№ 5 (2020)

Цели исследования состоят в разработке и оценке эффективности структуры облачной
платформы хранения, обработки и систематизации медицинских данных, определении метода
защиты, в частности, обеспечения конфиденциальности при передаче и хранении результатов
обследований. Для достижения поставленной цели решаются задачи анализа существующих
моделей информационных процессов и структур в предметной области, особенности средств
накопления и обработки медицинских данных, хранящихся в электронных информационных сис-
темах учёта пациентов, разрабатывается архитектура облачной платформы распределенного
хранения данных и алгоритм обеспечения безопасности медицинских данных, хранимых в облач-
ной платформе в электронном виде в форме исходных физиологических сигналов (ЭЭГ, ЭКГ,
ЭМГ, ЭОГ и т.д.), регистрируемых при проведении обследований пациентов; создается интегри-
руемая облачная платформа распределенного хранения, анализа и систематизации медицинских
данных и система обеспечения безопасности с использованием разработанного метода защиты;
анализируется эффективность предложенного алгоритма защиты конфиденциальной медицин-
ской информации в условиях интеграции в разработанную облачную платформу. Предлагаемый
способ защиты медицинской информационной системы подразумевает использование исходного
файла формата DICOM и впоследствии преобразованного изображения в формате PNG, кото-
рое подвергается алгоритму шифрования пикселей. Для шифрования изображения применяется
алгоритм на основе теории хаоса. Возможности систем хаоса позволяют значительно повы-
сить производительность. Иерархичное разделение потоков данных на уровни и стандартиза-
ция протоколов передачи данных, а также форматов их хранения позволяют сформировать
универсальную, гибкую и надежную медицинскую информационную систему. Предлагаемая ар-
хитектура имеет возможность интеграции в существующие медицинские системы. В ходе
работы установлено, что рассматриваемый метод защиты является эффективным способом
обеспечения конфиденциальности данных медицинской системы

Псевдо-динамические подстановки PD-sbox могут стать эффективной заменой фик-
сированных подстановок в псевдо-случайных функциях, так как обладают положительны-
ми свойствами как фиксированных подстановок (малый расход вычислительных ресурсов),
так и динамических подстановок (способных кардинально усложнять применение стати-
стических методов криптоанализа). Проблемой активного внедрения псевдо-динамических
подстановок является, в том числе, отсутствие вычислительно эффективного метода
определения усреднённых линейных свойств для всего множества генерируемых при помо-
щи PD-sbox эквивалентных подстановок, при этом в большинстве случаев интересует
только определение максимальных значений преобладания (смещения) bias(α, β) от идеаль-
ного значения 1/2. Для решения этой проблемы предлагается оригинальный метод, со-
стоящий в том, что максимальные значения преобладания рассчитываются только для
относительно небольших фиксированных подстановок, входящих в состав PD-sbox, а ре-
зультирующие максимальные значения преобладания получаются путём итерационного
вычисления с использованием логико-вероятностного выражения для операции Исключающего ИЛИ-НЕ (XNOR). Эффектом применения предложенного метода является карди-
нальное снижение вычислительных операций и, соответственно, возможность определе-
ния на типовом персональном компьютере максимальных значений преобладания bias(α, β)
для 16-элементных PD-sbox, состоящих из 8-битовых фиксированных подстановок (что
является недостижимым при использовании тривиального метода).

Электрокардиографические (ЭКГ) сигналы обладают рядом свойств, которые могут
значительно дополнить существующие и более устоявшиеся биометрические методы. Не-
которые из наиболее заметных свойств - это тот факт, что сигналы могут быть получены
непрерывно с использованием минимально навязчивых настроек, не склонны к созданию
скрытых паттернов и обеспечивают естественное обнаружение живости, открывая новые
возможности в области разработки биометрических систем. В статье предложены мето-
ды формирования базы данных ЭКГ-сигналов и их фрагментов для оценки характеристик
портативных цифровых он-лайн мониторов. В методе дискретного вейвлет-преобразования
(DWT) позволяет с высокой точностью определить наличие RR-интервалов и их сегментов.
Это позволяет использовать данный метод для классификации ЭКГ-сигналов, формирования
базы записей данных сигналов и генерирования тестовых сигналов, предназначенных для
оценки характеристик носимых цифровых ONLINE-мониторов. В этой статье представлен
улучшенный и более эффективный алгоритм генерация сигналов электрокардиограммы
(ЭКГ) под Непрерывным Вейвлет-Преобразованием от архива PhysioBank для проверки ра-
ботоспособности ЭКГ аппарата

