Academic literature on the topic 'Ідентифікація стану системи'

Предметом статті є дослідження методів ідентифікації стану комп’ютерної системи. Метою статті є розробка методу ідентифікації аномального стану комп’ютерної системи на основі ансамблевих методів. Завдання. Дослідити та виділити події операційних системах сімейства Windows, розробити програмне забезпечення для виділення подій; дослідити використання ансамблевих класифікаторів на основі беггінгу та бустінгу та дерев рішень для ідентифікації стану комп’ютерної системи. Використовуваними методами є: методи машинного навчання та ансамблеві методи класифікації. Отримано такі результати: У якості вихідних даних виділено наступні класи подій операційних системах сімейства Windows: події міжпроцесної комунікації, події взаємодії з файловою системою, події інтернет-з’єднання, події взаємодії з реєстром. Досліджено методи ідентифікації аномального стану комп’ютерних систем на базі ансамблевих методів, а саме беггінгу, бустінгу та дерева рішень J48 для ідентифікації стану комп’ютерної системи. Виконано оцінку ефективності розроблених ансамблевих класифікаторів. За результатами досліджень для ідентифікації стану комп’ютерної системи запропоновано ансамблевий метод класифікації на основі беггінгу та дерева рішень J48. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає у виділенні процесів функціонування комп’ютерної системи та створенні ансамблевого методу для на основі беггінгу та дерева рішень J48, що надає можливість підвищити точність ідентифікації стану комп’ютерної системи

Публікація опосередковує продовження наукової розвідки автора довкола проблематики розколотого суспільства та пошуків політико-інституційних засобів його консолідації з позицій нормативності неоднорідного стану сучасного суспільства і атрибутивності конфліктного складника для констатації суспільного розколу. У статті розглядаються співвідношення виокремлених за результатами дослідження прикладів громадянських конфліктів трьох примордіальних маркерів розмежування «свій – чужий»: етнічна, лінгвістична та релігійна належність. Доводиться правильність визначення таких ідентифікаційних маркерів і для випадків легального та «м’якого» політичного протистояння. З використанням історичних прикладів пояснюються причини «відкидання» поза сферу аналізу випадків розмежування таборів протистояння у громадянському конфлікті з інших підстав. Із застосуванням системної методології за допомогою аналогії побудовано спрощену модель гетерогенної системи «соціум-політія», яку пристосовано до порівняння із примордіальними ознаками розмежування шляхом використання концепту «соціальної взаємодії». Зафіксовано релевантні до атрибутів моделі гетерогенної системи «пошукові маркери» соціальної взаємодії. Проведено порівняльний аналіз визначень «етнічності» та обґрунтовано переваги запропонованого С. Широкогоровим підходу до цієї категорії. Показано зв’язок структури етнічності із атрибутами моделі гетерогенної системи та маркерами соціальної взаємодії. З використанням напрацювань етнології та етносоціології проаналізовані варіанти зіставлення етнічності з лінгвістичною та релігійною / конфесійною ідентичністю у політичному контексті із наведенням прикладів. Через дослідження етимології дефініції показано існування іманентного зв’язку між етнічністю та територією держави в контексті сутності сецесійних загроз останній станом розколу.

