Розподілена комп’ютеризована система моніторингу польотної інформації

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

РОЗПОДІЛЕНА КОМП'ЮТЕРИЗОВАНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ПОЛЬОТНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти

ХОЛЯВКІНА ТЕТЯНА ВОЛОДИМИРІВНА

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор, Віноградов Микола Анатолійович, Національний авіаційний університет, професор кафедри комп'ютерних інформаційних технологій.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор,

Савченко Юлій Григорович,

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», професор кафедри звукотехніки та реєстрації інформації;

кандидат технічних наук, доцент,

Герцій Олександр Анатолійович,

Державний економіко-технологічний університет транспорту, доцент кафедри телекомунікаційних технологій та автоматики.

Захист відбудеться "05"квітня 2011 р. о 13⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.820.04 в Державному економіко-технологічному університеті транспорту за адресою: 03049, м. Київ, вул. М. Лукашевича, 19.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Державного економіко-технологічного університету транспорту за адресою: 03049, м. Київ, вул. М. Лукашевича, 19.

Автореферат розісланий "3" березезня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О. В.Шевченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

безпека політ мережа запит

Актуальність теми. Сучасні системи контролю, моніторингу, аналізу і управління безпекою польотів побудовані за «острівним» принципом. Кожна авіаційна компанія, за вимогами ІКАО і національних авіаційних адміністрацій, створює власні системи які відрізняються технічними характеристиками, протоколами та інтерфейсами.

Існуюче обладнання є різнорідним і часто недостатньо автоматизованим і комп'ютеризованим, що призводить до затримок, низької достовірності результатів аналізу інформації і, як наслідок, до зниження ефективності керівних рішень.

У рамках глобальної інформаційно-обчислювальної системи безпеки польотів необхідно постійно забезпечувати гарантований рівень достовірності і безпеки на всіх етапах передачі і обробки даних. Необхідно впроваджувати багатошарові (ешелоновані) системи забезпечення збереження інформації.

На будь-якому етапі повітряного руху, зокрема у разі виникнення нештатних ситуацій, мають бути гарантовані своєчасність доставки і цілісність інформації.

Механізми обміну інформацією дозволяють організувати віртуальну приватну мережу.

Актуальним напрямом також є реалізація механізмів передачі, зберігання і доступу до інформації в мережі зберігання даних.

Дослідження методів і процесів передачі, збереження даних в комп'ютерних мережах, розглянуто у роботах вітчизняних і зарубіжних учених - О.С. Вентцель, В.М. Вишневського, А.М. Колмогорова, В.П. Оліфер, Н.А. Оліфер, В. Столлінгса, W. Willinger, D.V. Wilson.

Розроблення захищеної розподіленої системи моніторингу польотної інформації з високим ступенем автоматизації і комп'ютеризації є актуальною науковою задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання роботи пов'язано з реальними потребами галузі комп'ютеризації як на національному, так і міжнародному рівнях. Питання, які розглядаються в дисертаційній роботі, безпосередньо випливають із завдань у сфері науки і техніки, сформульованих у «Концепції розвитку зв'язку та інформатизації України до 2010 року», затвердженої Постановою Кабінету Міністрів України № 223/8 від 09.12.99р.; науково-дослідних робіт відповідно цільової державної науково-технічної програми «Телекомунікаційні системи та інвестиційні ресурси».

Результати дисертаційних досліджень використано у ході виконання науково-дослідних робіт проведених у Національному авіаційному університеті:

«Формування та міжнародно-правове забезпечення національних супутникових мереж. Пошук шляхів та аналіз способів забезпечення частотно-орбітальним ресурсом українського телекомунікаційного геостаціонарного супутника» (шифр Либідь-ГСО/НАУ) на основі державного контракту №440/2006 від 17.11.2006 р. між НАУ та ДП «Укркосмос»;

«Розробка Концепції та Державної цільової програми безпеки польотів та авіаційні правила інформаційного забезпечення системи управління безпекою польотів» на основі договору №137(557-Х08) від 25.07.2008 р. між НАУ та Державною Авіаційною Адміністрацією.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка автоматизованої комп'ютеризованої системи моніторингу польотної інформації.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі необхідно вирішити такі завдання:

розробити багаторівневу ієрархічну структуру Державної мережі обробки польотної інформації;

