RU2655466C1 - Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems - Google Patents
Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655466C1 RU2655466C1 RU2017127332A RU2017127332A RU2655466C1 RU 2655466 C1 RU2655466 C1 RU 2655466C1 RU 2017127332 A RU2017127332 A RU 2017127332A RU 2017127332 A RU2017127332 A RU 2017127332A RU 2655466 C1 RU2655466 C1 RU 2655466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- communication network
- control systems
- damage
- communication
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 128
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
- G06N7/02—Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
- G06N7/06—Simulation on general purpose computers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Algebra (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области моделирования сетей связи и может быть использовано при проектировании сетей связи для оценки эксплуатационных показателей.The invention relates to the field of modeling communication networks and can be used in the design of communication networks to assess operational performance.
Предлагаемый способ может использоваться для прогнозирования при управлении организацией, система управления которой использует единый телекоммуникационный ресурс, одновременно с другими, в том числе антагонистическими системами управления, для определения надежности информационных направлений и определения поврежденных элементов сети связи.The proposed method can be used for forecasting when managing an organization whose management system uses a single telecommunication resource, simultaneously with other, including antagonistic control systems, to determine the reliability of information directions and identify damaged elements of a communication network.
Известен способ моделирования, реализованный в устройстве для моделирования отказов и повреждений в сложных системах [Гречишников Е.В., Любимов В.А., Поминчук О.В., Чемерис Г.В. Устройство для моделирования отказов и повреждений в сложных системах. Патент Российской Федерации №2292583, G06F 15/00, опубл. 27.01.2007 г.]. Способ заключается в определении начала очередной статистической реализации на время, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, формировании потока отказов, при этом формируется первичный поток случайных импульсов, формируется равномерно распределенной случайное число, соответствующее номеру отказавшего элемента, выдается информация об отказавших элементах, о распределении отказов, о номерах отказавших элементов, формировании потока повреждений, при этом формируются случайно изменяющиеся во времени выходные напряжения, формируется случайное число, соответствующее номеру поврежденного элемента при другом, заданном, законе распределения, выдается информация о поврежденных элементах, о распределении повреждений, о номерах поврежденных элементов.A known modeling method implemented in a device for modeling failures and damage in complex systems [Grechishnikov E.V., Lyubimov V.A., Pominchuk O.V., Chemeris G.V. Device for modeling failures and damage in complex systems. Patent of the Russian Federation No. 2292583,
Недостатком данного способа является отсутствие возможности моделировать процесс возникновения преднамеренных повреждений элементов сети связи, имеющих различную структурную значимость в сети связи в условиях функционирования антагонистических систем управления, пользующихся единым телекоммуникационным ресурсом.The disadvantage of this method is the inability to simulate the process of the occurrence of deliberate damage to communication network elements having different structural significance in the communication network under the conditions of functioning of antagonistic control systems using a single telecommunication resource.
