Информационные системы и технологии

А. В. Маркелова КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК НАУЧНО-ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОТДЕЛЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ», г. Снежинск, Челябинской обл.

Основным направлением деятельности РФЯЦ-ВНИИТФ являются работы в рамках Государственного оборонного заказа. В настоящее время необходимо расширение спектра разработок и переведение отдельных структурных единиц института, как на полную, так и на частичную самоокупаемость в целях научно-технической коммерциализации. В результате стало актуальным организовать маркетинговые исследования для продвижения разработок и продукции, как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
В докладе рассмотрена маркетинговая информационная система отделения, задачами которой являются сбор, классификация, анализ, оценка и своевременное предоставление информации, необходимой для реализации и контроля исполнения.

А. Н. Моксяков, Е. П. Погодин АНАЛИЗ СТОЙКОСТИ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ В GSM СЕТЯХ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

GSM – это самая широко используемая система сотовой телефонной связи в мире и имеет более 100 миллионов пользователей. GSM была одной из первых систем цифровой мобильной связи, появившихся после эры аналоговых систем. Общеизвестны проблемы аналоговых систем, конкурента GSM: возможность мошенничества путем клонирования телефона, что дает возможность звонить за чужой счет, перехватывать телефонные разговоры в эфире и прослушивать их. Система GSM должна была решить эти проблемы за счет строгой аутентификации между мобильным телефоном и Мобильным Центром коммутации, а также осуществлять стойкое шифрование данных для трансляции в эфире по каналу передачи между мобильным телефоном и Базовой станцией.
Технические требования GSM тайно разрабатывались Консорциумом GSM и предоставлялись производителям оборудования и программного обеспечения и операторам связи GSM только по мере необходимости. Технические требования никогда не были достоянием общественности, чтобы ученые мирового сообщества не могли изучить заложенные внутри нее алгоритмы аутентификации и шифрования, а также модель безопасности GSM в целом. Консорциум GSM полагался на безопасность из-за неизвестности, т. е. алгоритмы труднее взломать, если они не доступны публично. В мировом ученом сообществе считается, что одно из основных требований по безопасности криптографических алгоритмов – это безопасность крипто системы, зависящая только от ключа. Это известно, как “предположение Керкхоффа”. Алгоритм должен быть известен, чтобы его можно было исследовать. Считается, что никакая организация не может нанять достаточное количество экспертов, которые смогут соревноваться с мировым сообществом ученых в расшифровке алгоритма. Таким образом, алгоритмы, разработанные и реализованные в тайне, будут, вероятно, криптографически слабыми и будут иметь ошибки в дизайне. Вероятно, алгоритмы GSM стали известны, и с тех пор их всесторонне изучают, в ходе криптоанализа алгоритмов A3, A5 и A8 было обнаружено много интересных фактов. В данной исследовательской работе проверяется стойкость алгоритмов шифрования в GSM сети.

К. М. Музюкин, Е. Н. Крылевский, С. А. Лазарев ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ ОСЦИЛЛОГРАФОВ LECROY WAVEPRO 715ZI
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Для измерения характеристик полей тормозного излучения установок комплекса «ПУЛЬСАР» используется измерительный комплекс, состоящий из нескольких подсистем – детектирующей, регистрирующей и программной.
Детектирующая система – это набор различных детекторов. Регистрирующая подсистема представляет собой массив осциллографов, снимающих показания детектирующей системы. Программный комплекс включает БД (база данных) MS Access для хранения экспериментальных данных, оболочку для работы с ней, программы обработки данных, программу для сохранения данных в БД и управления регистрирующим комплексом.
Регистрирующая система состоит из четырнадцати осциллографов LeCroy WavePro 715Zi, что потребовало автоматизации процессов настройки осциллографов, сохранения и обработки получаемых экспериментальных данных. В результате был разработан программный комплекс, который позволяет оперативно получать и обрабатывать данные после проведения эксперимента.

И. А. Надежкина, В. К. Дарымов РАЗРАБОТКА ПО ДЛЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ПО ПОВЕРКЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ ВОЛЬТМЕТРОВ В ПОЛУАВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Качественное выполнение поверочных работ требует значительных затрат времени и достаточно высокой квалификации персонала. В метрологической службе ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», где поверка является одним из основных направлений, при значительных объемах поверяемых приборов, успешное решение проблемы добросовестной организации поверки определяет эффективность повышения качества поверки. Проблема заключается в необходимости обеспечить высокую производительность операций, обладающих значительной трудоемкостью и необходимости исключить ошибки, вызванные некорректными действиями персонала, так называемым «человеческим фактором». Это классический случай, когда возникает насущная потребность в автоматизации указанных процессов.
Цель автоматизации – повышение производительности труда, улучшение качества выполняемых работ, снижение или полное исключение «человеческого фактора» при поверке средств измерений.
Доклад посвящен созданию программно-аппаратного комплекса по поверке универсальных цифровых вольтметров в полуавтоматизированном режиме с применением калибратора Fluke 9100 и программного обеспечения Fluke MET/CAL Plus version 7.
Рассматриваются вопросы:

• организация автоматизированного рабочего места по поверке вольтметров В7-38 и В7-22А в полуавтоматизированном режиме с применением калибратора Fluke 9100;
• разработка процедур, необходимых для управления процессом поверки;
• расчет погрешности измерений;
• проведение полуавтоматизированной поверки универсальных цифровых вольтметров В7-38 и В7-22А, не имеющих канала общего пользования (КОП);
• создание протоколов поверки;
• обработка и хранение данных о поверке.

И. А. Немченко, Д. Б. Николаев, В. Б. Медведев ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Целью работы является формирование концепции построения динамических алгоритмов управления на основе структурированных знаний для повышения надежности функционирования технических систем. В понятие надежности входят такие свойства объекта, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Отказоустойчивая система управления выявляет и компенсирует неисправные элементы, а так же позволяет ремонтировать систему во время выполнения заданной задачи без прерывания процесса.
При разработке автоматизированной системы необходимо выбрать способ ее построения, учитывая условия функционирования. Формирование системы зависит от объекта управления, который характеризуется наличием большого числа составных блоков, состав которых и поступающие входные данные изменяются во времени, а так же необходимостью принятия решения, направленного на выбор лучшего варианта действия; возможностью использования знаний опытных операторов о протекании процессов.
Для решения такого рода задач, как управление сложными динамическими объектами в общей системе управления с причисленными выше характеристиками, наиболее целесообразно использовать класс автоматизированных систем – экспертные системы (ЭС). Экспертные системы используют управляющие сигналы непосредственно для приведения в действие управляющих органов (исполнительных механизмов) системы. На вычислительные средства автоматизированной системы возлагаются такие функции, как реализация различных законов регулирования, связей между отдельными контурами многосвязного регулирования, адаптивное управление. Так же экспертные системы, дают возможность не только выбрать из предъявленного списка то или иное управленческое решение, но и в любой момент получить разъяснение, как и на основании каких рассуждений эти решения были получены.
К основным моделям представления знаний для экспертных систем относятся:

• логические;
• функциональные;
• продукционные;
• семантические сети;
• фреймы.

Базы знаний ЭС включают в себя знания, представленные в какой-нибудь одной форме: в виде продукций, фреймов или семантических сетей. База знаний ЭС должна иметь возможность работать одновременно с любой из этих форм представления знаний (библиотекой) и дополнительно включать в себя знания в форме программ, имитирующих поведение изучаемого или управляемого объекта в динамике при разных входных воздействиях на него.
В докладе проведен анализ построения динамических алгоритмов управления для повышения надежности функционирования технических систем. За основу исследований выбран класс построения интеллектуальных систем – экспертные системы. Предложены модели, которые позволяют решать такой класс задач, как мониторинг в реальном масштабе времени, обнаружение неисправностей, диагностика, составление расписаний, планирование, оптимизация, протоколирование действий и событий, обеспечение восстановления после сбоя и т.д.

М. В. Одинцов, А. П. Мартынов АНАЛИЗ БАЗОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Для решения задач, связанных с преобразованием данных посредством шифрования и расшифрования, необходимо использовать криптографические алгоритмы, имеющие определенные характеристики и свойства. Для выявления закономерностей преобразований необходимо провести анализ криптоалгоритмов с целью выявления у них недостатков или особенностей в процессе преобразования входной информации. Наибольший интерес из известных криптоалгоритмов представляет криптоалгоритм ЛЮЦИФЕР фирмы IBM, реализованный на простейших преобразованиях, которые сами по себе не обладают достаточной стойкостью к расшифрованию злоумышленником.
Криптоалгоритм представляет собой сочетание блоков, реализующих функции подстановки (блок подстановки S) и перестановки (блок перестановки Р). Поочередное использование блоков подстановки и перестановки позволяет создавать криптографические системы определенной сложности и стойкости, достаточные для различных областей применения.
Входные данные при прохождении через последовательно чередующиеся блоки подстановки и перестановки значительно изменяются, при этом S-блоки обеспечивают нелинейную подстановку и выполняют “перемешивание” информации, а P-блоки меняют местами разряды последовательности, обеспечивая их “рассеивание”.
Значительным моментом, влияющим на определение характеристик преобразования, является объем памяти, необходимый для хранения информации, полученной в ходе преобразования. В связи с этим для определения объема памяти, необходимого для хранения информации, была рассмотрена криптографическая функция, осуществляющая блочное преобразование информации. С помощью такой функции были определены объемы памяти, находящиеся в зависимости от объема блоков входной и выходной информации.
Также в статье сделаны выводы о возможных методах проведения криптоанализа блочных шифров.