розробити алгоритм реалізації запитів у розподіленій базі даних і знань (БД і З) безпеки польотів (БП) з логічною оптимізацією, вибором і оптимізацією плану запиту;

виконати аналіз методів виявлення і локалізації екстремальних ситуацій інформаційно-обчислювальній мережі обробки та зберігання даних БП, вивести загальні вирази для оцінювання ефективності передачі даних БД і З БП, фізичної та інформаційної цілісності системи;

вибрати та обґрунтувати топологію мережі, розробити структуру розподіленої БД і З БП;

розробити метод оцінювання потенційної ефективності розподіленої передачі даних у мережах із гетерогенною структурою;

розрахувати кількісні характеристики виграшу для широкого діапазону умов застосування методів передачі з фрагментацією пакетів даних;

розробити метод оцінки оптимальної кількості фрагментів пакету даних за критерієм «ефективність - вартість».

Об'єктом дослідження є процес моніторингу польотної інформації у спеціалізованій розподіленій інформаційній обчислювальній системі.

Предмет дослідження - математичні моделі та методи обслуговування потоків даних у мережах із гетерогенною структурою системи контролю безпеки польотів.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі застосовувалися методи теорії масового обслуговування, теорії ймовірності та математичної статистики, математичне моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі отримано такі нові наукові результати:

1. Уперше вирішено завдання виявлення і локалізації екстремальних ситуацій в інформаційно-обчислювальній мережі обробки і зберігання даних БП. Виведено спільні вирази для оцінки ефективності передачі даних БД БП, фізичної та інформаційної цілісності системи, що забезпечує гарантований рівень достовірності та безпеки обміну даними.

2. Отримав подальший розвиток метод реалізації запитів у розподіленій БД БП із логічною оптимізацією, вибором і оптимізацією плану запиту, що дозволяє спростити завдання оптимізації і функціонування розподіленої БД, а також побудову оптимізаторів із гнучкою структурою.

3. Уперше розроблено метод вибору оптимальної кількості фрагментів пакету у ході розподіленої передачі, за якої не тільки підвищується швидкість передачі, а й безпека обміну даними, їх цілісність та конфіденційність.

Практичне значення одержаних результатів дисертаційної роботи визначається тим, що теоретичні результати та висновки доведені до конкретних алгоритмів, структурних та функціональних схем, та полягає в такому:

1. Розроблені методи та алгоритми зведені до конкретних структур, які можна реалізувати при встановленні та модифікації мережного обладнання.

2. Методи оптимізації запитів у розподіленій базі даних, фрагментації пакетів для підвищення надійності передачі даних придатні до застосування у широкому колі мереж загального та спеціального призначення при відповідних модернізаціях та масштабуваннях розподілених баз даних.

3. Обґрунтовано можливості реалізації методів захисту інформації апаратними чи програмними засобами під час організації багаторівневої системи захисту.

Отримані результати теоретичних і експериментальних досліджень, виконаних автором, були впроваджені у Національному авіаційному університету і стосуються аналізу стану та перспектив розподілу частотно-орбітального ресурсу, а також визначення ризику для експлуатації ТК «ПС - екіпаж - середовище», як частоти виникнення небезпечної ситуації, що підтверджено відповідними актами про впровадження.

Результати дисертаційних досліджень застосовуються в навчальному процесі Національного авіаційного університету на кафедрі комп'ютерних інформаційних технології під час проведення лекцій, лабораторних, практичних і науково-дослідних робіт студентів, з навчальної дисципліні «Комп'ютерні мережі».

Особистий внесок здобувача. Наукові результати, що складають основний зміст дисертаційної роботи, отримані автором самостійно. За результатами наукових досліджень опубліковано п'ять одноосібних робіт. У роботах, виконаних у співавторстві, здобувачеві належить:

[3] - метод підвищення ймовірності обчислення оцінок із урахуванням регіональних особливостей парку та умов експлуатації повітряних суден; [5] - алгоритм обробки польотних даних для цілей управлінні безпекою польотів; [6] - метод оцінки потенційної ефективності розподіленої передачі даних у мережах з гетерогенною структурою.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на наукових семінарах кафедри комп'ютерних інформаційних технологій Інституту комп'ютерних технологій Національного авіаційного університету (м. Київ, Україна, 2006 - 2009 рр.), на міжнародних конференціях, а саме: на Міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні проблеми обробки польотної інформації» (м. Київ, Україна, 2008 р.), IX міжнародній науковій конференції студентів і молодих учених «Політ» (м. Київ, Україна, 2009 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковано у 8 наукових працях, серед яких 6 - у фахових наукових виданнях України [1-6] і 2 - у матеріалах конференцій [7;8].