Проектирование конструкции печатных плат в виде плоских структур без перемы-
чек является одной из самых сложных задач на этапе схемотехнического проектирования.
Задача в такой постановке особенно актуальна микросборок и для электронных модулей
контрольно-проверочной, бортовой аппаратуры, выполненных по технологии поверхност-
ного монтажа, где, например, по причине металлического теплоотвода или керамического
основания, структура соединений возможна только в одном слое. В работе рассматрива-
ется задача проектирования печатных плат в виде синтеза плоских структур электрон-
ных схем. Целью является расположение соединений на печатной плате без пересечений,
что облегчает условия проведения трасс любому трассировщику современных программ
проектировании. Для её решения предложено большое число различных алгоритмов, основ-
ным недостатком которых является заложенный в них принцип последовательного и
фрагментарного просмотра коммутационного пространства. Сложность алгоритмов
синтеза подобных структур обусловлена также необходимостью учета большого числа
различных требований, связанных со спецификой их изготовления и особенностями разра-
батываемого конструктивно-технологического решения. В настоящей работе предлага-
ется выполнить проектирование печатной платы с высокой эффективностью трассиров-
ки соединений за счет решения задачи расслоения исходного графа-схемы и построения
плоского графа-схемы как на стороне установки ЭРЭ, так и на обратной стороне платы -
стороне пайки, исключая запрещенные фигуры по теореме Потрягина-Куратовского.
Критерием является минимизация переходных отверстий, а также минимизация провод-
ников (ребер) на одной стороне печатной платы. Задача расслоения представляет собой
задачу раскраски графа в два цвета с использованием принципов характеризационного
управления, решение которой базируется на теореме Кенига, определяющей запрещенную
фигуру в виде циклов нечетной длины. Для проектирования печатных плат разработаны
алгоритм и методика построения планарных графов и расслоения графа на две стороны
печатной платы с уменьшением количества неразведенных ребер. Точное решение прини-
мает вид полиномиальной зависимости не выше 5-й степени, позволяет получить резуль-
тат за приемлемое время и повысить эффективность трассировки на 5–15 %.

Биометрическая верификация личности используются преимущественно при доступе
в компьютерные и мобильные системы, а также для удаленной (голосовой) верификации.
При этом наибольшее распространение получили системы биометрической верификации
по фиксированной парольной фразе, которые достаточно просты в реализации, но очень
уязвимы для атак воспроизведения скомпрометированного короткого текста. Для устра-
нения этого недостатка верификацию личности предлагается осуществлять по произ-
вольному в отношении объема, содержания и языка тексту (текстонезависимая биомет-
рическая верификация). В данной работе предлагается обобщенный подход к решению за-
дачи верификации личности по динамическим биометрическим параметрам разной мо-
дальности (клавиатурный почерк, рукопись, голос). Представление сигналов динамической
биометрии осуществляется путем преобразования их в последовательности информаци-
онных единиц, каждая из которых содержит одинаковое количество отсчетов биометри-
ческого сигнала соответствующей модальности. Решение поставленной задачи осуществ-
ляется путем контроля степени концентрации близко расположенных информационных
единиц (кластеров) в определенных точках многомерного признакового пространства. Реа-
лизуется такой контроль на вероятностной нейронной сети, осуществляющей статисти-
ческую оценку плотности вероятности распределения информационных единиц в соответ-
ствующих кластерах с последующим определением суммарной плотности вероятности для
всего класса объектов. Преимуществами предлагаемого подхода являются: обобщение
существенно различных методов текстонезависимой верификации личности по динамиче-
ским биометрическим параметрам разной модальности; возможность принимать вери-
фикационное решение за фиксированное время поступления биометрических данных, опре-
деляемое размером используемого эталона; возможность задавать точность верифика-
ции путем изменения размерности слоя образцов вероятностной сети. Недостатком
предлагаемого подхода является необходимость программной реализации нейронной сети
большой размерности. Однако этот недостаток быстро нивелируется с повышением про-
изводительности средств вычислительной техники.