Известен способ моделирования отказов и повреждений сетей связи [Гречишников Е.В., Поминчук О.В., Иванов В.А., Шашкина Н.Е., Белов А.С. Способ моделирования отказов и повреждений сетей связи. Патент Российской Федерации №2351012, G06N 5/00, опубл. 27.03.2009 г.]. Способ заключается в нумерации средств, комплексов связи, линий (каналов) связи, при этом средства и комплексы связи нумеруются совместно от 1 до n, линии связи нумеруются от 1 до d, каналы связи нумеруются от 1 до k, далее осуществляемой имитации применения по назначению средств и комплексов связи, одновременно осуществляемой генерации времени возникновения эксплуатационных отказов, аварийных повреждений и сбоев средств и комплексов связи, а также генерации времени начала подавления линий (каналов) связи, определении начала очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, при этом формируется случайное число ζ, соответствующее номеру отказавшего элемента, формировании случайного числа λ, соответствующего номеру поврежденного элемента при заданном законе распределения, формировании случайного числа μ, соответствующего номеру средства связи, имеющего сбой программного обеспечения, а также определении начала очередной статистической реализации, на время Δt, соответствующее времени начала подавления линий (каналов) связи, при этом формировании случайного числа η, соответствующего номеру подавленной линии (канала) связи, далее осуществляемом розыгрыше степени повреждения и номера поврежденных средств и комплексов связи, розыгрыше продолжительности подавления и номера подавленных линий (каналов) связи, осуществлении записи времени нарождения средств и комплексов связи в неработоспособном состоянии, а также продолжительности подавления линий (каналов) связи, проверки факта наступления отказа, повреждения, сбоя средств и комплексов связи и подавления линий (каналов) связи, фиксации номеров поврежденных (отказавших) средств, комплексов и номеров подавленных линий (каналов) связи, проверке работоспособности средств и комплексов связи. Линий (каналов) связи, фиксации общего времени нахождения их в работоспособном состоянии Тр, а также фиксации общего времени нарождения средств, комплексов, линий (каналов) связи в неработоспособном состоянии Тн, подсчете коэффициента готовности Кг, осуществлении имитации восстановления средств, комплексов линий (каналов) связи.A known method of modeling failures and damage to communication networks [Grechishnikov E.V., Pominchuk O.V., Ivanov V.A., Shashkina N.E., Belov A.S. A method for modeling failures and damage to communication networks. Patent of the Russian Federation No. 2351012,
Недостатком данного способа является отсутствие возможности моделировать процесс возникновения преднамеренных повреждений элементов сети связи, имеющих различную структурную значимость в сети связи в условиях функционирования антагонистических систем управления, пользующихся единым телекоммуникационным ресурсом.The disadvantage of this method is the inability to simulate the process of the occurrence of deliberate damage to communication network elements having different structural significance in the communication network under the conditions of functioning of antagonistic control systems using a single telecommunication resource.
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному является способ моделирования преднамеренных повреждений элементов сети связи [Войцеховский А.И., Белов А.С., Киселев А.А., Иванов В.А., Кривенцов О.Б., Мельнов А.И. Способ моделирования преднамеренных повреждений элементов сети связи. Патент Российской Федерации №2449366, G06N 5/00, опубл. 27.04.2012 г.]. Способ-прототип заключается в нумерации элементов сети связи, генерации времени возникновения повреждений элементов сети связи, определении показателя относительной структурной значимости каждого элемента сети связи, расчете количества поврежденных элементов сети связи, розыгрыше номера поврежденного элемента сети связи с учетом показателя относительной структурной значимости каждого элемента сети связи, определении начала очередной статистической реализации на время Δt, соответствующего времени работы сети связи, проверке факта наступления события повреждения элементов сети связи, фиксации номеров поврежденных элементов сети связи, проверке технического состояния элементов сети связи, фиксации общего времени нахождения элементов сети связи в работоспособном состоянии Тр, фиксации общего времени нахождения элементов сети связи в неработоспособном состоянии Тн, расчете коэффициента готовности Кг,The closest in technical essence and performed functions analogue (prototype) to the claimed one is a method for modeling intentional damage to communication network elements [Voitsekhovsky A.I., Belov A.S., Kiselev A.A., Ivanov V.A., Kriventsov O. B., Melnov A.I. A method for modeling intentional damage to communication network elements. Patent of the Russian Federation No. 2449366,
Недостатком способа-прототипа является имитация преднамеренных повреждений в отношении всех элементов сети связи с учетом их структурной значимости. При этом структурная значимость элемента определяется только на основе показателя живучести всей сети связи, без учета функционирования заданных информационных направлений между элементами множеств разнородных, в том числе антагонистических, систем управления и используемых протоколов маршрутизации, что снижает адекватность моделирования. При функционировании заданных информационных направлений между элементами множеств разнородных, в том числе антагонистических, систем управления, использующих единый телекоммуникационный ресурс, могут быть задействованы одни и те же элементы сети. В отношении таких элементов имитация преднамеренного повреждения не адекватна реальности, поскольку система управления не будет выводить из строя элемент сети, который использует сама.The disadvantage of the prototype method is the imitation of deliberate damage in relation to all elements of the communication network, taking into account their structural significance. At the same time, the structural significance of the element is determined only on the basis of the survivability index of the entire communication network, without taking into account the functioning of the given information directions between the elements of the sets of heterogeneous, including antagonistic, control systems and routing protocols used, which reduces the modeling adequacy. With the functioning of the given information directions between the elements of sets of heterogeneous, including antagonistic, control systems using a single telecommunication resource, the same network elements can be involved. In relation to such elements, the imitation of intentional damage is not adequate to reality, since the control system will not disable the network element that it uses itself.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа-прототипа за счет исключения возможности преднамеренных повреждений элементов сети связи, использующихся антагонистическими системами управления одновременно, а также повышение адекватности моделирования.The technical result of the invention is to expand the functionality of the prototype method by eliminating the possibility of deliberate damage to communication network elements used by antagonistic control systems at the same time, as well as increasing the modeling adequacy.