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел з 96 найменувань, 3 актів упровадження, 32 рисунків - всього на 126 сторінках. Основний текст дисертації викладено на 114 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність і доцільність обраної теми, запропоновано методику наукового дослідження, сформульовано мету та завдання роботи, зазначено практичну цінність, наукову новизну, показано зв'язок роботи з науковими темами, планами, програмами, наведено відомості про апробацію результатів і їх упровадження.

У першому розділі проаналізовано Концепцію безпеки польоту в цивільній авіації. Відповідно Концепції в кожній державі необхідно створити державну програму з безпеки польотів (БП). Основною частиною програми з безпеки польотів є система збору польотних даних про події, які створюють або можуть створити загрозу для експлуатації повітряного судна. Ця система надалі має використовуватися у процесі створення державної бази даних.

Існуюча база даних використовується тільки для накопичення статистики, а не як джерело інформації для запобігання небажаних подій які відбувалися раніше, і зменшення ризику до прийнятного рівня у ході експлуатації повітряних суден. Відсутній взаємозв'язок між авіаційними компаніями, регіональною і державною базами даних.

У процесі створення наземної комп'ютеризованої системи обробки та аналізу польотних даних мають виконуватись завдання, які передбачені державними та міжнародними авіаційними правилами. При цьому структура обладнання автоматизованого робочого місця для обробки інформації бортових параметричних і мовних реєстраторів має відповідати передбаченим вимогам і допускати можливості періодичної модернізації.

Раніше створені засоби управління повітряним рухом переважно застарілі та майже виробили свій ресурс. Тому виникла необхідність створення, розробки та упровадження нових систем. Ці системи мають будуватися на базі стандартних обчислювальних засобів із використанням засобів відображення широкого застосування та стандартних засобів системного і загального програмного забезпечення.

У першому розділі поставлено загальну мету дослідження та завдання, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети.

У другому розділі досліджено систему збору та обробки польотної інформації. При організації розподіленої бази даних безпеки польотів виникає дві пов'язані між собою задачі: забезпечення передачі даних із необхідною якістю і достовірністю та захист від несанкціонованого доступу. Ці задачі необхідно вирішувати комплексно.

Для управління безпекою польотів і обробки позаштатних ситуацій необхідно застосовувати систему управління зі змінними параметрами і метод багаторівневої оптимізації запитів у розподіленій базі даних.

У розділі розглянуто модифіковану модель рубежів захисту на основі вкладених екранів. Тільки після подолання всіх рубежів зловмисник може проникнути всередину БД БП. При цьому поставлена умова гарантованої локалізації спроби несанкціонованого доступу за час подолання всіх рубежів захисту (рис. 1).

Рис. 1. Типовий графік подолання рубежів захисту

У дисертаційній роботі запропоновано метод оцінки характеристик системи захисту мережі, отримано вирази для перехідних ймовірностей:

(1)

де - середній час подолання -го рубежу захисту.

Спільне рішення для ймовірності стану системи:

 (2)

Використовуючи рівняння і беручи до уваги властивості цього процесу, можна обчислити математичне сподівання і дисперсію часу досягнення подолання системи захисту:

, (3)

Для побудови захищеної і швидкодіючої системи обміну інформацією на основі розподіленої бази даних і знань (БД і З), необхідно оптимізувати як структуру власне БД, так і структуру запитів, що циркулюють зверху вниз і знизу до верху.

Структурну схему системи збору та обробки інформації показано на рис.2. Важливою особливістю системи є наявність підсистеми обробки - розпізнавання типів екстремальних ситуацій. Обробка здійснюється в регіональній БД і З. Периферійні БД відіграють роль проміжних накопичувачів.

Система має структуру типу «віртуальної зірки». Центральна таблиця БД і 3 та периферійні таблиці БД кожного з фрагментів є змінними. По-перше, вони оперативно створюються і заповнюються даними, що надходять від елементів БД БП. По-друге, за результатами обробки, відповідно до закладених алгоритмів, здійснюється модернізація цих таблиць.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Структурна схема системи збору та обробки інформації

Відповідно до запропонованої структури і параметрів БД і З складений алгоритм обробки запитів з оптимізацією плану виконання запиту (рис. 3).