Целью работы является исследование способов организации параллельного решения
внешних задач аэродинамики и разработка гибридного параллельно-конвейерного способа
организации численного решения двумерных задач, моделирующих течение вязких сжимае-
мых жидкостей и обтекание объектов сложной формы. Рассматривается параболизован-
ная система уравнений Навье-Стокса, для численного решения которой выбран конечноразностный алгоритм. В силу своих особенностей, которыми являются экономичность и
устойчивость в исследовании пограничных слоев движущихся тел и корректного решения
задач с дозвуковыми зонами данный алгоритм предпочтителен обычного маршевого мето-
да. Для реализации нелинейной конечно-разностной схемы в каждом маршевом сечении ис-
пользуются внутренние итерации. Разработанный параллельный алгоритм конструктивно
состоит из вложенных итерационных циклов. Система уравнений решается на каждой
внутренней итерации последовательно в два этапа. На первом этапе решаются уравнения
количества движения и энергии; на втором этапе по найденным значениям скоростей и дав-
ления находится плотность. На каждом дробном шаге внутренней итерации рассчитыва-
ются одномерные массивы данных. В работе используется метод расщепления оператора по
физическим процессам. Для численного решения задачи проводится факторизация стабили-
зирующего оператора. Приводится схема организации процесса решения задачи на внутрен-
ней итерации. В работе предложен принцип организации параллельных вычислений, где ис-
пользуется внутренний параллелизм решаемой физической задачи. Для реализации параллель-
ного алгоритма выбрана вычислительная среда, содержащая решающее поле соединенных
коммутационными связями вычислительных устройств, каждое из которых обладает соб-
ственной оперативной памятью, и устройство управления, поддерживающее работу сис-
темы. Алгоритм использует различную топологию связи между рабочими процессорами.
Уменьшение размерности задачи позволяет сэкономить время на межпроцессорном обме-
не данными. В работе проведены временные оценки эффективности разработанного па-
раллельного алгоритма для каждой внутренней итерации. Использование метода парал-
лельной прогонки, предложенный принцип организации параллельных вычислений позволя-
ют увеличить скорость расчета физической задачи для каждой внутренней итерации по
сравнению с ранее используемыми алгоритмами для такого класса задач.

Полосовые фильтры являются неотъемлемой составной частью любой радиоприем-
ной аппаратуры. Именно они определяют избирательность приемника по всем каналам
приема. Целью настоящей работы является моделирование двух микрополосковых фильт-
ров сантиметрового диапазона волн. Объектом исследования в данной работе являются
два микрополосковых фильтра на частоты 5,75 и 4,6 ГГц. Такие фильтры можно исполь-
зовать в конвертере сантиметрового диапазона волн в качестве сигнального и гетеродин-
ного фильтров. Проведено моделирование двух фильтров в среде Microwave Office. Пред-
ставлены результаты в виде моделей двух фильтров и четырех амплитудно-частотных
характеристик. Даны геометрические размеры фильтров, достаточные для их изготовле-
ния на материале RT5870 фирмы Роджерс. Фильтры имеют ширину полосы пропускания
200 МГц и потери в полосе пропускания не более 3 дБ. Потери в полосе заграждения для
сигнального фильтра составили не менее 45 дБ, и не менее 35 дБ для гетеродинного
фильтра, что является очень хорошим результатом для двухзвенного фильтра. Приемле-
мые электрические параметры, малые габариты и умеренная стоимость изготовления
фильтров позволяет их широко использовать в профессиональной и радиолюбительской
аппаратуре. Для повышения технологичности изготовления выбран материал с малой ди-
электрической проницаемостью. При этом зазоры и допуски на точность их изготовления
получаются приемлемыми. Конструкция фильтров позволяет их легко интегрировать с
другими узлами конвертера: малошумящим усилителем, смесителем, усилителем проме-
жуточной частоты, усилителем в гетеродинном тракте.