Технический результат достигается тем, что в известном способе моделирования преднамеренных повреждений элементов сети связи, заключающемся в том, что нумеруют элементы сети связи, определяют начало очередной статистической реализации, определяют показатель относительной структурной значимости каждого элемента сети связи, генерируют время возникновения повреждений элементов сети связи, дополнительно задают интервал моделирования Tm, длительность шага модельного времени Δt, обслуживаемые системы управления, протокол маршрутизации, среднее время восстановления каждого элемента сети связи и среднеквадратическое отклонение, пороговое значение для отнесения элемента сети связи к множеству поврежденных, размещают элементы систем управления по элементам сети связи, строят маршруты для обслуживания информационных направлений систем управления, определяют элементы сети связи, используемые исследуемой системой управления и антагонистическими системами управления, запоминают элементы сети связи, используемые для обеспечения связи по каждому информационному направлению исследуемой системы управления, переопределяют структурную значимость хранящихся в памяти элементов сети связи с учетом их использования антагонистическими системами управления, ставят в соответствие структурную значимость элементов сети связи и вероятность их преднамеренного повреждения, выбирают хранящиеся в памяти элементы последовательно для каждого информационного направления, для выбранных элементов на каждом шаге модельного времени: генерируют преднамеренные повреждения, реализуемые антагонистическими системами управления, инициируют начало процесса восстановления неработоспособных элементов сети связи, если все выбранные элементы работоспособны, то увеличивают значение времени работоспособного состояния информационного направления на величину шага модельного времени, после окончания интервала моделирования рассчитывают коэффициент готовности информационного направления и выводят перечень неработоспособных элементов сети связи на каждом шаге модельного времени.The technical result is achieved by the fact that in the known method for simulating intentional damage to communication network elements, namely, the elements of the communication network are numbered, the beginning of the next statistical implementation is determined, the relative structural significance value of each element of the communication network is determined, the time of damage to the communication network elements is generated, additionally set the simulation interval T m , the step duration of the model time Δt, the serviced control systems, the routing protocol , the average recovery time of each element of the communication network and the standard deviation, the threshold value for assigning a communication network element to a set of damaged ones, place the elements of control systems according to the elements of the communication network, build routes for servicing information directions of control systems, determine the elements of the communication network used by the control system under study and antagonistic control systems, remember the elements of the communication network used to provide communication for each information area To the studied control system, redefine the structural significance of the communication network elements stored in memory with regard to their use by antagonistic control systems, associate the structural significance of the communication network elements and the probability of their deliberate damage, select the elements stored in memory sequentially for each information direction, for the selected elements at each step of the model time: intentional damage is generated by antagonistic systems in In addition, they initiate the beginning of the recovery process of inoperative elements of the communication network, if all the selected elements are operational, then increase the value of the working state of the information direction by the value of the model time step, after the end of the simulation interval, calculate the readiness coefficient of the information direction and list the inoperative elements of the communication network at each step model time.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественные всем признакам заявленного решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности "новизна".The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed solution are absent, which indicates the compliance of the claimed method with the condition of patentability "novelty".
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed method showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention, the transformations on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
"Промышленная применимость" способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие способ.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an elemental base, on the basis of which devices that implement the method can be made.