У процесі доступу до БД запит формується відповідною мовою -(у нашому випадку SQL). Потім запит піддається лексичному і синтаксичному аналізу. У результаті виробляється його внутрішнє представлення, і запит перетворюється в алгебраїчну форму.

Подальші етапи оптимізації плану і виконання запиту виконуються з використанням форми алгебри. При цьому спрощуються завдання оптимізації і взагалі функціонування розподіленої БД завдяки уніфікації і відносній простоті мови реляційної алгебри. Полегшується також вирішення завдань побудови оптимізаторів із гнучкою структурою.



Рис. 3. Алгоритм обробки запитів

У третьому розділі наведено рекомендації щодо структурної організації корпоративної обчислювальної мережі автоматизованої системи управління повітряним рухом (АС УПР) як системи критичного застосування, отриманих на основі результатів математичного моделювання, експериментальних досліджень і теоретичного аналізу. Розроблено і запропоновано багатошарову структуру магістральної мережі АС УПР. Ця структура дозволяє максимально розвантажити операторів, а також швидко адаптуватися до зміни ситуації і перерозподілити обчислювальні та мережні ресурси.

На основі приведених міркувань структуру корпоративної мережі АС УПР можна подати у вигляді магістральної мережі (рис. 4).

Рис. 4. Магістральна мережа АС УПР

До магістральної мережі (backbone або core network), підключаються через мережі доступу багатосегментні мережі окремих аеродромів або районів. Така структура, внаслідок своєї простоти і можливостей нарощування та модернізації, практично застосовується в будь-яких великих мережах. Магістральна мережа - АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - мережа на основі оптоволокна, а локальні обчислювальні мережі і мережі доступу, доцільно будувати на оптоволоконних кабелях або на витій парі.

Потрібно відзначити, що в оптичних технологіях порівняно з технологіями на мідних кабелях, пристрої комутації та буферні запам'ятовуючі пристрої дорожчі. Тому, такі високошвидкісні підмережі потрібно використовувати на відповідальних ділянках (у мережах управління, обробки конфліктних ситуацій і т.д.).

Автоматизоване робоче місце (АРМ) диспетчерів і керівників, є основним термінальним устаткуванням інформаційно-обчислювальної структури. На основі концепції аеронавігаційної системи «Євро контролю», для зниження завантаження операторів АС УВС планується масове впровадження АРМ.

Через локальну обчислювальну мережу АТМ різного призначення зв'язуються між собою за однією з базових технологій. Найчастіше використовуються і застосовуються базові технології Ethernet, наприклад, таких модифікацій як: стандартний 10 Мбіт/с, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Локальна обчислювальна мережа аеродромно-районної АС УПР (АРАС УПР), є типовим «острівцем» корпоративної мережі. Ця мережа включає бази даних і знань (рекомендації і обґрунтування описані в другому розділі), універсальні і спеціалізовані обчислювачі, а також набір АРМ операторів. Між АРМ необхідні рішення з міжсегментного та внутрішнього трафіку, а також між обчислювальними мережами сусідніх районів.

Під поняттям рішення розуміється структуризація мереж із загальним середовищем, що розділяється. Їх обслуговують системи критичного застосування, і системи реального часу.

Зважаючи на викладене, а також результати попередніх дисертаційних досліджень, розроблено структурну схему обчислювальної мережі та набору АРМ диспетчерів АРАС УПР.

У четвертому розділі розраховано кількісні характеристики виграшу для широкого діапазону умов застосування методів передачі з фрагментацією пакетів даних.

Умовну схему процесу розбиття пакету даних для заявки на послугу та напрями окремих фрагментів на різних ОП, показано на -рис. 5.

Відзначимо, що потік заявок інтенсивністю ділиться на потоків з середніми інтенсивностями , тому задача обслуговування спрощується. Кожен фрагмент пакету може не містити окрему фазу послуги (або ціле число фаз), хоча такий спосіб фрагментації є найбільш логічним.

При цьому число фаз послуги в різних фрагментах пакету не обов'язково має бути однаковим.