Предлагается метод построения вычислительных моделей для исследования и опти-
мизации универсальных вычислительных структур, выполняющих вычисление вычисления
сложных кубатурных формул. Теоретической базой для введенных моделей служит теория
пространственной грануляции, методы которой разработаны коллективом авторов. Ме-
тодология пространственной грануляции позволяет переходить от вычислений в точечном
метрическом пространстве данных (которое не всегда существует) к вычислениям в аф-
финном многомерном пространстве, содержащем укрупненные единицы данных (про-
странственные гранулы). Такое преобразование данных основано на использовании аффин-
но-инвариантных моделей декартовых гранул и основывается на оптимальных процедурах
покрытия точечного пространства выпуклыми гранулами. Такие полезные вычислитель-
ные свойства введенных моделей данных позволяют построить вычислительно эффектив-
ные процедуры для манипулирования многомерными данными, одним из приложений кото-
рых является вычисление многомерных кубатурных формул. Новые модели позволяют соз-
давать наглядные матричные модели данных произвольной размерности для целей плани-
рования структуры вычислительных процессов и построения информационных графов
таких процессов. Эффективное и наглядное представление сложных вычислительных
формул позволяет выполнять эквивалентные (с численной точки зрения) преобразования
таких формул с целью выбора эффективных схемных решений для построения высокопро-
изводительных вычислительных блоков вычисления кубатур высокой размерности на базе
ПЛИС. На основе оптимизированных моделей вычислительных структур строятся схем-
ные решения, реализующие кубатурные формулы на реконфигурируемых вычислительных
системах. Сложность решения задачи проектирования на ПЛИС связана с тем, что ис-
пользуемые вычислительные средства содержать поля ПЛИС, проектирование вычисли-
тельных структур для которых является вычислительно сложной задачей. Авторы ис-
пользовали разработанные в организации автоматизированные средства проектирования
на полях ПЛИС, такие как язык высокого уровня COLAMO, язык низкого уровня Fire Constructor
и сопутствующие программные средства для реализации полученных информаци-
онных графов многомерных кубатур и экспериментальной оценки качества полученных
результатов. Предлагаемый в работе теоретический подход к моделированию и оптими-
зации информационных графов вычислительных структур может быть распространен на
широкий круг задач вычислительной математики.

Применительно к взаимодействию сложных систем рассматриваются вопросы мони-
торинга информационной обстановки, типы информационных взаимодействий и топологи-
ческий подход к учёту многосредного взаимодействия сложных систем в подводной среде.
Приведена классификация основных эффектов, возникающих при информационном взаимо-
действии морских техногенных объектов. Выделены три основные группы эффектов, связан-
ные с физикой сред, с особенностями распространения энергии в этих средах и с особенно-
стями собственно взаимодействия двух и более объектов. Приведена схема кластеризации
эффектов – неопределённость, несовместимость, нелинейность, релятивистские эффекты,
эффекты на границах сред. Внутри указанных кластеров в статье рассмотрены эффекты:
роста интенсивности информационного обмена, появления непрогнозируемых новых связей,
каузальной несовместимости, антиподов, бликов, подсветок, релятивистские эффекты.
Показано, что существуют определенные различия в информационном взаимодействии объ-
ектов, находящихся в средах с разными скоростями взаимодействия и диссипацией энергии
взаимодействия. Эти различия проявляются в росте интенсивности обмена в плотных сре-
дах на некоторых расстояниях «близости». При этом наблюдается появление непрогнози-
руемых причинно-следственных связей. В ходе обмена информацией в этих областях сингу-
лярности, помимо эффектов, обусловленных особенностями распространения сигналов в
воде, наблюдаются эффекты, связанные именно с информационным взаимодействием двух и
более объектов. Отмечено, что практически все эффекты способны приводить к сущест-
венному искажению воспринимаемой объектами информации и к нарушению процесса при-
нятия решений. Наибольшим катастрофическим потенциалом обладают эффекты несо-
вместимости. При высоких скоростях движения морских техногенных объектов для отдель-
ных наблюдателей возможно нарушение причинности. Показана схема нарушения причинно-
сти при взаимодействии объектов, связанная с потерями информации двух типов – реляти-
вистского (за счёт превышения скорости перемещения объектов над скоростью взаимодей-
ствия в среде) и геометрического (за счёт выхода «быстрого» объекта из области «медлен-
ного» распространения импульса). Сделан вывод о необходимости проведения физического
имитационного моделирования с использованием высокопроизводительных систем и совре-
менных математических методов на единой критериальной базе.

