2022 № 2 Сучасні інформаційні системи

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/65928

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 13 з 13

Development of the double-contour protection concept in socio-cyberphysical systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Pohasii, Serhii; Milevskyi, Stanislav; Tomashevsky, Bohdan; Voropay, Natalya
The rapid development of mobile Internet technologies LTE (Long-Term Evolution) not only predetermined the further development of cyber-physical systems, which are based on the synthesis of technologies of classical computer systems and LTE technologies, as well as integration with Internet-of-Things technologies. As a result, the emergence of sociocyberphysical systems predetermines further development based on this integration. The creation of mesh- and sensor networks also allows the development of smart technologies and systems based on their conglomeration. The development and creation of a quantum computer, on the one hand, will make it possible to make a technical breakthrough in computing resources, use artificial intelligence, and on the other hand, it can lead to "chaos" in ensuring the security of modern technologies and systems. So, based on the algorithms of Shor and Grover quantum cryptography, symmetric cryptosystems based on traditional cryptography algorithms, as well as asymmetric cryptosystems, including systems based on elliptic curve cryptography, can be broken. The paper proposes to use a new approach to building security systems based on the concept of internal and external security contours. At the same time, security contours of continuous business processes are considered. This approach provides an objective assessment of the current state of security of the socio-cyber system as a whole.
Development of the methods for calculating the main indicators of heat islands in urban areas
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Bekirova, Lala; Mammadova, Esmira; Bunyatova, Elvira
The article is dedicated to the methods developed to calculate the main parameters of "heat is lands" that appear in densely built-up urban area. Although remote sensing imaging is ideally used to track and detect frequent land cover changes in urban and surrounding areas as a result of sustainable urbanization and to calculate key parameters of "heat islands" seen in densely populated urban areas, satellite imagery is digitally manually The transformation of a parametric image into a land cover map using existing methods of classification is a long process, and therefore methods are proposed to determine the main indicators of the impact of "heat islands" in urban areas. A modified building density index has been formulated, which is highly informative, involving: (a) the proposed index reaches an extremum when the known building density index BDI and NDVI are equalized, (b) when the specified maximum is reached, it is easy to calculate the LST indicator using the known regression dependences of BDI and NDVI from LST. The method has been developed to calculate the area of "heat islands" on the base of the equivalent radius calculation using the known dependence function of the building density on the distance to the center of the urban area. Our study shows that the distribution of buildings and the slope of the relief affect the surface temperature (LST), in addition, the ratios of different LSTs vary in cities of different sizes, and each city has a temperature difference in LSTs, so the urban heating island To reduce the impact, it is important to identify the characteristics of the thermal environment in cities of different sizes. Urban greening is increasingly valued by cities around the world as an effective measure to reduce the negative effects of the urban heating islands, with different numbers and types of landscape dimensions, different statistical methods used in different surveys, as well as metric scale dependence and contextual differences between cities and we can overcome these challenges by conducting comparative research on time and space using a consistent methodology.
Mathematical apparatus for modeling of the propagation the magnetic field electric machines with a given accuracy
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Levchenko, Larysa; Glyva, Valentyn; Burdeina, Nataliia
The problem of modeling the propagation local magnetic fields and spatially dispersed sources is large errors compared to field measurements. An important aspect of dequate modeling is the use of the correct mathematical apparatus. It is shown that in order to obtain reliable models of the propagation magnetic fields around electrical machines (generators, electric motors of different power, geometric dimensions and poles), it is advisable to apply the Gauss equation for a scalar potential. The solution of the equation in polar coordinates makes it possible to take into account not only the fundamental, but also other harmonics of the magnetic field (dipole, quadrupole, octupole). This allows, depending on the number of spatial harmo nics taken into account, to obtain a model with the required accuracy (error) for predicting the magnetic field strength at any point around the machine. It is considered in the paper that an electronic machine is an object of base radius R0. The present ed approach makes it possible to nambiguously determine the location of zero field points at a distance from the source (for a quadrupole source and zero field lines, for an octupole source). The results of modeling and their verification by full - scale me asurements for the most common four - pole machines (quadrupole source) are presented. The main task of modeling the propagation the magnetic field of such sources is to ensure the required accuracy based on the goals of modeling. It is shown that the modeling accuracy and the presence of zero field points are due to different field levels near the electrical machine housing for different harmonics. The dipole harmonic at the cabinet is 20% of its own harmonic. But it falls more slowly with distance. This necessitates taking into account a different number of harmonics depending on the value of the ratio R0/R, R is the distance to the point of determining the field strength from the source. Therefore, with the ratio R0/R=2/3, the eighth harmonic is essential. At R0/R=1/5, already the fourth spatial harmonic can be neglected. Such data allow you to choose a rational number of harmonics. This reduces the amount of calculations and simplifies the process of odeling the propagation of the magnetic field around the source.