Припустимо, що пакет складається з елементарних (неподільних, атомарних) фрагментів з загальним числом N . Безумовна ймовірність виконання прийому фрагментів

(4)

де - апріорна ймовірність виконання прийому n-го фрагмента; - умовна ймовірність виконання прийому n-го фрагмента за умови успішного виконання прийому попередніх (n-1) фрагментів.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Процес фрагментації, обслуговування і об'єднання фрагментів пакету

Без утрати спільності можна припустити, що

. (5)

Тоді ймовірність, що накопичується під час виконання прийому є показова функція кількості атомарних етапів:

(6)

Відповідно, ймовірність спотворення m пакетів із загальної кількості числа M пакетів дорівнює , а ймовірність спотворення всього інформаційного повідомлення, що складається з M коротких пакетів:

. (7)

У разі збільшення числа M (теоретично - до величини L ) ймовірність прагне до величини

. (8)

Приведені результати розрахунків ймовірності повторних передач унаслідок спотворення хоча б одного символу в початковому пакеті довжиною 576 байт і у фрагментованих пакетах (рис. 6.1., 7.3) і перевагу в ймовірності спотворення при фрагментації (рис. 6.2., 7.4).

Фрагментація на пакети по 53 байти
Рис. 6.1. Залежність ймовірності спотворення пакетів від їх довжини	Рис. 6.2. Виграш у ймовірності спотворення при фрагментації
Фрагментація на пакети по 270 байт
Рис. 7.3. Залежність ймовірності спотворення пакетів від їх довжини	Рис. 7.4. Виграш у ймовірності спотворення при фрагментації

Таким чином, - ймовірність спотворення не фрагментованого пакету, - ймовірність спотворення фрагментованого пакету, - ймовірність спотворення декількох фрагментованих пакетів. Відзначимо, що при фрагментації на більш дрібні пакети перевага зростає.

Графіки залежності ймовірності спотворення символів у пакетах залежно від коефіцієнта фрагментації за різних апріорних ймовірностей спотворень окремого символу, показано на рис. 8.

Рис. 8. Залежність ймовірності спотворення пакету від коефіцієнта фрагментації	Рис. 9. Розкид часу доставки фрагментів різної довжини

Для уточнення моделі приймемо максимальне значення

,

де - середньоквадратичне відхилення часу доставки.

Типову залежність від довжини фрагмента показано на рис. 9.

На першій ділянці (короткі фрагменти) розкид зумовлений різною політикою обробки пакетів різної довжини в транзитних вузлах. Для фрагментів середньої довжини (друга ділянка) розкид зумовлений переважно параметрами вузлів мережі комутації і маршрутизації. Зменшення розкиду на третій ділянці цілком логічно зумовлене зменшенням кількості фрагментів до передачі без фрагментації (падіння до нуля).

Для розрахунку вибрано досліджений раніше показник - ймовірність спотворень і повторних передач, а також функції затримки і вартості. Графіки часткових показників і результуюча функція ефективності фрагментації (для наочності вибрана функція, зворотна коефіцієнту ефективності). Як видно, мінімум досягається при коефіцієнтах фрагментації від 10 до 15, що відповідає діапазону розбиття початкового пакета довжиною 576 байт на короткі пакети завдовжки від 40 до 60 байт.

У ході виконання розрахунків за попередньою методикою, не враховувалися такі чинники, як затримка обробки в обслуговуючих приладах (ОП), витрати на фрагментацію і плата за використання декількох ОП (можливо, що належать різним операторам). Крім того, було обрано недостатньо реалістичну модель (довжина фрагмента прямує до нуля, що є неможливим). Відсутній облік втрат часу t_ож на очікування фрагментів і t_об - об'єднання фрагментів у пристрої дефрагментації.

У ході розбиття пакету даних на окремі фрагменти, і розподілі цих фрагментів на різні обслуговуючі прилади (маршрути), досягається суттєвий виграш в ефективності обслуговування - від 10 до 100 дБ залежно від величини коефіцієнта фрагментації.

Крім того, пом'якшуються вимоги до якості ліній передачі даних - навіть при достатньо високій ймовірності спотворень окремих символів у пакеті результуюча ймовірність спотворень і повторних передач залишається в допустимих межах. З урахуванням витрат на розподілене обслуговування - фрагментацію і збір пакетів - визначений діапазон ефективної фрагментації - розбиття пакету на 10 - 12 коротких фрагментів. При цьому виграш в ефективності обслуговування досягатиме 35 - 40дБ.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розроблено структуру бази даних і знань БП, а також структуру автоматизованого робочого місця для обробки інформації бортових параметричних і мовних реєстраторів. Удосконалено інформаційно-обчислювальну мережу автоматизованої системи управління повітряним рухом.

