Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

В условиях интенсивного развития различных сфер деятельности государства и общества использование передовых информационных технологий становится одним из наиболее важных, а часто и решающим фактором, определяющим эффективность всех уровней управления. Информационные технологии занимают прочные позиции в повседневной жизни и в различных сферах деятельности государства. Для обработки и анализа информации, прогнозирования и поддержки принятия управленческих решений различного уровня внедряют информационные системы различных видов и назначений. Функционирование практически любой организации в той или иной степени зависит от того, насколько эффективно и устойчиво функционирует ее информационная система, насколько надежно защищены ее информационные ресурсы от различных угроз безопасности информации, одной из которых является спам. Стоит отметить, что было совершено множество попыток раз и навсегда решить проблему его обнаружения. В данной предметной области постоянно ведутся исследования. По их результатам предлагаются и реализуются на практике различные подходы, которые по большей части основываются на хорошо зарекомендовавшей себя базовой статистической обработке различных параметров электронных писем. При этом не вполне учитывается содержание электронных писем, что приводит к росту числа ошибок первого рода. Для решения данного вопроса ранее авторами предложена модель электронных писем, учитывающая содержание электронных писем, которое зачастую меняется в зависимости от выполняемых пользователями задач и их информационных потребностей. Ее ключевой особенностью является то, что она оперирует с преобразованными в числовой вектор данными, полученными из исходных текстов электронных писем. В качестве параметров модели электронных писем, оказывающих влияние на выделение текстовых отрезков писем, являющихся отражением их отличительных признаков, авторами выделены: количество числовых кодов, сопоставляемых символам текста, в функции преобразования писем в числовой вектор; шаг выборки символов текста в функции преобразования писем в числовой вектор; длина выборки (длина «генератора» - последовательности, порождающей «ген»). Цель исследования: оценка влияния численного значения длины выборки (длины «генератора» - последовательности, порождающей «ген») модели электронных писем в задаче обнаружения спама с ее применением на результаты обнаружения. Методы: использование решающих правил импликативного типа «ЕСЛИ..., ТО...». Результаты: результаты эксперимента подтверждают корректность и применимость ранее разработанной авторами модели электронных писем. При этом применение модели электронных писем дает наилучшие результаты обнаружения при численном значении длины выборки (длины «генератора» - последовательности, порождающей «ген») равным 1 или 2, что подтверждается значениями агрегированной меры оценки (величины, объединяющей меры полноты и точности обнаружения и представляющей собой их среднее гармоническое). При значениях длины «генератора» больше или равных 3 результаты обнаружения ухудшается в среднем более чем на 10 %. Нецелесообразность использования значений длины «генератора» больше или равных 3 обоснована неприемлемым уменьшением значений полноты обнаружения и агрегированной меры оценки. Практическая значимость: предложенные авторами модель электронных писем и подход к обнаружению спама позволяют выделять последовательности символов текста, соотносящиеся с признаками определенного класса электронных писем, и сделать процесс обнаружения спама индивидуальным для получателя.

Совершенствование технологий сбора и первичной обработки вторичных цветных металлов является необходимым условием для развития вторичной цветной металлургии и создания предприятий по переработке твердых отходов. Одной из таких технологий является электродинамическая сепарация в бегущем магнитном поле. В статье рассмотрены электродинамические сепараторы на основе линейных индукторов. Такие сепараторы легко вписываются в технологические линии и применяются при извлечении цветных металлов из различных видов твердых отходов (автомобильный лом, смешанные производственные и коммунальные отходы, кабельный и электронный лом и др.), а также при обработке сложного лома цветных металлов при подготовке к металлургическим переделам. Установка состоит из конвейера, перемещающего сепарируемые материалы, и индуктора, располагаемого под лентой конвейера. Моделирование взаимодействия между магнитным полем и проводящими частицами осложнено существованием различных электромагнитных и механических (гравитационных и трения) сил. Цели исследования: разработка математической модели с учетом действия на частицы различных сил и оценка путей повышения эффективности электродинамической сепарации. Результаты: представлена математическая модель для исследования электродинамического сепаратора на основе линейной индукционной машины. Сепарация является результатом комбинированных действий на проводящие частицы различных сил. Следовательно, важной частью модели сепаратора являются уравнения для комбинированного электромагнитного и механического воздействия. В модели учитывается движение проводящих частиц в двух направлениях: перенос частиц по ленте конвейера и поперечное движение под действием электромагнитных сил. Описаны результаты исследования опытного образца электродинамического сепаратора на основе линейных индукторов, созданного в лаборатории кафедры «Электротехника и электротехнологические системы» Уральского федерального университета. Показана возможность улучшения показателей сепаратора за счет применения линейных индукционных машин со встречно бегущими магнитными полями. Результаты расчетов соответствуют данным промышленных испытаний.