Methods of compensation of microbolometer matriсes self-heating in the processing of thermal images
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Zuev, Andrey; Ivashko, Andrey; Lunin, Denis
The sources of noise and artifacts arising during thermal imaging and the methods for thermal images filtering, including methods specific for processing of images generated by infrared sensors, are considered. In particular, distortions caused by the process of microbolometrer matrices self-heating due to internal and external heating sources and the methods for compensating such distortions are studied. The purpose of the study is to create a mathematical model of a bolometric matrix self-heating based on heat transfer equations and to develop an algorithm for suppressing of distortions introduced into thermal images by self-heating. The exponential models describing the propagation of heat in the microbolometer matrix are proposed and it is shown that the coefficients of the models after logarithming can be determined by the least squares method. For real thermal images, the coefficients of the model are determined, and situations are considered when the base temperature of the object is known and when it is necessary to restore it, and modifications of the exponential model in the form of an exponent from a complete and incomplete square are proposed. Computer simulation of the proposed distortion compensation algorithm has been carried out, a set of thermal images before and after processing has been presented, and a quantitative estimation of the degree of noise suppression caused by heating of bolometric arrays has been obtained. Based on the results of the work, it was determined that the exponential model provides a sufficient degree of closeness of the experimental and theoretically predicted temperature data, and the degree of difference between the data and the model was estimated. Recommendations are developed for the application of the proposed methods at known and unknown base temperature of the matrix. Proposals have been developed for further improving the mathematical model, including the situation of temperature changes over time, and for improving the efficiency of self-heating noise suppression algorithms.
Modeling of mobile robot with obstacle avoidance using fuzzy controller
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Khudaverdiyeva, Mahabbat
This paper presents the modeling of a robot's navigation using ultrasonic sensors under uncertainty. The robot tries to avoid obstacles by using the fuzzy logic controller to process the data coming from three ultrasonic sensors. To assess the performance of fuzzy logic optimized robot navigation controller with ultrasonic sensors, which measure the distance by calculating the time spent on the object and its return, the obstacles are placed in front of, left, and right of the robot. Mamdani fuzzy reasoning system is used for the designed controller for its intuitive properties and fewer setting parameters which reduces the amount of time spent on the programming of the controller. 25 rules are considered to cover a robots possible interactions with obstacles. For an easy understanding of navigation architecture and rapid algorithm implementation, in this paper, a MATLAB simulation framework is developed. MATLAB/Simulink is one of the best simulation tools required to design the architecture and verify algorithms with realtime constraints. Result ant models of the fuzzy optimized controller demonstrate the superior performance of the fuzzy logic controller with high adaptability to the environment while maintaining a sufficient level of accuracy. The designed fuzzy controller can be used in microprocessor/microcontroller-based robots owing to easiness in implementation and coding.
