Международная НТК «Системы безопасности – 2002»: сборник трудов. – М.: Академия ГПС, 2002. – С. 59 – 61.

15. Фисенко, В.Е. Результаты анализа зависимости надежности направления связи от структуры и количества путей его составляющих / В.Е. Фисенко // VIII Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем – 99»: сборник трудов. – М.: ОИПС МАИ, 1999. – С. 250 – 251.

16. Фисенко, В.Е. Оценка живучести информационных направлений на основе экономного алгоритма / В.Е. Фисенко, В.И. Ветров // X Международная конференция «Информатизация правоох­ранительных систем»: сборник трудов. – М.: Академия управления МВД РФ, 2001. – С. 378 – 380.

17. Фисенко, В.Е. Использование эвроритмического подхода при решении NP-полных задач защиты информации / В.Е. Фисенко, В.Ф. Макаров // IV Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем»: сборник трудов. – М.: Академия МВД РФ, 1995. – С. 52 – 53.

18. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной надежности направлений связи / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун, В.Ф. Макаров // IV Международная конференция «Информатизация правоохранительных систем»: сборник трудов.  – Часть 2. – М.: Академия управления МВД России, 1997. – С. 13 – 14.

19. фисенко, В.Е. Оценка надежности коммутируемых информационно–те-лекоммуникационных систем в реальном масштабе времени / В.Е. Фисенко, Е.В. Гермашев // Материалы XVI Международной НТК «Системы безопасности» – СБ-2007. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. – С. 77 – 81.

20. Фисенко, В.Е. Адаптивный метод оценки надежности частично коммутируемых информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени / В.Е. Фисенко // II Всероссийская НПК «Методы и средства технической защиты конфиденциальной информации»: сборник трудов. – Обнинск: ГОУ «ГЦИПК», 2005. – с.58 – 62.

21. Фисенко, В.Е. Анализ возможностей перспек­тивных комплексов связи по обеспечению динамической реконфигурации структуры ПК ИТКС / В.Е. Фисенко [и др.] // I Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. – Орел: ВИПС, 1998. – С. 75 – 78.

22. Фисенко, В.Е. Математическая модель, используемая для оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко, А.И. Макашенко, Н.А. Орешин // I Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. – Орел: ВИПС, 1998. – С. 51 – 54.

23. Фисенко, В.Е. Методы приоритетных путей и сечений оценки надежности информационно–телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. – Часть 2. – Орел: Академия ФСО России, 2005. – С. 143 – 144.

24. Фисенко, В.Е. Модель автоматизированной информационной системы с пакетной коммутацией для оценки надежности ее телекоммуникационной составляющей при динамическом управлении ресурсами / В.Е. Фисенко, В.В. Афанасьев // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуникационных систем специального назначения»: сборник трудов. – Часть 2. – Орел: Академия ФСО России, 2005. – С. 223 – 224.

25. Фисенко, В.Е. Эвроритмический подход к оценке структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // I Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекоммуни-кационных систем специального назначения»: сборник трудов. – Орел: ВИПС, 1998. – С. 95 – 97.

26. Фисенко, В.Е. Развитие методологии оценки надежности информационно–телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // IV Всероссийская научная конференция «Проблемы создания и развития информационно–телекомму-никационных систем специального назначения»: сборник материалов. – Часть 2. – Орел: Академия ФСО России, 2005. – С. 142 – 143.

Статьи, депонированные в ВИНИТИ

27. Фисенко, В.Е. Концепция построения коммутируемых ИТКС на основе дополненных древовидных структур / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 85 – 97.

28. Фисенко, В.Е. Усовершенствованная математическая модель ИТКС для оценки ее надежности методом приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 59 – 69.

29. Фисенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных сечений / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04,  № 1165-В2004. – С. 116 – 125.

30. Фисенко, В.Е. Подходы к расчету надежности сетей интегрального обслуживания / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Теоретические и практические проблемы естественно–научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Часть 1. – М., 2003. – Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, № 2210-В2003. – С. 88 – 97.

31. Фисенко, В.Е. Развитие методологии оценки качества информационных  телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Теоретические и практические проблемы естественно–научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Часть 1. – М., 2003. – Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, № 2210-В2003. – С. 37– 45.

32. Фисенко, В.Е. Развитие базисно понятийного аппарата и теоретических основ оценки надежности ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 130 –138.

33. Фисенко, В.Е. Оценка живучести информационных направлений ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко, В.В. Афанасьев // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 145 – 152.

34.Фисенко В.Е. Многопродуктовая многополюсная вероятностно–потоковая модель первичной сети связи / В.Е. Фисенко, Н.А. Орешин. – М., 1998. – 7 с. – Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35437.

35. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных путей оценки надежности ИТКС / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 69 – 74.

36. Фисенко, В.Е. Методика оценки надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 74 – 79.

37. Фисенко, В.Е. Методика расчета показателей эффективности реализации потенциальной структурной надежности информационных направлений ИТКС на основе метода приоритетных путей / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 79 – 85.

38. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки надежности ИТКС / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 97 – 115.