Современный технологический процесс невозможно представить без автоматических систем управления. При правильном использовании таких систем можно получить оптимальные параметры эксплуатации как определенного узла, так и технологического процесса в целом. В условиях современных рыночных отношений и жесткой конкуренции особенно актуальной становится проблема высокого качества производимой продукции при минимальных производственных затратах. Это и обусловливает необходимость создания высокоточного, быстрого и надежного управления процессами и аппаратами. Цель: разработка системы адаптивного нечеткого управления процессом ректификации возвратного растворителя (изопрен-изопентан-толуольной фракции) с применением пакета расширения Fuzzy Logic Тoolbox при различных критических ситуациях работы. К основным критическим параметрам относятся: высокая или низкая температура, высокое или низкое давление, а также высокий или низкий уровень углеводородов в кубовой части колонны. Методы: для решения задачи о выборе критической ситуации был разработан нечеткий регулятор оценки ситуаций. На выходе данного регулятора имеются 2 вывода о возможных критических ситуациях. Первый вывод указывает на необходимость использовать в качестве теплоносителя горячую воду. Второй вывод указывает на необходимость использовать в качестве теплоносителя пар. Результаты: в зависимости от вывода нечеткого регулятора оценки ситуации включается один из двух последующих регуляторов, которые, в свою очередь, настроены под определенные значения показателей входных переменных. Значимость: предложенный метод управления процессом непрерывной ректификации изопрен-изопентан-толуольной фракции в колонне тарельчатого типа позволит своевременно обнаруживать критические ситуации при работе системы и принимать необходимые меры по их нейтрализации, что в конечном итоге позволит улучшить качество продукта, увеличить производительность установки, сэкономить энергоресурсы.

В статье рассмотрена проблема моделирования теплового поля в процессе электронно-лучевой сварки, которая широко применяется на предприятия машиностроения Российской Федерации. Актуальность данного исследования обусловлена сложностью подбора эффективного набора технологических параметров для изделий из титанового сплава. Применение методов математического моделирования позволяет существенно снизить временные, трудовые, а также экономические затраты на совершенствование и также отработку существующих технологий. При этом использование динамически изменяющихся теплофизических параметров в процессе моделирования способствует повышению точности моделирования. Цель исследования: повышение эффективности и качества математического моделирования температурного поля. Методы: предложенный в статье подход по использованию динамически изменяемых теплофизических параметров использует методы регрессионного анализа, позволяющие восстановить значения таких параметров для сплавов изделий в процессе моделирования. Применялись следующие широко используемые методы аппроксимации: линейная, квадратичная, кубическая, экспоненциальная, логарифмическая, - позволяющие восстановить зависимость недостающих значений теплофизических параметров, зависящие от температуры материала. Для моделирования распределения температурного поля используется аппарат теории сварочных процессов, на основе которого реализованы вычислительные соотношения. Результаты: в процессе экспериментальных исследований применения предложенного в работе подхода, было проведено моделирования распределения энергии при электронно-лучевой сварке элемента изделия из титанового сплава ВТ-14. Применение динамически изменяемых теплофизических параметров изделия позволило получить функцию распределения энергии в зоне нагрева более естественного вида, когда нагревание более холодных зон не даёт высокого распределения тепла в смежные области. Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы для повышения качества сварного соединения, а также обеспечения повторяемости технологического процесса электронно-лучевой сварки.