Для роботи конкретизована архітектура ANSI-SPARC шляхом розбиття трирівневої архітектури на п'ять шарів і деталізації системи управління базами даних і знань. Для оцінки і порівняльного аналізу різних методів організації доступу до даних використовувався критерій «ефективність - вартість».

Досліджено залежність необхідного об'єму буферної пам'яті за умови передачі самоподобного трафіку, а також процес формування сумарних потоків у парціальних каналах спільної мережі передачі даних.

Проведено розрахунки коефіцієнта використання мережі, а також розрахунки зміни залежності пропускної здатності від навантаження мережі.

Основні наукові та практичні результати роботи полягають у такому:

розроблено алгоритм реалізації запитів у розподіленій БД і З БП з логічною оптимізацією, вибором і оптимізацією плану запиту, завдяки чому підвищується швидкість та надійність обробки запитів, особливо у критичних ситуаціях;

проаналізовано завдання виявлення і локалізації екстремальних ситуацій інформаційно-обчислювальної мережі обробки і зберігання даних БП, отримані спільні вирази для оцінки ефективності передачі даних БД БП. Це призводить до зниження помилок у разі виявлення та прогнозування розвитку екстремальних ситуацій;

розроблено метод розподіленої передачі даних у мережах шляхом оптимальної фрагментації пакетів, що дозволяє підвищити швидкість передачі та збереження цілісності даних;

розраховано кількісні характеристики виграшу для широкого діапазону умов застосування методів передачі з фрагментацією пакетів даних, що дає можливість обґрунтованого вибору довжини фрагменту з урахуванням характеристик маршрутів передачі.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Холявкина Т.В. Организация запросов в распределенной системе управления безопасностью полетов / Т.В. Холявкина //Проблеми інформатизації та управління: зб.наук.пр. - К.: НАУ, 2009. - Вип. 4(28). - С. 140 - 143.

2. Холявкина Т.В. Интегрированная система сбора и обработки информации в распределенной системе анализа безопасности полетов / Т.В. Холявкина //Наукові записки УНДІЗ. - 2009. - № 1(9). - С. 51 - 57.

3. Холявкіна Т.В. Статистична обробка даних про показники безпеки польотів повітряних суден України / Т.В. Холявкіна, О.М. Сукач // Проблеми інформатизації та управління: зб.наук.пр. - К.: НАУ, 2009. - Вип. 1(25). - С. 165 - 171.

4. Холявкина Т.В. Анализ возможных путей прогнозирования безопасности полетов с использованием данных объективного контроля / Т.В. Холявкіна // Проблеми інформатизації та управління: зб.наук.пр. - К.: НАУ, 2006. - Вип. 2(17). - С. 122 - 130.

5. Холявкина Т.В. Оценка достоверности обработки полетной информации в автоматизированных информационно-вычислительных системах обеспечения безопасности полетов / Виноградов Н.А., Лесная Н.Н., Холявкина Т.В. // Научный Вестник ГосНИИ: - М: «Аэронавигация», 2007. - № 7. - С. 74 - 79.

6. Холявкина Т.В. Системный анализ прикладных задач распределенной передачи данных / Зиатдинов А.Ю., Толстикова Е.В., Холявкина Т.В. //Проблеми інформатизації та управління: зб.наук.пр. - 2010. - Вип. 3(31). - С. 58 - 64.

7. Холявкина Т.В. Мониторинг в распределенной системе анализа безопасности полетов // «ПОЛІТ: Матеріали ІХ ої- між. нар. наукової конференції студентів та молодих учених». К., 8-10 квітня 2009р. - К.: НАУ, 2009. - 226 с.

8. Холявкина Т.В. Традиционные формы использования записей бортовых регистраторов в новых условиях // Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы обработки полетной информации». К., 27-28 мая 2008г. - 5 с.

АНОТАЦІЯ

Холявкіна Т.В. Розподілена комп'ютеризована система моніторингу польотної інформації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. - Національний авіаційний університет, Київ, 2010.