Modeling the process of two-factor authentication
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Rezanov, Bohdan; Kuchuk, Heorhii
The relevance of research. Authentication is the process of confirming the authenticity of an object or subject of interaction in an information network by a presented identifier. Usually only one factor is used. However, most information security incidents occur due to the use of one factor. The easiest way to create an extra layer of security for accounts is to use two-factor authentication using 2FA programs. In this case, an additional step occurs, which increases the user authentication time and creates an additional load on the network. Thus, there is a need to create an additional layer of security for accounts in the "Active Directory" directory service without using an additional component on the target system and an additional step in the authentication process, thereby making the authentication process itself simpler and more responsive to the user. The purpose of the article is to develop a model of the two-factor authentication process, which will allow comparison of different approaches to its implementation. Research progress. The proposed model consists of three components: a system submodel, a threat submodel, and a security properties submodel. The analysis performed showed the advantages of using the PERT method for this problem. The simulation of the authentication process was carried out using a third-party service for checking the second factor (DUO) and the proposed method. The final PERT-diagrams are formed. A comparative analysis of these methods in terms of authentication speed was carried out. Conclusion. The developed model makes it possible to assess the quality of two-factor authentication by the selected parameter with a sufficient degree of accuracy. In particular, the proposed method showed more preferable results in terms of authentication speed compared to conventional methods.
On the stability of the stabilized motion of a carrier rocket with a liquid-propellant jet engine and an onboard digital computer in the stabilization loop
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Aleksandrov, Eugene; Aleksandrova, Tetiana; Kostianyk, Iryna; Morgun, Yaroslav
The problem of choosing the values of the variable parameters of the digital stabilizer of the cosmic stage of a carrier rocket with a liquid-propellant jet engine and an onboard digital computer in the stabilization loop, which ensures stable movement of the stage along the entire active section of the flight trajectory, is considered. The effect of the stabilizer quantization period on the stability region of a closed-loop stabilization system is considered. It is recommended to choose the intersection of stability regions corresponding to uniformly distributed moments of time along the active section of the stage flight trajectory as acceptable values for the variable parameters of the stabilizer of a non-stationary stabilization object.
Research of the possibilities of the С# programming language for creating cybersecurity analysis software in computer networks and computer-integrated systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Pashynskykh, Vladyslav; Meleshko, Yelyzaveta; Yakymenko, Mykola; Bashchenko, Dmytro; Tkachuk, Roman
The object of research in the article are the tools and capabilities of the C# programming language for the implementation of cybersecurity analysis software in local computer networks and computer-integrated systems. The relevance of the study is due to the importance of information security of computer and computer-integrated systems in government, military-industrial complex, private business etc., and due to the importance of training cybersecurity professionals in higher education to consider teaching examples in popular programming languages. The goal of the work is to research the possibilities of the C# programming language for the development of software that analyzes cybersecurity in local computer networks and computer-integrated systems. The tasks to be solved are: to develop software for scanning network device ports in computer networks and computer-integrated systems for information security audit, using tools and libraries of the C# programming language, to research the benefits and possibilities of using this programming language for this task. Research methods: theory of computer networks, object-oriented programming, theory of algorithms and data structures, theory of software testing. Conclusions. In this paper the possibilities and advantages of the C# programming language for developing cybersecurity analysis software for computer and computer-integrated systems were explored. In the course of work software that analyzes information security in local computer networks and computer-integrated systems was developed. This software can be used for educational purposes in learning the C# programming language and cybersecurity of computer systems. The developed software has the potential to be further improved and applied in various fields to test the cybersecurity of local computer networks and computer- integrated technologies.