Н. В. Плешакова¹, А. Н. Анохин² РАЗРАБОТКА МЕТОДА ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АВАРИЙНЫХ ПРОЦЕДУР ДЛЯ ОПЕРАТОРОВ БЛОЧНЫХ ПУНКТОВ УПРАВЛЕНИЯ АС
¹ ОАО «Атомтехэнерго» Смоленский филиал учебно-тренировочный центр «Атомтехэнерго», г.Смоленск
² Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ «МИФИ», г.Обнинск, Калужской обл.

При управлении энергоблоком (ЭБ) персонал блочных пунктов управления (БПУ) АС оперирует большим объемом процедур и инструкций. Обилие процедур, а также их недостатки значительно снижают надежность работы операторов. Уменьшению вероятности ошибок персонала будет способствовать четкая формализация процедур и ее элементов, включающая:

1. системный анализ процедур;
2. описание концепции управления ЭБ;
3. теоретико-множественное описание ЭБ и инструкций;
4. анализ и классификацию симптомов и действий процедур.

В данной работе был создан метод формализованного представления аварийных процедур, который позволит: 

• унифицировать написание аварийных процедур,
• создать единую базу данных симптомов и построить алгоритм диагностирования состояний АС;
• разработать единую базу знаний инструкций для последующего создания системы компьютеризованных процедур.

С. В. Серикова, А. В. Трищенков, В. Л. Ведерников ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ IT-РЕШЕНИЙ В СКВОЗНЫЕ ПРОЦЕССЫ РАЗРАБОТКИ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров, Нижегородской обл.

Информационные технологии – это автоматизированные способы сбора, передачи, обработки и визуализации информации. Использование высокоэффективных интегрированных информационно-управленческих технологий стало магистральным направлением перестройки системы управления в развитых странах.
Учитывая возрастающие требования по обеспечению качества наукоемкой продукции, выпускаемой предприятиями ЯОК РФ, а также необходимость сокращения сроков выпуска продукции и снижения ее себестоимости, для повышения эффективности производственных процессов требуется применение специализированных систем, обеспечивающих решение задач, возникающих на всех этапах жизненного цикла продукции.
Таким образом, в настоящее время перед предприятиями ЯОК поставлена задача построения информационно-технологической инфраструктуры, включающей в себя комплексы технологического оборудования, технические и программные средства, системы управления и коммуникаций, образующие систему функционирования информационных технологий на предприятиях.
При формировании автоматизированной системы (АС) на предприятии и выборе отдельных модулей среды сквозного проектирования особое внимание следует уделить отечественным разработкам. Это обусловлено рядом причин:

• осуществляется накопление собственного опыта уникальных разработок;
• соблюдаются нормы и правила, заложенные в российских стандартах;
• исключена зависимость от зарубежных разработок в стратегически важных отраслях.

При этом необходимо учитывать положительный и отрицательный опыт зарубежных АС и реализовать связь с основными зарубежными системами для обмена данными.
В работе предложен вариант архитектуры АС, учитывающий поставленные задачи и особенности процесса разработки высокотехнологичной продукции. Особое внимание уделено комплексу мероприятий, направленных на формирование АС на предприятии. Выработан алгоритм формирования АС, представляющий собой методику построения среды сквозного проектирования.
По завершении работы получены результаты по двум основным направлениям: теоретической выработке аппарата формирования и внедрения IT-решений в сквозные процессы разработки высокотехнологичной продукции и практическому применению выработанных научных решений.

С. А. Скрябин. А. В., Трищенков ПРОБЛЕМА ОЦЕНИВАНИЯ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Оценивание – это процесс эвристического определения значения некоторой функции или численного эквивалента качественно определенного явления или процесса. Системные методы оценки, направленные на независимое обобщающее описание искусственных систем, в настоящее время отсутствуют. Оценивание происходит только локально, относительно наиболее важной характеристики.
В этой работе предполагается охарактеризовать недостатки существующих подходов к оцениванию характеристик технических средств (ТС) и выработать концепции метода системной оценки ТС.
Практическая ценность разработки метода системного оценивания предполагает повышение эффективности принятия решений при разработке и совершенствовании технических систем.
Развитие методов системной оценки актуально для отечественной науки, производства и экономики в целом, поскольку направлено на улучшение инструментов управления техническими проектами в условиях современной сырьевой экономики РФ.
Процесс системного оценивания должен происходить, с применением инструментов системного анализа (СА), поскольку СА опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, математических методов и основан на принципах системности, структурности.
Существует несколько подходов к оцениванию. Локальными методами оценивают объекты односторонне (с экономической, экологической или другой точки зрения), либо многосторонне, но различные критерии качества сопоставляются между собой по степени вклада каждой характеристики в наиболее важный критерий.
Статистическое оценивание - это есть всякая функция результатов наблюдений над некоторой случайной величиной, с помощью которой судят о значении оцениваемого параметра. Это абстрактный подход к оцениванию.
Нелинейное оценивание (НО) – это процесс нахождения значений параметров математической модели, заданной нелинейными уравнениями. Методы НО довольно сложны, однако на практике именно они оказываются наиболее востребованными, поскольку многие задачи, которые описаны линейными уравнениями для решения требуют манипуляций с нелинейными уравнениями.
Существуют также методы экспертной оценки качества технических средств. Они применяются для статистического анализа объектов нечисловой природы. В процессе экспертной оценки применяются опыт, знания и интуиция специалистов.
Вышеуказанные методы применяются в квалиметрии при аналитической оценке качества технических средств.
В итоге получается, что:

