СОДЕРЖАНИЕ № 11 2013

ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ КОМПЛЕКСЫ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
INFORMATING-CONTROLLING COMPLEXES OF MOBILE OBJECTS

Бортаковский А. С., Коновалова А. А.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТНОГО ТИПА
с. 3–8
Контактная информация: asbortakov @ mail.ru
Аннотация. Рассмотрена дискретная система, моделирующая работу динамического автомата с памятью. В отличие от обычных моделей дискретных систем, изменения состояний (переключения) которых происходят в заранее заданные моменты времени, изменения состояний системы автоматного типа могут совершаться в произвольные моменты времени. Выбор множества моментов времени, когда «срабатывает» автомат, считается ресурсом управления и подлежит оптимизации. На основе достаточных условий оптимальности разработан алгоритм синтеза позиционного управления. Предложена компьютерная технология приближенного решения задачи. Рассмотрен пример применения данной технологии для синтеза дискретной следящей системы автоматного типа.
Ключевые слова: дискретная система; оптимальное управление; алгоритм синтеза позиционного управления.

Bortakovsky A. S., Konovalova A. A.
THE CALCULATING TECHNIQUE OF THE SYNTHESIS OF OPTIMAL DISCRETE SYSTEMS OF AUTOMATIC TYPE
pp. 3–8
Annotation. The discrete system, simulating the work of the dynamic automaton with memory, is considered. As opposed to general discrete system models, changes of the state (changeovers) of which occur at prescribed moments of time, changes of the state of the automatic type system may occur at random moments of time. Selection of the scores of the points of time, when the automaton triggers, is considered to be the resource of control and is to be optimized. Penalties for every changeover are considered in the functional of control quality. On the basis of sufficient optimality conditions the algorithm of the synthesis of positioning control has been designed. The function is built as the bottom family envelope of auxiliary generator functions. The quantity of generators depends on the number of changeovers and optimal trajectories. Computer technique of approximate problem solution has been suggested. The modeling example of optimal piecewise permanent approximation of continuous function is considered, given that apart from the integral fault of approximation the number of the points of discontinuity is allowed. The program of computational solution has been designed. Test calculations for different approximable functions and different penalty for breaks within the approximable function have been made. The solutions, that have been achieved, scarcely differ from the exact analytical solutions.
Keywords: Discrete system; Optimal control; Algorithm of the synthesis of positioning control.

КОМПЬЮТЕРНОЕ ЗРЕНИЕ. ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
COMPUTER VISION. VIRTUAL REALITY

Блохинов Ю. Б., Гнедков И. В.
МЕТОД ОЦЕНКИ УГЛОВ ВЗАИМНОГО РАЗВОРОТА ДВУХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНДЕКСИРОВАННОЙ БАЗЫ ИЗОБРАЖЕНИЙ
с. 9–14
Контактная информация: yury.blokhinov @ gosniias.ru
Аннотация. Разработан быстрый метод приближенного определения параметров ориентирования Международной космической станции (МКС) относительно транспортного корабля, основанный на поиске соответствия в индексированной базе изображений. Особенность рассмотренного подхода связана с наличием детальной цифровой модели МКС, которая позволяет генерировать базу эталонных изображений с заданными угловыми значениями. Предложены и реализованы модификации метода, позволяющие значительно повысить его эффективность.
Ключевые слова: цифровые изображения; элементы ориентирования; пространство признаков; индексирование; поиск по содержанию.