Заявленный способ поясняется чертежами:The claimed method is illustrated by drawings:
фиг. 1 - блок-схема способа моделирования преднамеренных повреждений элементов сети связи, функционирующей в интересах разнородных, в том числе антагонистических систем управления.FIG. 1 is a flowchart of a method for simulating intentional damage to communication network elements operating in the interests of heterogeneous, including antagonistic control systems.
Реализовать заявленный способ предлагается в виде блок-схемы, показанной на фиг. 1.To implement the claimed method is proposed in the form of a flowchart shown in FIG. one.
В блоке 1 задают следующие исходные данные:In
а) Задают интервал моделирования Tm - промежуток времени, в течение которого происходит процесс моделирования;a) Set the simulation interval T m - the period of time during which the simulation process;
б) Задают длительность шага модельного времени Δt - период, с которым происходят итерации при функционировании модели. Способы задания длительности шага модельного времени известны и описаны в [Сухорукова Е.В., Закалкин П.В., Андреянов С.Н. Моделирование торговых бизнес-процессов: способы задания модельного времени // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. 2013. №1. С.104-109; Алисевич Е.А., Евграфов А.А., Нижегородов А.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В. Система моделирования динамических процессов. Патент на изобретение RUS 2541169, 26.02.2013].b) Set the duration of the step of the model time Δt - the period with which iterations occur during the operation of the model. Methods for setting the step duration of the model time are known and described in [Sukhorukova E.V., Zakalkin P.V., Andreyanov S.N. Modeling trade business processes: methods for setting model time // Problems of Economics and Management in Trade and Industry. 2013. No1. S.104-109; Alisevich E.A., Evgrafov A.A., Nizhegorodov A.V., Starodubtsev Yu.I., Sukhorukova E.V. The system of modeling dynamic processes. Patent for invention RUS 2541169, 02.26.2013].
в) Задают обслуживаемые сетью связи системы управления.c) Define the control systems serviced by the communication network.
В соответствии с [Ермишян А.Г., Мокрый Ю.В., Сивак А.А., Цветинский О.В. Теоретический компонент современных информационных систем и технологий: Монография / Под общ. ред. доктора воен. наук, профессора А.Г. Ермишяна. СПб.: Санкт-Петербургский военный институт внутренних войск МВД России, 2013. 512 с., стр. 152.] термин «система управления» имеет следующие определения:In accordance with [Ermishyan A.G., Wet Yu.V., Sivak A.A., Tsvetinsky O.V. Theoretical component of modern information systems and technologies: Monograph / Ed. ed. Doctors of the military. sciences, professors A.G. Ermishyan. SPb .: St. Petersburg Military Institute of Internal Troops of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 2013. 512 p., P. 152.] the term "command and control system" has the following definitions:
1. Система, обеспечивающая информационный обмен между органами и объектами управления по прямым и обратным каналам связи.1. A system that provides information exchange between organs and control objects via direct and reverse communication channels.
2. Система, способная к объединенным и управляемым действиям.2. A system capable of combined and manageable actions.
3. Целостная система, целеобусловленная своим назначением, задачами и функциями.3. A holistic system, purposeful for its purpose, tasks and functions.
Информационный обмен между элементами системы управления осуществляется с использованием сети связи. Однако сеть связи функционирует в интересах многих потребителей, в том числе и других разнородных систем управления [Анисимов В.В., Бегаев А.Н., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Федоров В.Г., Чукариков А.Г. Способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи. Патент на изобретение RUS 2620200, 23.05.2016].Information exchange between the elements of the control system is carried out using a communication network. However, the communication network operates in the interests of many consumers, including other heterogeneous control systems [Anisimov VV, Begaev AN, Starodubtsev Yu.I., Sukhorukova EV, Fedorov VG, Chukarikov A .G. A method for purposefully transforming the parameters of a model of a real fragment of a communication network. Patent for invention RUS 2620200, 05.23.2016].