Показано, що діагностика об'єктів машинобудування передбачає обґрунтування розширення застосовуваних фізичних ефектів, орієнтованих, в першу чергу, на неруйнівного контролю параметрів продукції машинобудування. На підставі досліджень, які показують перспективність експериментальних і теоретичних доказів, доведена доцільність пошуку підтвердження інформативності частотних спектрів резонансних акустичних сигналів досліджуваних об'єктів, порушених широкосмуговими резонаторами рівній амплітуди в акустичному діапазоні. Надані прикладі застосування широкосмугових випромінювачів наноамплітудних впливів на досліджувані об'єкти з метою акустичної спектроскопії для створення їх ідентифікаційних моделей. Для практичного використання експериментальних результатів для ідентифікації розмірних і фізико-механічних характеристик станів діагностованих об'єктів авторами застосовані нейромережні моделі. Такі моделі служать практичним цілям діагностики станів об'єктів на основі частотних спектрів власних резонансних коливань. Доведено, якщо діагностика об'єкта проводиться щодо опорного сигналу у вигляді широкосмугового впливу постійної амплітуди, то такий підхід дозволяє нормувати вихідні діагностичні сигнали щодо опорного сигналу. представлені ідентифікаційні моделі, побудовані на нейромережному базисі, показали реальну можливість їх використання для створення системи діагностики об'єктів за кількома кількісними ознаками. Причому, кількість таких ознак, які можна контролювати одночасно, практично, не обмежена. Авторами роботи проведені додаткові дослідження, які показали можливість одночасного контролю не тільки геометричних характеристик об'єктів, а й їх фізико-механічних характеристик, включаючи показники напруженого стану, твердості і т.ін..

Прогнозування динаміки пульсу та артеріального тиску під дією фізичного навантаження є ключовим завданням при плануванні процесу реабілітації пацієнта після перенесених серцево-судинних подій, і, в першу чергу, інфаркту міокарда. На сьогоднішній день її розв'язують емпірично, однак, розроблення адекватної математичної моделі прогнозування основних гемодинамічних показників дозволила б уникнути суб'єктивізму оцінок і підвищити надійність прогнозу, безпеку та ефективність реабілітаційної технології. З метою формування судження про зміну стану пацієнта під дією фізичного навантаження в процесі реабілітації реалізовано систему моделювання рівнів пульсу та артеріального тиску за допомогою пакету прикладних програм для математичного моделювання. Її основними підсистемами є обробка та ідентифікація даних, формування прогнозних даних. Для перевірки адекватності побудованої моделі використано засіб перевірки толерантності до фізичного навантаження. Отримані результати свідчать про адекватність побудованої математичної моделі для аналізованого етапу процесу реабілітації. Максимальний рівень похибок за весь період спостереження склав 9,5 % щодо пульсу та 5,2 % щодо артеріального тиску. Отже, розроблена математична модель динаміки пульсу та артеріального тиску під дією фізичного навантаження в підгостру фазу реабілітації дозволяє прогнозувати реакцію організму на дозоване фізичне навантаження. Метод ідентифікації сукупності диференціальних рівнянь, що моделюють таку динаміку під дією фізичного навантаження на основі модифікованого градієнтного методу Левенберга-Марквадта, доповненого процедурою вибору початкових значень коефіцієнтів, підтверджує адекватність розробленої математичної моделі.