Blokhinov Yu. B., Gnedkov I. V.
FAST METHOD FOR ESTIMATION OF THE ANGLES OF RELATIVE ORIENTATION OF ACTIVE AND PASSIVE SPACESHIPS IN THE ABSENCE OF A PRIORI INFORMATION
pp. 9–14
Annotation. One of important problems when joining International Space Station (ISS) with cargo ship is finding of relative orientation elements. Complexity of this task is that any suitable algorithms for its decision are algorithms of machine vision of high level and demand huge computing expenses. The fast method of approximate estimation of orientation parameters of the ISS relative to cargo ship, based on identification in indexed database of images is developed. Feature of the considered approach is connected with existence of the ISS detailed digital model which allows to generate the database of sample images with given angular values.
In advance at a land stage the base of binary contours of station in all possible foreshortenings on a known 3D model of station is formed. In tracking process image search from the base, the most similar to the current image from a board the camera of the cargo ship is carried out. Given orientation parameters of images from base, one can receive them for the real image.
The ISS solar batteries have a characteristic line form and are visible from any foreshortening that allows to use them for the analysis of a foreshortening of station. As the main indexes of search base angular information of the accumulator of the Half transformation is used. The method of search is invariant to parallel transfer and scaling.
The technique of reduction of volume of a database, and also additional procedures for solving of collisions and search acceleration are considered. Parallel version of our method is possible and time of working decreases proportionally to the number solvers.
Keywords: Digital images; Orientation elements; Parameters space; Indexing; Content search.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
AUTOMATION OF ENGINEERING, DESIGN AND PRODUCTION TECHNOLOGICAL PREPARATION

Еременко В. Т., Полянский И. С., Беседин И. И.
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНОЙ ДРЕВОВИДНОЙ СТРУКТУРЫ В СИСТЕМАХ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
с. 15 – 21
Контактная информация: van341 @ mail.ru
Аннотация. Дано описание математической модели структуры системы сбора и обработки информации (ССОИ), представленной в виде иерархической системы транспортного типа с древовидной структурой. Сформированное представление позволяет выполнить решение задачи синтеза оптимальной древовидной структуры ССОИ методами нелинейного программирования. На основе описанной модели разработан полиномиальный алгоритм структурного синтеза по критерию минимума средней длины процедуры поиска. Для представленного алгоритма проведена оценка скорости сходимости и вычислительной сложности; работоспособность проверена на конкретных примерах.
Ключевые слова: полиномиальный алгоритм; иерархическая система транспортного типа; синтез оптимальной структуры.

Eremenko V. T., Polyansky I. S., Besedin I. I.
METHODOLOGICAL ASPECTS OF THE SYNTHESIS OF OPTIMAL TREE IN DATA ACQUISITION AND PROCESSING
pp. 15 – 21
Annotation. A mathematical model of the structure of the system of collecting and processing information (SCPI) developed in this paper. The latter is represented as a hierarchical system of a motor type with a tree structure. Formed allows you to view the task of finding the optimal tree structure SIPS related to a variety of tasks in the graph Steiner. In the course of solving the problem obtained idempotent additional restrictions on the boolean variables introduced in the original formulation to reduce the number of assumptions. The problem of synthesizing the optimal structure of a hierarchical system of classification of information resources on the criterion of minimum average length of the search procedure set based on predefined views. Polynomial algorithm for its solution developed. The basis of the algorithm is necessary numerical solution of conditional optimization problem using the method of penalty functions. Proposals seeking initial approximations of the algorithm synthesis formed. Experimental verification of the results is executed. In the latest estimate of the rate of convergence of computing and the complexity of the algorithm is made. The results confirm that the proposed article approach to solving problems of structural synthesis can significantly reduce the computational cost of finding the optimal structure. The efficiency of the algorithm is checked on specific examples.
Keywords: Polynomial algorithm; Hierarchical system of transport type; Synthesis of the optimal structure.

Олейников Д. П., Бутенко Л. Н.
СИНТЕЗ МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА БАЗЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА
с. 21 – 26
Контактная информация: denis.oleynikov @ gmail.com
Аннотация. Описан алгоритм синтеза методов принятия решений на базе морфологического подхода. Методы принятия решений рассмотрены в качестве систем, состоящих из последовательно выполняющихся этапов. У каждого этапа выделены входные и выходные потоки данных. Условия синтеза определены в виде набора заданных входных и требуемых выходных потоков данных. Компоновка методов осуществлена по принципу соответствия набора выходных потоков данных этапа k набору входных потоков данных этапа k + 1. В случае невозможности компоновки метода на переходах между несогласованными этапами повышен уровень абстракции параметров потоков данных. В качестве примера синтезирован метод «Вербальный минимаксный критерий».
Ключевые слова: системный синтез; морфологический метод; теория принятия решений.