Возрастающая роль информационной сферы жизнедеятельности общества ставит перед государством задачу по работе в новом направлении деятельности - реализации информационной функции. Для реализации этой функции на внутреннем уровне, органами государственной власти создаются государственные информационные системы, используемые, в том числе, для обработки данных ограниченного доступа. В связи с этим, обеспечение информационной безопасности при обработке данных в таких системах приобретает немаловажное значение для государства. Цель исследования: противодействие угрозам целенаправленных атак на системы облачных вычислений на примере частной облачной среды. Методы: в данной статье предлагается подход к распознаванию атак на государственные информационные системы, основанный на методах функционального анализа, теории распознавания образов и использовании методов оценки рисков для снижения числа ложных срабатываний. Результаты: Предложен подход к обнаружению атак для частной облачной среды на основе теории распознавания образов. Атака представляется как образ, который необходимо распознать в ходе выполнения процессов накопления, обработки и передачи информации в гостевой операционной системе. Для выявления атаки необходимо установить вероятность соответствия определенному классу атак множества атак каждому объекту из множества атак на основе имеющегося описания и информации о классах атак. Затем можно использовать функции оценки близости (например, чебышевское расстояние) выявленного объекта атаки к известному классу атаки. В качестве дополнения к предложенному методу для снижения числа ложных срабатываний предлагается подход, основанный на методе оценки информационных рисков. Суть подхода заключается в том, что признаки атак ранжируются по уровню влияния определенных компонент. По каждому из критериев ранжирования для признака атаки устанавливается определенное количество баллов, оценивающее отнесения того или иного критерия к факту реализации атаки. Если сумма баллов превысит определенный порог, то можно говорить о выявлении атаки. Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы при создании систем обнаружения компьютерных атак в информационно-телекоммуникационных системах, функционирующих на основе технологии облачных вычислений, используемых при реализации информационной функции государства.

Современные информационные системы подвергаются угрозам при недостаточной оценке эффективности защиты информации. Эта проблема характеризует нарушение процесса управления информационной безопасностью. Очевидно, что нехватка научной базы методов и алгоритмов оценки приводит к нарушению эффективности защиты. С позиции влияния на бизнес при оценке экономической эффективности выявляются уязвимые показатели. Поэтому научной задачей является обеспечение процесса функционирования системы защиты информации методом оценки экономической эффективности. Цель исследования: разработка актуального метода оценки экономической эффективности системы защиты информации на основе модели экономически эффективного функционирования системы. Методы: оценка экономической эффективности определяется аналитической и математической моделями лингвистического описания эффективной системы защиты. На их основе строится метод из 9 последовательных этапов оценивания. Он реализует организационный и математический алгоритм, основанный на методе анализа иерархий. Результаты: в статье приводятся результаты проектирования лингвистической модели в виде неориентированного графа подбора подсистем, требований и средств защиты информации для обеспечения максимальной экономической эффективности системы. Новизна подхода заключается в осуществлении предварительного расчёта результатов метода оценки экономической эффективности. Совместно с моделью, проведено проектирование метода оценки. Разработанный метод получил апробацию на реальном объекте защиты, с его помощью были получены достоверные показатели эффективности системы защиты информации. Результатами моделирования являются данные экономической эффективности, степени риска для информационной системы, а также параметры модели, дающие словесное описания параметров эффективной системы защиты, в том числе коэффициент защищенности. Практическая значимость: разработанный метод испытан и применен в рамках улучшения показателей системы защиты на объекте - коммерческом предприятии Пермского края. Также в статье даны рекомендации по применению метода в организационных мероприятиях по защите информации. Более того, авторами обозначены пути развития метода оценки экономической эффективности в виде многокритериального подхода.