Разнородные - 1. Имеющие иные, отличные свойства, признаки. 2. Неоднородные по составу [Ефремова Т.Ф. Новый словарь русского языка. Толково-словообразовательный. М.: Русский язык, 2000].Heterogeneous - 1. Having other, excellent properties, signs. 2. Inhomogeneous in composition [Efremova TF The new dictionary of the Russian language. Interpretative and derivational. M .: Russian language, 2000].
Системы управления, использующие единый телекоммуникационный ресурс (сеть связи) могут быть антагонистическими. [Стародубцев Ю.И. Управление качеством информационных услуг / Ю.И. Стародубцев, А.Н. Бегаев, М.А. Давлятова; под общ. ред. Ю.И. Стародубцева. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. - 454 с., стр. 163].Control systems using a single telecommunication resource (communication network) can be antagonistic. [Starodubtsev Yu.I. Quality management of information services / Yu.I. Starodubtsev, A.N. Begaev, M.A. Davlyatova; under the general. ed. Yu.I. Starodubtseva. - SPb .: Publishing house of the Polytechnic. University, 2017. - 454 p., p. 163].
Антагонистические - взаимно отрицательные, направленные друг против друга, враждебные [Идеографический словарь русского языка. - М.: Издательство ЭТС. Баранов О.С. 1995].Antagonistic - mutually negative, directed against each other, hostile [Ideographic Dictionary of the Russian Language. - M .: ETS Publishing House. Baranov O.S. 1995].
Антагонистичность систем управления обусловлена конфликтом целей систем. Цели могут не только не совпадать, но и достижение своих целей одной системой управления, может быть следствием затруднения или невозможности достижения целей другой системой управления. Конфликт целей является ключом к возникновению преднамеренных повреждений элементов сети связи как технологической основы систем управления. [Ермишян А.Г. // Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Ч. 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. С. 433; Боговик А.В., Игнатов В.В. // Теория управления в системах военного назначения: Учебн. ВАС, 2008. С. 35; Анисимов В.В., Бегаев А.Н., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Федоров В.Г., Чукариков А.Г. Способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи. Патент на изобретение RUS 2620200, 23.05.2016].The antagonism of control systems is due to the conflict of goals of the systems. The goals may not only not coincide, but the achievement of one’s goals by one management system may be a consequence of the difficulty or impossibility of achieving one’s goals by another management system. Conflict of goals is the key to deliberate damage to communication network elements as the technological basis of control systems. [Ermishyan A.G. // Theoretical foundations of building military communications systems in associations and formations: Textbook.
Для моделирования задают k={k1, k2, …, kn} элементов исследуемой системы управления и R информационных направлений между ее элементами, а также l={l1, l2, … lm} элементов антагонистических систем управления и задают P информационных направлений между их элементами.For modeling, set k = {k 1 , k 2 , ..., k n } elements of the control system under study and R information directions between its elements, as well as l = {l 1 , l 2 , ... l m } elements of the antagonistic control systems and specify P informational directions between their elements.
г) Задают протокол маршрутизации - протокол, в соответствии с которым будут строиться маршруты по заданным информационным направлениям. Протоколы маршрутизации известны и описаны, например, в [Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2016. - 992 с.: ил. - (Серия «Учебник для вузов»), стр. 515-557].d) Set the routing protocol - the protocol in accordance with which the routes will be built in the given information directions. Routing protocols are known and described, for example, in [Olifer V., Olifer N. Computer networks. Principles, technologies, protocols: Textbook for universities. 5th ed. - SPb .: Peter, 2016 .-- 992 p.: Ill. - (Series "Textbook for universities"), pp. 515-557].
д) Задают среднее время восстановления каждого элемента сети связи и его среднеквадратическое отклонение. Среднее время восстановления элемента и среднеквадратическое отклонение должно быть кратно длительности шага модельного времени Δt.d) Set the average recovery time of each element of the communication network and its standard deviation. The average recovery time of the element and the standard deviation should be a multiple of the duration of the step of the model time Δt.
е) Задают пороговое значение вероятности повреждения для отнесения элементов сети связи к множеству поврежденных.f) Set the threshold value of the probability of damage to assign the elements of the communication network to the set of damaged.