39. Фисенко, В.Е. Итерационная методика оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко, Н.А. Орешин. – М., 1998. – 7 с. – Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35438.

40. Фисенко, В.Е. Эвроритмическая методика определения верхней и нижней оценок структурной надежности направлений и групп направлений связи / В.Е. Фисенко, Н.А. Орешин. – М., 1998. – 7 с. – Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35439.

41. Фисенко, В.Е. Эвроритмическая методика решения задачи оптимального каналообразования на первичной сети связи / В.Е. Фисенко, Н.А. Орешин. – М., 1998. – 7 с. – Деп. в ВИНИТИ 28.11.98, № А35440.

42. Фисенко, В.Е. Методология формирования критериев выбора показателей надежности ИТКС на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С. 126 – 130.

43. Фисенко, В.Е. Нормирование показателей надежности направлений связи ИТКС / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Теоретические и практические проблемы естественно–научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Часть 1. – М., 2003. – Деп. в ВИНИТИ 19.02.03, № 2210-В2003. – С. 98-102.

44. Фисенко, В.Е. Место и роль обеспечения надежности ИТКС в комплексе проблем информационной безопасности / В.Е. Фисенко, В.А. Минаев // Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – М., 2004. – Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004. – С.56 – 59.

Другие публикации не входящие в Перечень ВАК:

45. Фисенко, В.Е. Постановка  проблемы, определение направлений и формирование структуры развития методологии оценки надежности информационно–телекоммуни­кационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности  информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна.  – Орел: ОГУ, 2007. – С. 49 – 60.

46. Фисенко, В.Е. Исследование возможных путей построения полевой сети, обеспечивающих передачу данных и факсимильной информации / В.Е. Фисенко, Д.А. Свечников // Сборник научных трудов ВИПС. – Вып. 3. – Орел: ВИПС, 1995. – С. 55 – 56.

47. Фисенко, В.Е. и др. Адаптивный алго­ритм управления параметрами функционирования многоканальных систем передачи информации / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник материалов. – Часть 3.  – Орел: ВИПС, 1996. – С. 94 – 97.

48. Фисенко, В.Е. метод приоритетных путей оценки надежности  частично коммутируемых информационно–телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Орел: ОГУ, 2007. – С. 61 – 106.

49. Фисенко, В.Е. Расчет надежности на основе эквивалентности систем / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Сборник научных трудов. – Вып. 15. – Орел: Академия ФАПСИ, 2003. – С. 197 – 199.

50. Фисенко, В.Е. Об использовании эвроритмических методов при решении потоковых задач большой размерности / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов молодых ученых г.Орла. – Орел: ОГТУ, 1995. – С. 62 – 71.

51. Фисенко, В.Е. Развитие методического аппарата оценки эффективности защищенной системы ПД и ФИ на ПСПС / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун // НПК «Проблемы непрерывного профессионального образования в ФАПСИ, роль и место в их решении ВИПС»: сборник материалов. – Орел: ВИПС, 1994. – С. 290 – 292.

52. Фисенко, В.Е. Метод приоритетных сечений оценки надежности коммутируемых информационно–телекоммуникационных систем / В.Е. Фисенко // Оценка надежности  информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Орел: ОГУ, 2007. – С. 107 – 145.

53. Фисенко, В.Е. Теоретическая мо­дель первичной сети связи ПК ИГСКСР / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник материалов. – Часть 1. – Орел: ВИПС, 1995. – С. 118 – 120.

54. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов ВИПС. – Вып.11.  – Орел: ВИПС, 1998. – С. 36 – 38.

55. Фисенко, В.Е. Многопродуктовая многополюсная потоковая модель, используемая для оценки структурной надежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов ВИПС. – Вып. 7. – Орел: ВИПС, 1997. – С. 36 – 38.

56. Фисенко, В.Е. Методика оценки структурной на­дежности первичной сети связи / В.Е. Фисенко [и др.] // Сборник научных трудов. – Вып 7. – Орел: ВИПС, 1997. – С. 38 – 42.

57. Фисенко, В.Е. развитие методологии формирования требований к показателям надежности элементов иткс на основе приоритетных методов / В.Е. Фисенко // Оценка надежности информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов: монография; под редакцией А.П. Фисуна. – Орел: ОГУ, 2007. – С. 146 – 171.

58. Фисенко, В.Е. Построение моделирующих алгоритмов анализа качества функционирования ИТКС / В.Е. Фисенко, С.А. Кожухов // Сборник научных трудов – Вып.15. – Орел: Академия ФАПСИ, 2003. – С. 199 – 200.

59. Фисенко, В.Е. Анализ состояний и тенденций развития систем коммутации / В.Е. Фисенко [и др.] // Научная конференция «Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи»: сборник трудов. – Часть 1. – Орел: ВИПС, 1995. – С. 191 – 193.

ИД №06430 от 10.12.01

Подписано в печать __.__.08. Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.

Печатных л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ ___ .

Курский государственный технический университет.

Издательско-полиграфический центр Курского государственного

технического университета. 305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.