Количество транспортных средств на дорогах общего пользования постоянно увеличива-
ется, а развитие дорожной инфраструктуры происходит низкими темпами, а не качественное
управление транспортом влечет за собой повышение стоимости перевозок, увеличение аварий-
ности, уровня шума, а также загрязнение окружающей среды. Вследствие этого, возникает
необходимость применения передовых алгоритмов и подходов к управлению транспортом,
чтобы максимально использовать существующую дорожную сеть и увеличить пропускную
способность дорог. В ходе последних исследований выявлено, что на участках дорожной сети с
высокой интенсивностью и изменчивостью трафика, наиболее эффективны адаптивные под-
ходы к управлению дорожным движением. Суть применяемых на сегодняшний день подходов к
адаптивному управлению заключается в том что,они основаны на анализе транспортной за-
груженности и изменяют фазы работы светофора в зависимости от полученных данных в
режиме реального времени.. Адаптивное управление транспортными потоками показывает
намного более лучшие результаты по сравнению с жестким управлением, существенно умень-
шает транспортные задержки, время в пути и выбросы вредных веществ в атмосферу, по-
этому современные исследователи разрабатывают новые и усовершенствуют существующие
подходы и алгоритмы адаптивного управления транспортом. Например, активно развиваются
подходы к управлению трафиком, основанные на концепции IoT и использовании облачных вы-
числений. Так же разрабатываются концепции применения агентного подхода к адаптивному
управлению. В работе предлагается способ управления транспортными потоками и автома-
тизации дорожной инфраструктуры с использованием агентного подхода. Предлагаемый под-
ход включает распределенное управление различными элементами дорожной сети и их прямую
взаимосвязь друг с другом. Для реализации этой концепции был использован открытый стан-
дарт распределенных систем управления и автоматизации МЭК 61499, а для проверки воз-
можности реализации использованы несколько моделей транспортных пересечений, одно из
которых создано на основе реальных данных и SUMO - пакет микроскопического и непрерывно-
го моделирования дорожного движения.

Целью работы является исследование принципа работы и характеристик формиро-
вателя шумового сигнала модуляционного типа, в котором в качестве несущего колебания
и модулирующего сигнала используются квазигармонические шумовые сигналы, и в кото-
ром обеспечивается управление шириной спектра шумового сигнала в заданном диапазоне
частот. Выполнено исследование структуры построения и характеристик формировате-
ля шумового сигнала, который может быть использован при создании адаптивных много-
канальных генераторов шума для маскирования информативных компонент побочных
электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН). По источникам отечественной и зару-
бежной литературы, а также патентной документации проведен анализ технических
решений по исполнению генераторов шума, предназначенных для маскирования ПЭМИН.
Этот анализ подтвердил актуальность проблемы по созданию адаптивных генераторов
шума. Отмечено, что для улучшения характеристик генераторов шума, придания им более
широкого применения с целью качественного противодействия несанкционированному
съему злоумышленниками информации по каналам излучения ПЭМИН, необходимо созда-
вать многоканальные адаптивные генераторы шума. В этих генераторах в каждом канале
зашумления можно обеспечить регулировку мощности, формируемого шумового сигнала и
управление шириной полосы частот зашумления, что позволит повысить электромагнит-
ную совместимость подобных устройств. Для обеспечения этого предлагается использо-
вать в формирователях шумового сигнала два аналоговых перемножителя сигналов, с вы-
ходов которых шумовые сигналы суммируются и поступают на выход формирователя
шумового сигнала, что позволяет получить равномерный по амплитуде шумовой сигнал.
При этом обеспечивается управление шириной спектра шумового сигнала не менее, чем в
два раза в сравнении с традиционными методами формирования шумового сигнала модуля-
ционными методами.