В блоке 2 нумеруют элементы сети связи.In
В блоке 3 определяют начало очередной статистической реализации.In
В блоке 4 определяют показатель относительной структурной значимости каждого элемента сети связи [Стекольников Ю.И. Живучесть систем. - СПб.: Политехника, 2002. - с. 129; Войцеховский А.И., Белов А.С., Киселев А.А., Иванов В.А., Кривенцов О.Б., Мельнов А.И. Способ моделирования преднамеренных повреждений элементов сети связи. Патент Российской Федерации №2449366, G06N 5/00, опубл. 27.04.2012 г.]:In
где - показатель живучести сети связи при поврежденном i-м элементе сети связи, - показатель живучести сети связи при функционирующем i-м элементе сети связи.Where - the survivability index of the communication network with a damaged i-th element of the communication network, - survivability indicator of a communication network with a functioning i-th element of a communication network.
В качестве показателя живучести сети связи может быть выбран суммарный объем передаваемого трафика при функционирующем i-м элементе и объем трафика при поврежденном i-м элементе.As an indicator of the survivability of a communication network, the total amount of transmitted traffic with a functioning i-th element and the amount of traffic with a damaged i-th element can be selected.
В блоке 5 генерируют время возникновения повреждений элементов сети связи.In
Генерируют моменты времени возникновения преднамеренных повреждений, время генерации кратно длительности шага модельного времени Δt. Сгенерированные моменты времени запоминаются.The time instants of the occurrence of deliberate damage are generated, the generation time is a multiple of the model time step duration Δt. The generated times are remembered.
В блоке 6 размещают элементы систем управления по элементам сети связи. Каждый элемент каждой системы управления размещается на одном из элементов сети связи.In
В блоке 7 строят маршруты для обслуживания информационных направлений систем управления. Маршруты строятся по каждому заданному информационному направлению в соответствии с заданным протоколом маршрутизации [Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2016. - 992 с.: ил. - (Серия «Учебник для вузов»), стр. 515-557].In
В блоке 8 определяют элементы сети связи, используемые исследуемой системой управления и антагонистическими системами управления.In
Поскольку системы управления используют единый телекоммуникационный ресурс, после построения маршрутов по заданным информационным направлениям, некоторые элементы сети связи могут участвовать в обслуживании как исследуемой системы управления, так и антагонистических систем управления.Since control systems use a single telecommunication resource, after constructing routes in given information directions, some elements of the communication network can participate in servicing both the control system under study and antagonistic control systems.
В блоке 9 запоминают элементы сети связи, используемые для обеспечения связи по каждому информационному направлению исследуемой системы управления.In
В блоке 10 переопределяют структурную значимость хранящихся в памяти элементов сети связи с учетом их использования антагонистическими системами управления.In
Элементам сети связи, которые используются как исследуемой системой, так и антагонистическими системами управления, структурную значимость приравнивают к нулю.The elements of the communication network, which are used both by the system under study and by antagonistic control systems, are equated with structural significance to zero.
В блоке 11 ставят в соответствие структурную значимость элементов сети связи и вероятность их преднамеренного повреждения. При этом вероятность преднамеренного повреждения элементов сети связи, используемых и исследуемой, и антагонистическими системами будет равна нулю.In
В блоке 12 присваивают переменной N значение 1. N - служебный счетчик, необходимый для функционирования алгоритма.In
В блоке 13 выбирают хранящиеся в памяти элементы для Ν-го информационного направления.In
Увеличивая в блоке 22 переменную N на единицу, в цикле происходит перебор всех R информационных направлений.Increasing in
В блоке 14 обнуляют текущее время моделирования tm и время работоспособного состояния tp N-го информационного направления.In
В блоке 15 генерируют преднамеренные повреждения, реализуемые антагонистическими системами управления.In
Если наступает ранее сгенерированный момент времени возникновения преднамеренного повреждения, то преднамеренное повреждение генерируется для выбранных элементов, у которых вероятность преднамеренного повреждения больше заданного порогового значения.If a previously generated time point of the occurrence of intentional damage occurs, then intentional damage is generated for the selected elements whose probability of intentional damage is greater than a predetermined threshold value.