1. Оценивание характеристик технических средств бывает аналитическим и экспертным. Оно всегда опирается на методы математической статистики.
2. Аналитическое оценивание характеристик направлено на получение такого показателя, который является следствием обобщения группы величин, однако в своей методологии часто содержит привязку к некоторой главной характеристике. Эта особенность аналитического оценивания вносит предсказуемость его результатов и, таким образом, лишает данный метод возможной большей объективности.
3. Экспертное оценивание направлено на получение показателя или численного эквивалента качественно определенной характеристики, однако в своей методологии намеренно содержит критерий субъективности. Эта особенность экспертного оценивания вносит зависимость его результатов от человеческого фактора и тоже лишает данный метод возможной большей объективности.
4. Необходимо разработать метод системного оценивания с минимальной программируемостью результатов оценивания.

Е. В. Феоктистова, Б. В. Доровских, В. В. Люльчак, В. В. Малышев, В. Ю. Злотников, Д. В. Карев, Я. Б. Солдатов, П. П. Мезенцев КОНЦЕПЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИСПЫТАНИЯ И ВВОДА В ЭКСПЛУТАТАЦИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ АЭС
Московский филиал «Центратомтехэнерго» ОАО «Атомтехэнерго», Москва

Одним из направлений развития атомной промышленности является усовершенствование процесса проектирования, создания и ввода в эксплуатацию АСУ ТП для АЭС. Подход и основные концепции проектирования требуют пересмотра и разработки новых методов создания, тестирования и внедрения АСУ ТП. Основным требованием к поставляемому на площадку АЭС оборудованию АСУ ТП является максимальная степень их готовности. В связи с этим была разработана Концепция создания, испытания и внедрения
АСУ ТП с использованием современных подходов к проектированию и изготовлению оборудования, учитывающая опыт ввода в эксплуатацию АСУ ТП действующих АЭС в России и зарубежом.
В статье представлены основные принципы и этапы современного подхода к проектированию и вводу в эксплуатацию АСУ ТП для АЭС.

С.Н. Шлыков, Н.А. Дмитриев, В.И. Игрунов, В.Н. Лашманов, В.Н. Стрюков, А.В. Шатохин СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПАКТНОЙ СУПЕР-ЭВМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», Саров Нижегородской обл.

В докладе представлено описание системы жидкостного охлаждения компактной супер-ЭВМ (далее КС-ЭВМ), разработанной в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Требования к уровню акустического шума и температуре окружающей среды, выдвигаемые в техническом задании на разработку КС-ЭВМ, заставляют искать нестандартные подходы к реализации системы охлаждения.
Для удовлетворения требований к эксплуатационным характеристикам КС-ЭВМ одним из наиболее предпочтительных способов отвода тепла от процессорных элементов является применение системы жидкостного охлаждения (далее СЖО). Основная сложность разработки подсистемы охлаждения КС-ЭВМ заключается в том, что на текущий момент использование СЖО для отвода тепла от процессорных элементов в суперкомпьютерах применяется крайне редко. Это связано с тем, что построение таких систем влечет за собой разработку уникальных конструктивных элементов корпусов и элементов СЖО, а также появление дополнительных требований к отказоустойчивости и надежности такой системы охлаждения.
Специалистами РФЯЦ-ВНИИЭФ было предложена и реализована конструкция одноконтурной СЖО, позволяющая обеспечить отвод тепла от 12 процессорных элементов. В состав СЖО входят:

• две помпы, обеспечивающие ток жидкости в системе, одна рабочая, вторая в резерве;
• процессорные водоблоки, предназначены для отвода тепла непосредственно от процессорных элементов;
• расширительный бак;
• два радиатора для охлаждения жидкости.

Разработанная система охлаждения позволила обеспечить отвод тепла от основных компонент КС-ЭВМ и добиться низкого уровня акустического шума.