Oleynikov D. P., Butenko L. N.
THE SYNTHESIS OF DECISION-MAKINGS ON THE BASIS OF THE MORPHOLOGICAL APPROACH
pp. 21 – 26
Annotation. This article describes the algorithm of the synthesis of decision-makings on the basis of the morphological approach. Decision-makings considered as systems that consist of a sequence of functional steps. The input and output data streams were isolated at each decision-making step. The synthesis conditions were defined as a set of «pre-defined input» and «desired output» data streams. The layout of the methods was implemented on a basis: «set of output data flows of step k must match the set of input data flows of step k + 1». Synthesis process consists of 3 main stages. At the first stage formed set of linked decision-making steps – «chains» corresponding with strict condition «output data flows of k-step must match input data flows of k + 1-step». Then, chains with maximum value of determinacy coefficient or minimum chain’s length were selected and performed «network optimization»: output data-flows of k-step linked to corresponding input data-flows of k + 2, ..., n-step. Then, network with maximum value of determinacy coefficient were selected. If can’t build a chain based on transitions between stages of uncoordinated increased level of abstraction parameter data streams. As an example, method of «Verbal minimax criterion» was synthesized.
Keywords: System synthesis; Morphological method; Decision science.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
INFOTAINMENT FOR LIFE CYCLE OF ENGINEERING SYSTEMS

Владова А. Ю., Владов Ю. Р.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ СИСТЕМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
с. 27 – 34
Контактная информация: avladova @ rambler.ru
Аннотация. В отличие от баз данных, предназначенных для накопления информации о дефектности техногенных объектов, предлагаемая расширяемая структура позволяет интегрировать представления различных групп пользователей, хранить исходные данные и результаты вычислений, математические модели и методы, по которым эти вычисления выполнены, а также добавлять новые схемы расчетов.
Ключевые слова: расширяемая структура; математические модели; техногенные объекты; проектирование базы данных; методология IDEF.

Vladova A. Yu., Vladov Yu. R.
DESIGN OF THE SYSTEM OF MAN-MADE OBJECTS CONDITION INTELLECTUAL CONTROL DATABASE
pp. 27 – 34
Annotation. This article starts with an overview of databases directly or indirectly serving for evaluation of the technical condition of man-made objects. The examined storage structures contain failure and repairs statistics, information about operating conditions, peculiarities of metal and protective layers, readings of different sensors, operating time of equipment, etc. These databases provide an opportunity to analyze the causes of failures and prevent emergencies. However, coping with the important task of receiving, processing, storage and accounting, discussed databases do not allow to add new methods and models of identifying and predicting the integral technical condition of man-made objects sections as well as to generate and store control information providing effective functioning of the objects.
As part of an extensible database structure design we analyzed transformation processes of input data streams into output data streams under control streams and mechanisms (according to the IDEF methodology), performed a database conceptual design with help of consolidating views of selected groups of users, highlighted reference, physical, service and abstract information facts of the knowledge domain, created and tested the developed database model.
Keywords: Extensible structure; Mathematical models; Man-made objects; Database design; IDEF methodology.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
INTELLIGENCE SYSTEMS

Бобырь М. В., Титов B. C., Емельянов С. Г.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОБРАТНОГО НЕЧЕТКО-ЛОГИЧЕСКОГО ВЫВОДА
с. 35 – 42
Контактная информация: fregat_mn @ rambler.ru
Аннотация. Рассмотрено моделирование процесса диагностики элементов систем управления на основе обратного нечетко-логического вывода, позволяющее в режиме реального времени выявлять неисправности при их работе. Проанализированы аналитический и автоматический методы определения неисправностей на основе максиминной композиции. Приведено численное моделирование, показывающее преимущество автоматического метода диагностики.
Ключевые слова: нечеткая логика; обратный нечетко-логический вывод; автоматическая диагностика; системы управления.