Рассмотрена проблема повторного использования ранее разработанных программ-
ных моделей сложных систем и их компонентов, возникающая перед исследователями при
необходимости перехода к новым средствам моделирования. В качестве решения постав-
ленной задачи была разработана программная среда –Мультитранслятор, которая позволила реализовать многоязыковую трансляцию исходных кодов моделей в требуемый фор-
мат целевой среды моделирования при помощи создаваемых трансляционных модулей. Да-
лее на основе Мультитранслятора было разработано клиент-серверное приложение –
Распределенная библиотека моделей, которая наряду с функцией трансляции моделей вы-
полняла функцию их сетевого хранения и доступа, обеспечивая распределенную реализацию
подхода. Развитие подхода и Распределенной библиотеки моделей выполнялось в направле-
нии автоматизации трансляции и разрешения исключительных случаев, возникающих при
трансляции моделей, вызванных недостаточностью входных данных или неопределенно-
стью решений по конвертации моделей, возникающей при наличии слишком большого числа
исходов при разборе. Для решения данной задачи было предложено использовать эксперт-
ную систему с базой знаний. В качестве основного процесса синтеза необходимых знаний
для базы знаний в работе рассмотрен инжиниринг знаний. Предложены следующие источ-
ники получения знаний в ходе разработки экспертной системы: трансляционный модуль
Мультитранслятора; техническая документация входного/выходного языков описания
моделей для трансляции; расширенные и дополнительные публикации по описанию данных
языков; эксперты по языкам описания моделей для трансляции. Далее рассмотрены основ-
ные этапы инжиниринга знаний: определение стратегии приобретения знаний; идентифи-
кация элементов знаний; создание системы классификации знаний; разработка подробной
функциональной компоновки; предварительное планирование процессов передачи управле-
ния; определение требований к системе. Полученные результаты позволят расширить
функциональные возможности распределенной библиотеки моделей при трансляции моде-
лей при помощи экспертной системы и эффективной обработки неопределенностей, воз-
никающих в процессе трансляции.

Рассматривается проблема формирования электрического состояния нижнего слоя
атмосферы вблизи поверхности земли. Исследуется электродинамическая модель неста-
ционарного турбулентно-конвективного призменного слоя в приближении электродного
эффекта (ЭЭ). Исходная система состоит уравнений, описывающих ионизационные и ре-
комбинационные процессы для аэроионов, и уравнения Пуассона для электрического поля.
В зависимости от метеорологических условий в атмосфере отдельно рассмотрены модели
электродного слоя (ЭС) в приближениях классического и турбулентного ЭЭ, а также в
приближении сильного турбулентного перемешивания. В качестве факторов, влияющих напространственно-временную структуру ЭС, выступают турбулентный и конвективный
перенос аэроионов, уровень ионизации воздуха и присутствие в нем субмикронного аэрозо-
ля. Выявлены безразмерные параметры (критерии подобия) для электродинамических
уравнений, позволяющие осуществлять выбор соответствующего приближения для моде-
лирования структуры электродного слоя в зависимости от атмосферных условий. В сво-
бодной от аэрозоля атмосфере время установления стационарного состояния в электрод-
ном слое составляет примерно 5 мин., для классического слоя (характерная высота около
4-5 м), а в турбулентном - примерно 15 мин. (высота порядка 10 м). В случае сильного тур-
булентного перемешивания масштаб распределения электрических величин возрастает до
сотен метров. Соотношение характерных скоростей турбулентного и конвективного
процессов указывает на преобладающий физический механизм переноса ионов и формиро-
вания структуры ЭС. Увеличение скорости конвективного переноса, направленного вниз,
приводит к ослаблению механизма турбулентного перемешивания, а при переносе вверх,
имеет место обратный эффект. Присутствие в атмосфере субмикронного аэрозоля при-
водит к образованию тяжелых ионов, подвижность которых много меньше, чем у аэроио-
нов. Однократно заряженные аэрозольные частицы с концентрацией, не превышающей
число аэроионов, незначительно меняют пространственно-временные характеристик ЭС.
Тогда как наличие в приземном воздухе многократно заряженных аэрозольных частиц,
увеличивает время электрической релаксации и уменьшает высоту ЭС. При достаточно
больших концентрациях аэрозоля (больше числа аэроионов на порядок и более) необходимо
учитывать его перенос турбулентно-конвективными потоками, а структура ЭС опреде-
ляется только тяжелыми ионами.