Temporal representation of the essences of the subject area for the construction of explanations in intelligent systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Chalyi, Serhii; Leshchynskyi, Volodymyr
The subject of research in the article is the processes of constructing explanations in intelligent systems using causal relationships. The aim is to develop a representation of the entities of the subject area, taking into account the temporal aspect in order to represent the binary relations in time between the properties of the same entity. The construction of temporal relations between the properties of entities makes it possible to determine the probabilistic causal relationships between the states of these entities and use these dependencies to form explanations for the implemented decision-making process in the intelligent system, taking into account possible alternatives. Tasks: structuring the objects of the subject area, taking into account their essential properties for the decision-making process, including temporal; definition of classes of essences of subject area; determination of equivalence classes of entities of the subject area taking into account changes in the properties of these entities over time; development of a temporal model of representation of essences of subject area for construction of explanations in intellectual systems on the basis of definition of dependences in time between properties of essences. The approaches used are: set-theoretic approach, which is used to describe the classes of entities and classes of equivalence of entities of the subject area; linear temporal logic, which provides a representation of the relationship between entities in the temporal aspect. The following results were obtained. The structuring of the objects of the subject area is performed taking into account their properties, which are used in the decision-making process in the intellectual system; defined classes of entities; the classes of equivalence of entities of the subject area are defined as a kind of class of entities with the same values of key attributes, which makes it possible to take into account changes in these values over time; a temporal model of representation of the essences of the subject area is developed, which takes into account their static, dynamic properties and properties of time. Conclusions. The scientific novelty of the results is as follows. An equivalence class for entities is distinguished, which contains entities with the same key static properties and different dynamic properties considering the time of their change, which allows to reflect changes in the state of the entity in the decision-making process in the intelligent system. The temporal model of representation of essences of subject area which contains classes of equivalence of essences, and also temporal communications between properties of elements of these classes is offered. The selection of classes of equivalence of entities makes it possible to present the decision-making process in the intellectual system in the form of a sequence of temporal connections between the properties of entities of the subject area, and to form on this basis casual relationships between states of entities.
Метод забезпечення надійності підключення вузлів до інформаційно-комунікаційної системи підприємства на базі 5G
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Смірнова, Тетяна Віталіївна
Об'єктом дослідження є процес побудови хмарної інформаційно-комунікаційної системи автоматизації виробничих процесів. Предметом дослідження є метод забезпечення надійності підключення вузлів до інформаційно-комунікаційної системи підприємства на базі 5G. Метою даної роботи є підвищення надійності підключення вузлів до інформаційно-комунікаційної системи підприємства на базі 5G. для оптимізації виробничих процесів. У результаті дослідження були розглянуті поняття, що характеризують надійність розподілених інформаційнокомунікаційних мереж 5G. Було формалізована постановка синтезу функціонально стійкої структури розподіленої інформаційно-комунікаційної мережі 5G підприємства Також було розроблено метод планування мережі 5G для автоматизації виробничих процесів підприємства, що полягає в послідовному забезпеченні проектування покриття радіомережі із визначення місця розташування кожної базової станції з використанням оптимізованої моделі оцінки втрат потужності радіосигналу на шляху розповсюдження з урахуванням обмежень по мінімальній пропускній здатності, кількості підключень та надійності та побудови комунікаційного транспортного сегменту із визначенням оптимального місцезнаходження кросових приміщень. Висновки. Розроблений метод надає змогу проводити планування оптимальної структури стільникової мережі 5G для оптимізації виробничих процесів, оцінювати та зменшувати сукупні витрати на побудову мережі, при цьому забезпечуючи необхідні показники якості обслуговування вузлів мережі та її надійності.
Метод контролю частоти власних коливань для визначення ваги тіла космонавта і малої ваги в умовах невагомості
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Коломійцев, Олексій Володимирович; Комаров, Володимир Олександрович; Дмітрієв, Олег Миколайович; Пустоваров, Володимир Володимирович; Олійник, Руслан Михайлович
В статті проведено аналіз існуючих основних методів визначення ваги тіла космонавтів і об'єктів малої ваги в умовах невагомості та розкрито їх особливості застосування. Найбільш зручним і перспективним способом визначення інерціальної ваги тіла в умовах невагомості вважається використання різного роду осциляторів та приладів, що дозволяють вимірювати параметри тіла космонавта (об'єктів малої ваги приладів тощо), яке коливається. Можливо використовувати залежність періоду коливань пружини від ваги закріпленого на ній тіла космонавта тощо. Розглянуто вимірювач ваги "ИМ-01М", його технічні характеристики, склад та принцип дії. Такий вимірювач можливо доповнити системою зважування космонавтів (астронавтів) за методом Кармело Велардо, який дозволяє отримати данні про глибину об'єкту вимірювання (форму і розміри космонавта та його рухи). Об'єктом дослідження є осцилятори та прилади, що дозволяють вимірювати параметри тіла космонавта і об'єктів малої ваги, які коливаються. Предметом дослідження є математичний апарат щодо визначення частоти власних коливань динамічної системи. Метою наукової роботи є розробка методу контролю частоти власних коливань для визначення ваги тіла космонавта і об'єктів малої ваги в умовах невагомості. Висновки. Запропоновано метод визначення ваги тіла космонавтів і об'єктів малої ваги в умовах невагомості та його реалізацію за зміною частоти власних коливань. Представлено аналітичні вирази для розрахунку частоти власних коливань динамічної системи та відповідні графіки. Розроблено пружно-ваговий пристрій для проведення вимірювань. Приведено схемо-технічне рішення пристрою, розкрито його склад і принцип дії. Пристрій спроможний визначити вагу об'єкта контролю та його стан (неоднорідність, наявність рідкого наповнювача, частин, що коливаються тощо).