Bobyr M. V., Titov V. S., Emelyanov S. G.
AUTOMATIC DIAGNOSTICS OF CONTROL SYSTEMS BASED ON INVERSE FUZZY LOGIC INFERENCE
pp. 35 – 42
Annotation. Mistakes and defects are appeared frequently during the diagnostics of technical systems. The relation between their reasons and demonstration has a polysemantic character. In shown cases one of the possible ways of the diagnostics automation is the use of mathematic models, based on the fuzzy information processing. Probablistic and fuzzy-logical modeling are among such methods. Probablistic modeling can be used only in cases when there is proved statistic information about diagnosable systems or equipment. In cases when such information is not available, fuzzy-logical modeling should be used. Nowadays there are a lot of ways of synthesis of fuzzy models. Most widely spread ways are using principles of summarizing and Zade composition rule of inference. An important task in not only to create
a model, but also to provide it’s correspondence and efficiency during the exact diagnostics. In that way, modeling of diagnostics processes of control systems elements, based on the reverse fuzzy-logical derivation, is shown in the article. This helps to find mistakes in the work of different systems in a real-time mode. Also analytical and automotive methods of the determination of mistakes, based on max-min composition, are analyzed. Numerical modeling, which shows an advantage of the automotive method
of diagnostics, is pointed.
Keywords: Fuzzy logic; Inverse fuzzy logic inference; Automatic diagnostics; Systems control.

Буряк Ю. И.
ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ О ПРОВЕДЕНИИ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ АУТЕНТИЧНОСТИ КОМПОНЕНТОВ ВОЗДУШНОГО СУДНА
с. 43 – 49
Контактная информация: buryak @ gosniias.ru
Аннотация. Предложен новый подход для решения задачи по оценке необходимости проведения входного контроля продукции на базе минимизации экономического ущерба ее потребителя. Сформирован соответствующий критерий, проведены его исследования и предложено правило принятия решений о необходимости проведения входного контроля.
Ключевые слова: принятие решений; контроль аутентичности компонентов воздушного судна; экономический ущерб.

Buryak Yu. I.
MAKING DECISION SUPPORT FOR THE INPUT CONTROL ON THE AUTHENTICITY OF AIRCRAFT COMPONENTS
pp. 43 – 49
Annotation. The published research papers on the airworthiness maintenance of civil aircraft and flight safety show the presence of a constant turnover of unauthentic products aviation applications, ie product not meeting the specifications. The source of the appearance of non-authentic components are companies-suppliers of products that distort the attributes of components.
In the subject area related to the turnover of aviation equipment, there is a problem making a decision on aviation enterprise incoming inspection of aircraft components. To justify the optimal solutions used mathematical tools of game theory and statistical decision. In organizing the «single» component supply decision on the need for their input control adopted on the basis of the criterion Hurwitz, for the «mass»
of supply as an indicator of the effectiveness of the mathematical expectation of winning, taking into account the probabilities of all possible conditions.
Is formed criteria that minimize economic losses consumers aircraft components both from a secondary objective assessment of the costs and the number of additional hard-and formalize factors, including their own subjective assessment of the «certainty» of data on turnover non-authentic parts and its dynamics, the degree of influence of acquired products to the safety of the final product, etc.
It is done a research of the properties of this criterion with respect to the cumulative effects of the cost component and subjective risk of the decision. It is given parametric analysis threshold criterion. It is proposed rule making on the input control products supplied.
Keywords: Decision making support; Checkup of aircraft equipment authenticity; Economical losses.

РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ. СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
DISTRIBUTED COMPUTING AND INFORMATING-CONTROLLING SYSTEMS. NETWORK ENGINEERING

Ибрагимов Б. Г., Гусейнов Ф. И., Исмайлова С. Р.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИБРИДНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОТОКОЛОВ СИГНАЛИЗАЦИИ
с. 50 – 54
Контактная информация: i.bayram @ mail.ru
Аннотация. Исследованы эффективности гибридных сетей связи на базе технологий коммутации каналов и пакетов с использованием протоколов сигнализации. Проанализированы характеристики систем сигнализации с учетом технологии сетей связи следующего поколения. Приведены примеры определения общей поступающей нагрузки на звенья сигнализации, квадратичный коэффициент вариации времени обслуживания и среднее время пребывания служебного трафика в системе обслуживания. На основе исследования получены аналитические выражения, позволяющие оценить показатели эффективности звена гибридных сетей связи при установлении соединений.
Ключевые слова: служебный трафик; звено гибридной сети связи; системы и протоколы сигнализации; медиашлюзы; эффективность; программный коммутатор; сигнальная нагрузка.