В блоке 16 инициируют начало процесса восстановления неработоспособных элементов сети связи.In
Начинается восстановление каждого неработоспособного элемента за заданное среднее время восстановления, с учетом среднеквадратического отклонения.The recovery of each inoperative element begins for a given average recovery time, taking into account the standard deviation.
В блоке 17 проверяют факт, все ли выбранные элементы работоспособны. Если все элементы работоспособны, то в блоке 18 время работоспособного состояния N-го информационного направления увеличивают на величину шага модельного времени.In
Информационное направление состоит из последовательно соединенных элементов сети связи, поэтому оно считается работоспособным только в том случае, когда все элементы работоспособны.The information direction consists of series-connected elements of the communication network, therefore, it is considered operable only if all the elements are operational.
В блоке 19 текущее время моделирования tm увеличивают на длительность шага модельного времени Δt.In
В блоке 20 проверяют, не закончился ли интервал моделирования. Если нет, то повторяют действия, описанные в блоках 15-20. Если интервал моделирования закончился, то в блоке 21 рассчитывают коэффициент готовности для N-го информационного направления.In
Коэффициент готовности - это вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени и рассчитывается в соответствии с выражением:The availability factor is the probability that the object will be operational at an arbitrary point in time and is calculated in accordance with the expression:
где ti - суммарная наработка i-го объекта в заданном интервале эксплуатации;where t i is the total operating time of the i-th object in a given operation interval;
τi - суммарное время восстановления i-го объекта за тот же период эксплуатации;τ i is the total recovery time of the i-th facility for the same period of operation;
М - число наблюдаемых объектов в заданном интервале эксплуатации.M - the number of observed objects in a given interval of operation.
[Федотов А.В. Основы теории надежности и технической диагностики: конспект лекций / А.В. Федотов, Н.Г. Скабкин. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 - 64 с., стр. 24].[Fedotov A.V. Fundamentals of the theory of reliability and technical diagnostics: lecture notes / A.V. Fedotov, N.G. Skabkin. - Omsk: Publishing House of OmSTU, 2010 - 64 p., P. 24].
Поскольку наблюдается один объект - одно информационное направление, тогда N=1 и, следовательно, выражение примет вид:Since there is one object - one information direction, then N = 1 and, therefore, the expression will take the form:
Наработка - это продолжительность или объем работы объекта.Operating time is the duration or volume of work of an object.
[Федотов А.В. Основы теории надежности и технической диагностики: конспект лекций / А.В. Федотов, Н.Г. Скабкин. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 - 64 с., стр. 17].[Fedotov A.V. Fundamentals of the theory of reliability and technical diagnostics: lecture notes / A.V. Fedotov, N.G. Skabkin. - Omsk: Publishing House of OmSTU, 2010 - 64 p., P. 17].
Продолжительность работы информационного направления равнозначна времени работоспособного состояния tp, определяемого в блоке 18, значит:The duration of the information direction is equivalent to the time of the healthy state t p defined in
Интервал эксплуатации равнозначен интервалу моделирования Tm, а поскольку информационное направление было только в работоспособном и неработоспособном состоянии, то:The operation interval is equivalent to the simulation interval T m , and since the information direction was only in a healthy and inactive state, then:
Тогда, учитывая выражения 3, 4, 5, коэффициент готовности информационного направления:Then, given the
где tp - суммарное время работоспособного состояния N-го информационного направления,where t p is the total time of the working state of the N-th information direction,
Tm - интервал моделирования, равный общему времени функционирования (наблюдения) информационного направления.T m - simulation interval equal to the total time of functioning (observation) of the information direction.
После расчета коэффициента готовности выводят перечень неработоспособных элементов сети связи на каждом шаге модельного времени.After calculating the availability factor, a list of inoperative elements of the communication network at each step of the model time is displayed.