В беспроводных системах и сетях отмечается высокий спрос на радиосвязь по опти-
ческому каналу связи в свободном пространстве (RoFSO) с широкой полосой пропускания и
высокой скоростью передачи данных. Такая связь обеспечивает такую же скорость пере-
дачи данных, как в волоконно-оптических системах, но при меньшей стоимости на её раз-
вёртывание. Системы RoFSO реализуются комбинированием радиосигнала (RF) с оптиче-
ским сигналом для беспроводных каналов в свободном пространстве (FSO). Предлагается
моделирование системы с мультиплексированием поднесущих с амплитудной манипуляцией
(SCM/ASK) для оптической связи в свободном пространстве. В системе Скорость переда-
чи данных принята равной 1 Гбит/с. Электронный амплитудный модулятор настроен на
радиосигнал 10 ГГц. К нему добавляются 100 каналов с частотным разнесением поднесу-
щих частот на 10 МГц при рабочей частоте первого канала 60 МГц. Эти каналы поднесу-
щих смешиваются с гармоническим радиосигналом с несущей частотой 10 ГГц в гибрид-
ном ответвителе со сдвигом фазы в 90o. Непрерывное лазерное излучение с входной мощ-
ностью 10 дБм и длиной волны 1550 нм модулируется сформированным радиосигналом в
оптическом LiNb модуляторе Маха-Цендера на LiNb-кристалле. Выходной сигнал модуля-
тора передаётся по разным оптическим линиям связи в свободном пространстве протя-
жённостью 300 … 1000 м под воздействием атмосферной турбулентности, определяемой
структурной характеристикой флуктуаций показателя преломления. Система оценивает-
ся с точки зрения Q-добротности и частоты ошибок бит (BER) с использованием про-
граммного обеспечения Optisystem. Показано, что максимальная протяжённость связи при
слабой турбулентности (и BER=10-9 составляет 950 м, а при сильной турбулентности (– 850 м.

Пресечение незаконной деятельности пользователей сети Интернет является одной
из актуальных проблем обеспечения информационной безопасности в Российской Федера-
ции. Пресечение деятельности лиц, совершающих противоправные действия с использова-
нием цифровых технологий, в частности, при помощи анонимной сети «Тор», является
одной из задач федеральных правоохранительных органов, обеспечивающих информацион-
ную безопасность. Сложность выявления и идентификации использования программного
комплекса «Тор» в сетях передачи данных обусловлена целым рядом мер, предпринятых его
разработчиками, направленными на маскирование потока данных комплекса, среди кото-
рых использование современных алгоритмов шифрования пакетов данных. Целью работы
является создание и описание набора признаков установления https-соединения программ-
ным комплексом «Тор» в условиях применения TLS-шифрования данных протоколом версии
v1.3. Задачами работы являются подготовка и анализ материалов трафика программного
комплекса «Тор», а также создание на основе полученных данных набора признаков уста-
новления соединения между клиентом и сервером анонимной сети. В ходе анализа потока
данных анонимной сети исследовался этап установления соединения между клиентом и
входным сервером цепи узлов сети «Тор», так называемое «TLS-рукопожатие». Следует
отметить, что данная работа дополняет предыдущие исследования по тематике анализа
TLS-шифрования в части, касающейся применяемого с 2018 года протокола шифрования
TLS v1.3, описывая его особенности как часть механизма реализации анонимизации про-
граммным комплексом «Тор». Авторы предлагают использовать размер пакетов
«TLS-рукопожатия» в качестве основных признаков, несущих идентифицирующую инфор-
мацию об установлении анонимного соединения между клиентом и узлом сети «Тор». Ис-
следование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России (грант ИБ) в рам-
ках научного проекта №23/2020.

Рассматривается задача переноса опыта принятия решений в ситуационном анали-
зе, использующим геоинформационные системы. Необходимость интеллектуальной под-
держки со стороны геоинформационной системы обусловлена тем, что пространствен-
ные объекты и связи реального мира чрезвычайно динамичны. Применять в этих условиях
аналитические модели процессов и явлений не удается из-за неполноты и противоречиво-
сти описывающей их информации. Статистические модели зависят от большого числа
факторов, которое варьируется при изменении географического положения ситуации.
Альтернативой может стать использование опыта экспертов, способных принимать
эффективные решения в локальных пространственных ситуациях. Неконтролируемость
повторного использования опыта является проблемой. Знания, полученные при выработке
решений в одной местности, могут привести к неадекватным решениям в другой местно-
сти. Опыт решения проблемы в одной и той же местности теряет свою значимость с
течением времени. В работе предлагается представление знаний в виде образа, состояще-
го из центра и допустимых преобразований центра. Вводятся функции трансформирова-
ния образов, выполняющие перенос знаний. Анализируются свойства функций трансфор-
мирования, которые несут в себе процедурное знание об образах ситуаций. Рассматрива-
ется использование выявленных свойств для формирования плана тестирования программ-
ных процедур трансформирования. Изучаются критерии успешного трансформирования.
Формулируется оптимизационная задача поиска наилучшей функции трансформирования в
базе знаний ГИС. Предлагается обобщенная методика трансформирования опыта. Приво-
дится пример синтеза методов трансформирования для выбора центра оперативного
обслуживания вызовов. Образ ситуации принятия решения о выборе земельного участка
для центра обслуживания, трансформируется в заданную область на карте ГИС.