Моделі машинного навчання для передбачення кількості захворілих на COVID-19 в Україні та Індії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Хорошун, Ганна Миколаївна; Рязанцев, Олександр Іванович; Коверга, Марк Олександрович; Покришка, Сергiй Анатолiйович
Побудовані моделі передбачення кількості захворілих на COVID-19 з використанням методів машинного навчання. Побудовані моделі навчались на даних зібраних з різних офіційних джерел, включаючи Всесвітню Організацію Здоров'я, з початку епідемії до теперішнього часу. Для навчання моделей передбачення кількості захворілих на COVID-19 обрано Україну та Індію. Методами, що надали високу точність прогнозу для існуючих даних, виявились алгоритми лінійної регресії для України та градієнтного бустингу для Індії. Аналіз даних проводився за допомогою мови програмування Python, з використанням бібліотеки Sklearn, яка побудована на основі SciPy (Scientific Python). Крім того, використовувалась бібліотека алгоритму градієнтного бустингу XGboost. Для розробки моделі обрано багатофакторне прогнозування часових рядів з використанням у якості предикаторів запізнення часового ряду. Визначено характеристики, що враховуються при навчанні моделі, а саме: дата початку події, день тижня, номер тижня, місяць та інші. Проведено аналіз щодо визначення впливу цих параметрів на якість навчання моделі. Оцінені похибки моделей та точність прогнозу з найкращими показниками 0.83 для Україн и та 0.75 для Індії. Побудовані моделі дозволяють передбачати епідеміологічну ситуацію в майбутньому, координувати дії у різних галузях охорони здоров'я та проводити обґрунтовані превентивні заходи на державному рівні.
Системний аналіз інформаційно-аналітичного забезпечення органів адміністративного управління
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Триснюк, Тарас Васильович; Триснюк, Василь Миколайович; Курило, Анатолій Васильович; Голован, Юрій Миронович; Пащенко, Євген Юрійович
Актуальність. Роботу присвячено вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми в галузі інформаційних технологій – аналізу систем інформаційно-аналітичного забезпечення у сфері адміністративного управління з урахуванням вимог комплексності, підтримки прийняття управлінських рішень на базі знання – орієнтованих засобів, а також інтеграції систем інформаційно-аналітичного забезпечення з дотриманням інтероперабельності. Результати. Проведена деталізація функцій органів адміністративного управління та особливостей діяльності в сучасних умовах, яка показує, що як основний засіб в підготовці рішень розглядається інформаційний простір, що, у свою чергу, потребує створення національної системи інформаційних ресурсів та відповідної електронної інфраструктури країни. Побудовано концептуальні структури органу управління та запропонована модель інформаційно-аналітичної діяльності в органі управління, для забезпечення розв’язування проблем інформаційно-аналітичної діяльності. Науковими результатами досліджень є основи нової теорії ситуаційного регулювання технологічних процесів в органі управління при автоматизованій обробці інформаційних потоків, застосування поняття "виконавчої обов'язковості" з реалізацією відповідної політики, теорія обробки інформаційних документальних потоків як складова теорії телетрафику, моделі дослідження специфіки інформаційного навантаження автоматизованої системи в стаціонарному режимі. На підставі цих парадигм визначено можливість побудови комплексних корпоративних систем на базі апробованих рішень, при цьому складовими загальної методології використання інформаційних технологій мають бути чинники, отримані в результаті наших досліджень.