В блоке 22 увеличивают переменную N (служебный счетчик) на единицу.In
В блоке 23 проверяют, для всех ли информационных направлений рассчитан коэффициент готовности и выведен перечень неработоспособных элементов. Если нет, то повторяют действия, описанные в блоках 13-23.In
Если коэффициент готовности рассчитан для всех информационных направлений исследуемой системы управления и выведен перечень неработоспособных элементов сети связи на каждом шаге модельного времени, то процесс моделирования заканчивают.If the availability factor is calculated for all information areas of the control system under study and a list of inoperative elements of the communication network at each step of the model time is displayed, then the modeling process is completed.
Таким образом, за счет исключения возможности преднамеренных повреждений элементов сети связи, использующихся антагонистическими системами управления одновременно, достигается технический результат - расширение функциональных возможностей способа-прототипа и повышение адекватности моделирования.Thus, by eliminating the possibility of intentional damage to communication network elements that are used by antagonistic control systems at the same time, a technical result is achieved - expanding the functionality of the prototype method and increasing the adequacy of modeling.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127332A RU2655466C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127332A RU2655466C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655466C1 true RU2655466C1 (en) | 2018-05-28 |
Family
ID=62560313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127332A RU2655466C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655466C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080126040A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-05-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for simulating a system having multiple failure modes |
RU2351012C1 (en) * | 2007-06-04 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of simulating faults and damages in communication networks |
RU2405184C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method for providing stable operation of communication system |
RU2449366C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of simulating deliberate damage to communication network elements |
-
2017
- 2017-07-31 RU RU2017127332A patent/RU2655466C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080126040A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-05-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for simulating a system having multiple failure modes |
RU2351012C1 (en) * | 2007-06-04 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of simulating faults and damages in communication networks |
RU2405184C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method for providing stable operation of communication system |
RU2449366C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of simulating deliberate damage to communication network elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Martis | Validation of simulation based models: a theoretical outlook | |
RU2476930C1 (en) | Method of simulating communication network | |
RU2701994C1 (en) | Method of simulating virtual networks in conditions of destructive software actions | |
RU2631970C1 (en) | Modeling technique of management and communication processes in distributed territory | |
CN110780847B (en) | Random number generation method, random number generation device and electronic equipment | |
CN108804266A (en) | A kind of performance of storage system test method, device and computer readable storage medium | |
Bidgoly et al. | Trust modeling and verification using colored petri nets | |
RU2665506C1 (en) | Method for dynamic modeling of communication networks taking into account the mutual dependence of elements thereof | |
RU2655466C1 (en) | Method for simulation of intentional damages of communication network elements, functioning in interests of different, including antagonistic, control systems | |
JP5325071B2 (en) | Organizational action plan evaluation index determination device and organizational behavior plan training evaluation device | |
RU2449366C1 (en) | Method of simulating deliberate damage to communication network elements | |
RU2507565C2 (en) | Method of simulating two-level control processes and system for realising said method (versions) | |
RU2673014C1 (en) | Method of modeling and evaluating the efficiency of management and communication processes | |
RU2634169C1 (en) | Risk management modeling technique for information-management system at information-technical impacts conditions | |
RU2692423C1 (en) | Method of simulating two-way effects when using conflicting control systems of common process resource | |
RU2514144C1 (en) | Method of simulating mobile subscriber search in communication networks | |
RU2662646C1 (en) | Conflict situations simulation method | |
RU2689806C1 (en) | Method of modeling the process of monitoring multilevel control systems with distributed items of communication systems | |
Hofmann | Reasoning beyond predictive validity: The role of plausibility in decision-supporting social simulation | |
RU2449336C2 (en) | Method of simulating processes for four-level control of equipment and system for realising said method | |
RU2640734C1 (en) | Method of modeling control points | |
Kim et al. | Developing metacognitive models for team-based dynamic environment using fuzzy cognitive mapping | |
CN109787937A (en) | Method of counting, device and the server of access times | |
RU2722924C1 (en) | Method of simulating a version of constructing a distributed communication network of a superior control system | |
RU2591563C1 (en) | Method for simulating control processes and simulation system therefor (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190801 |