Излагается алгебраический подход к представлению и обработке цифровых изобра-
жений, заданных на гексагональных решетках. Описанный подход основан на представле-
нии изображений как функций на конечных полях «целых Эйзенштейна». Как оказывается,
элементы таких полей естественно соответствуют пикселям гексагональных изображе-
ний определенных размеров. Описаны экспоненциальное и логарифмическое преобразования
в полях Эйзенштейна. Приведен метод обнаружения центров вращательной симметрии
3-го порядка на полутоновых изображениях и введена соответствующая нормированная
мера симметрии. Основной целью работы является исследование влияния зашумления на
изображении на качество оценки симметрии с помощью введенной меры. Фактор зашум-
ленности необходимо принимать во внимание, поскольку уменьшение меры может быть
вызвано не только неполной симметрией реального объекта, но и искажениями из-за шу-
мов, что практически всегда имеет место. Очевидно, что это отличие будет пропорцио-
нально уровню шумовой составляющей. В работе получены аналитические оценки влияния
шума на критерий обнаружения симметрии. Если изображения подвержены случайному
зашумлению, то мера симметрии отдельных областей изображения будет случайной вели-
чиной, закон распределения которой определяется законами распределения шумовых со-
ставляющих. При этом в работе делается стандартное для обработки изображений
предположение о модели нормальной и независимой зашумленности функции яркости.
Особенность введенной меры симметрии третьего порядка не позволяет напрямую приме-
нить стандартные методы для получения вероятностных оценок. С этой целью была про-
ведена оценка кумулятивной функции распределения вероятностей, на основании которой
получено выражение для вероятностей уклонения меры симметрии от истинного значения
на заданную величину. В силу сделанных априорных предположений полученную оценку сле-
дует рассматривать как достаточно «осторожную» и можно ожидать, что в реально-
сти разброс меры, вызванный шумами на изображении, будет существенно меньше, чем
теоретически установленные границы.

Информативные признаки динамики манипуляций устройствами управления типа
стилус, палец, специальная ручка, мышь, трекбол, трекпоинт, сенсорная панель, ручка
управления типа джойстик, игровой пульт, клавиатура, систем типа Microsoft Kinect,
Leap Motion и т.п. играют важную роль при разработке программных комплексов иденти-
фикации операторов биотехнических систем по их индивидуальной динамике, при решении
задач диагностики различных психоэмоциональных состояний и эффективности деятель-
ности операторов в сферах технической и правоохранительной безопасности, медицин-
ской и энергетической сферах, образовании и др. Система таких признаков однозначно не
определена специалистами, поэтому решение этой задачи является актуальным. Цель
работы – формализовать набор информативных признаков динамики манипуляции уст-
ройствами управления курсором при решении задачи диагностики эффективности дея-
тельности операторов биотехнических систем. Поскольку вся сложность управления по-
добными устройствами переместилась с исполнительной части двигательных актов на
центральные механизмы их регуляции в качестве конкретного примера, не нарушая общно-
сти, рассматриваются данные, полученные при манипуляциях с клавиатурой и мышью. Для
достижения поставленной цели разработана схема взаимодействия оператора (биологи-
ческого звена) с техническим звеном биотехнических систем, представлен краткий обзор
наиболее часто используемых признаков динамики манипуляций устройствами управления,
рассмотрен байесовский подход при статистической постановке задачи распознавания, на
основе анализа ряда работ и собственных исследований произведена формализация набора
информативных признаков динамики клавиатурного почерка и динамики манипуляций мы-
шью, Также для диагностики эффективности деятельности операторов построены не-
четкие правила на основе этого набора информативных признаков. Прогноз эффективно-
сти деятельности операторов, построенный на нечетких правилах по отобранным при-
знакам, дал точность более 90 %. Для получения таких результатов был разработан про-
граммный комплекс. Преимуществом использования динамики манипуляций устройствами
управления курсором операторов биотехнических систем при решении задачи диагностики
эффективности деятельности операторов является отсутствие специального оборудова-
ния, требующего дополнительных затрат.