Дисертаційна робота присвячена розробленню захищеної розподіленої системи моніторингу польотної інформації з високим ступенем автоматизації і комп'ютеризації. Розроблена багаторівнева ієрархічна структура Державної мережі моніторингу польотної інформації, що заснована на організації віртуальної приватної мережі, застосування якої дозволяє здійснювати обмін інформацією між видаленими сайтами негайно. При цьому зберігається висока надійність і безпека, підвищується захищеність трафіку, забезпечується достатня гнучкість при розширенні мережі.

Розроблений метод вибору оптимального числа фрагментів пакету при розподіленій передачі, який передбачає не лише підвищення швидкості передачі, але і безпеку обміну даними, їх цілісність і конфіденційність.

Виконано розрахунки кількісних характеристик виграшу у ймовірності успішної передачі фрагментованих пакетів. У роботі показано, що уточнена модель процесу фрагментації, порівняно з попередніми методиками, дозволяє підвищити точність визначення діапазону оптимальних розмірів фрагментів. Розроблений метод оцінки характеристик та побудови багаторівневої системи захисту, який є більш ефективним для запобігання несанкціонованому використанню комп'ютерних систем і мережних сервісів, ніж існуючі детерміновані методи.

Ключові слова: багаторівневий захист мережі, гетерогенна структура, моніторинг польотної інформації, оптимізація плану запиту, фрагментація пакетів.

АННОТАЦИЯ

Холявкина Т.В. Распределенная компьютеризованная система мониторинга полетной информации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 - компьютерные системы и компоненты. - Национальный авиационный университет, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной задачи разработки защищенной распределенной системы мониторинга полетной информации, с высокой степенью автоматизации и компьютеризации.

По требованиям и рекомендациям ИКАО такая система должна обеспечивать взаимосвязь между элементами структуры, быть надежной, рентабельной и взаимозаменяемой.

В соответствии с этим в работе разработана многоуровневая иерархическая структура Государственной сети мониторинга полетной информации, основанная на организации виртуальной частной сети. Применение которой позволяет осуществлять обмен информацией между удаленными сайтами незамедлительно, при этом сохраняется высокая надежность и безопасность. Гарантируется защищенность трафика, а также достаточная гибкость при расширении сети.

Для повышения уровня безопасности, целостности и конфиденциальности при передачи данных предлагается использовать фрагментацию пакетов данных. В работе разработан метод выбора оптимального числа фрагментов пакета при распределенной передаче, который предусматривает не только повышение скорости передачи, но и безопасность обмена данными, их целостность и конфиденциальность.

В диссертационной работе были выполнены расчеты количественных характеристик выигрыша в вероятности успешной передачи фрагментированных пакетов. В предыдущих методиках при выполнении расчетов не учитывался такой фактор, как задержка обработки в обслуживающих приборах, отсутствовал учет потерь времени на ожидание фрагментов и объединение фрагментов в устройстве дефрагментации. В работе показано, что более точная модель процесса фрагментации позволяет повысить точность определения диапазона оптимальных размеров фрагментов.

Разработан метод оценки характеристик многоуровневой системы защиты, который показал, что этот метод является наиболее эффективным методом предотвращения несанкционированного использования компьютерных систем и сетевых сервисов.

Ключевые слова: гетерогенная структура, многоуровневая защита сети, мониторинг полетной информации, оптимизация плана запроса, фрагментация пакетов.

ABSTRACT

Holyavkina T.V. Distributed computerized system for flight data monitoring. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of the Candidate of Technical Sciences on specialty 05.13.05 - Computer systems and components. - National Aviation University, Kiev, 2010.

The Dissertation is devoted to the development of protected distributed system for flight data monitoring with high level of automation and computerization.

The proposed is multi-level hierarchical structure of State network for flight data monitoring, the algorithm is developed for request realization in distributed Flight Safety Data Base with logic optimization, selection and request plan optimization.

The new method is developed for assessing potential effectiveness of distributed data transfer in networks with heterogeneous structure; quantitative characteristics are calculated for gain in wide range of conditions for application methods of fragmented data bursts; assessments are given for optimal number of data burst fragments upon “cost- efficiency” criterion.

Key words: flight data monitoring, heterogeneous structure, multilayer network protection, packets fragmentation, request plan optimization.

Размещено на Allbest.ru

...