Ibrahimov B. G., Huseynov F. I., Ismaylova S. R.
RESEARCH OF EFFICIENCY OF HYBRID COMMUNICATION NETWORKS WITH USE OF PROTOCOL OF THE SIGNALING SYSTEM
pp. 50 – 54
Annotation. The efficiency of hybrid communication networks on the basis technologies of switching of channels are investigated and packages with use of protocol of the signaling system and the model of functioning of a network link of the signaling system is offered. The analyzes characteristics of the systems signaling taking into account communication generation networks technology. The general arriving loading on signaling system links, square-law factor of a variation of a holding time and average time stay of the office traffic in service system definition examples is resulted. On the basis research analytical expressions which allow to estimate indicators of a link efficiency of hybrid communication networks at an establishment of connections are received.
Keywords: Office traffic; Link of a hybrid communication network; Systems and signaling protocol; Media-sluices; Efficiency; Softswitch; Signal loading.

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
INFORMATION SECURITY

Константинов И. С., Лазарев С. А., Силаев П. П.
ПОДСИСТЕМА БЕЗОПАСНОЙ МНОГОФАКТОРНОЙ АУТЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В СЕТИ КОРПОРАТИВНЫХ ПОРТАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЦИФРОВОГО КЛЮЧА ДОСТУПА
с. 55 – 60
Контактная информация: lazarev_s @ bsu.edu.ru
Аннотация. Рассмотрены ключевые аспекты разработки подсистемы многофакторной аутентификации пользователей с применением универсального цифрового ключа доступа для сети корпоративных порталов в контексте построения информационных ассоциаций. Отличительной особенностью данного решения является реализация в цифровом ключе доступа не только функций хранения секретных ключей, но и обработки алгоритмами шифрования цифровой идентификационной информации в рамках устройства, что исключает перехват вредоносными программами секретных ключей пользователей из программного окружения интернет-браузера. Функциональные возможности устройства и сервисного программного обеспечения позволяют решать задачи как многофакторной аутентификации, так и подтверждения целостности и авторской принадлежности размещаемых в сети порталов информационных ресурсов.
Ключевые слова: цифровой ключ доступа; информационные ассоциации; многофакторная аутентификация; управление доступом; информационный обмен; сеть порталов.

Konstantinov I. S., Lazarev S. A., Silaev P. P.
MULTIFACTOR SECURITY USER AUTHENTICATION SUBSYSTEM IN THE ENTERPRISE PORTALS USING UNIVERSAL DIGITAL ACCESS KEY
pp. 55 – 60
Annotation. The article discusses some problems relating to the development of multifactor user authentication subsystem meant for a network of enterprise portals to create information associations. The subsystem uses general digital access key. The foundation of portal network security is reusable password authentication. Since it keeps information and provides access to information across a network and the information is intellectual property, it will follow to solve two important problems. The first one is to create additional protection mechanisms against unauthorized access to upgrade security of data exchange. The second one is implementation of copyright and data integrity confirmation. One of the most effective mechanism to tighten up security is the implementation of a multifactor authentication so that to solve the second problem to publish copyright material.
The safe multifactor authentication subsystem uses general digital access key. Its distinctive feature is both to keep private key safely and to calculate encryption algorithms parameters which can be transmitted over insecure communication channels. The calculation of parameters is an extra security measure. Besides, the master key isn’t copied to personal computer where it is vulnerable and can be attacked. This is ruled out the interception by malicious programmes of Internet browser software environment. Key reading from device is impossible because of microcontroller design philosophy.
The device is designed so that to connect with a personal computer using a standard communication interface (e.g. USB) without using additional readers. According to procedure of digital keys using in performing the access control the primary function of universal digital key is both to store identification data and to participate in the cryptographic message generation process. Hence the hardware components of digital key are founded on microprocess system with hardware calculator.
The extra security of multifactor authentication subsystem is conditioned by keeping private key in access device and processing based on the encryption algorithms of digital identification information by the device itself. This is ruled out the interception of private keys by malicious programmes of Internet browser software environment. The engineering solution universality is to use at copyright and data integrity confirmation.
Keywords: Digital device; Information associations; Multifactor authentication; Access control; Information exchange; Network portals.