Лісова сертифікація є однією із найбільш відомих у світі добровільних довкільних програм щодо сталого лісового менеджменту. Принципом 9 «Особливі цінності для збереження» добровільної лісової сертифікації за схемою FSC® передбачається необхідність прийняття спеціальних заходів із ідентифікації й збереження лісових територій із наявними особливими цінностями для збереження (ОЦЗ). Ідентифікація ОЦЗ є дієвим інструментом лісової сертифікації, який спонукає лісогосподарське підприємство враховувати інтереси широкого кола зацікавлених сторін та розробляти заходи щодо збереження біорізноманіття у лісах. Досліджувалися сучасні методичні підходи щодо ідентифікації ОЦЗ на лісових територіях, а також їхнє практичне застосування у лісовому фонді державного підприємства “Сумське лісове господарство” (північно-східна частина України). Були використані матеріали лісовпорядкування, стандарти, посібники, звіти, доповіді, наукові публікації. Методи дослідження є загальноприйнятими у лісовій сертифікації за схемою FSC®. Застосовувався поділ ОЦЗ на категорії, які наведені у «FSC національному стандарті системи ведення лісового господарства для України» (2020). Розглянуто методичні підходи багатьох країн світу щодо підтримки лісових екосистем на територіях з ОЦЗ. Особлива увага надавалася висвітленню інформації, яка є пов’язаною із лісами, які зазнали мінімального турбування з боку людини (первинні ліси, квазіпралісові ділянки, старовікові ліси). Інтенсивне ведення лісового господарства призводить до втрати природних лісів та пов’язаного з ними біорізноманіття. Ці негативні тенденції стану біорізноманіття та функціонування лісових екосистем вимагають нових ініціатив. На рівні Європейського Союзу до нової ініціативи належить концепція зеленої інфраструктури, спрямування якої полягає у забезпеченні біорізноманіття, стійкості середовища існування та екосистемних послуг. Ідентифікація ОЦЗ 1 Видове різноманіття вимагає знань щодо природоохоронного статусу рослин та тварин, ОЦЗ 3 Екосистеми та оселища – застосування сучасних методик та володіння інформації щодо виділення: старовікових лісів, рослинних угруповань із «Зеленої книги України», національного каталогу біотопів України, IBA-територій тощо. Пошук ОЦЗ 5 Потреби громади та ОЦЗ 6 Культурні цінності потребує консультацій із зацікавленими сторонами. ОЦЗ 2 в Україні не виділяють. Важливим заходом є нанесення на карту контурів територій із ОЦЗ, символічне зображення їхніх категорій, позначення цінних та рідкісних біотопів тощо. Концепцію ОЦЗ можна вважати універсальною платформою, завдяки якій можна ідентифікувати категорії тих лісових екосистем, які існують в умовах потенційної небезпеки. Значна частина таких лісів досі є незахищеними і потребують уваги суспільства.

У роботі запропоновано фасетну систему класифікації особливих випадків у польоті, характерних для безпілотного літального апарату І класу, яка усуває недоліки ієрархічних систем класифікації та дозволяє систематизувати особливі випадки у польоті за набором необхідних ознак (фасетів). Запропонована система дозволяє при ідентифікації особливого випадку у польоті бортовою інформаційною системою позначати його кодом та обробляти відповідні ознаки для вирішення різних завдань, зокрема пов'язаних з управлінням безпілотним літальним апаратом І класу в “конфліктних ситуаціях”, аналізом його стану як технічної системи та аналізом можливих наслідків небезпечних ситуацій.

Предметом статті є дослідження методів ідентифікації аномального стану комп’ютерних системах. Метою статті є розробка методу ідентифікації аномального стану комп’ютерної системи на основі методу нечіткої логіки. Завдання: дослідити існуючі методи ідентифікації аномального стану комп’ютерних систем; з метою вибору вхідних даних проаналізувати РЕ-структуру шкідливого та безпечного програмного забезпечення та виділити ознаки; оцінити ознаки за допомогою апарату лінійного програмування для подальшого аналізу; розробити метод ідентифікації стану комп’ютерної системи на основі нечіткої логіки, дослідити та обґрунтувати вибір типу функції приналежності, виконати мінімізацію кількості правил, провести тестування. Використовуваними методами є: апарат лінійного програмування та апарат нечіткої логіки. Отримано такі результати. Розроблено метод ідентифікації стану комп’ютерної системи на основі нечіткої логіки. Для цього вибрано ознаки шкідливого та безпечного програмного забезпечення та оцінено їх за допомогою апарату лінійного програмування, обґрунтовано вибір типу функції приналежності, виконано мінімізацію кількості правил. Проведено тестування запропонованого методу. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному: розроблено метод ідентифікації стану комп’ютерної системи на основі нечіткої логіки Мамдані, обґрунтовано вибір типу функції приналежності, виконано мінімізацію кількості правил методом часткового опису за рахунок попарного врахування нечітких множин вхідних змінних, що дозволило збільшити швидкодію методу ідентифікації в 5 разів.

У роботі наведено огляд витоків та сучасного стану систем комп'ютерного зору, приклади задач комп'ютерного зору. Описано використання систем комп'ютерного зору освіти як у звичайних, і у пандемічних умовах. Пандемія COVID-19 викликала зміни в освіті, які видозмінили існуючі освітні програми систем комп'ютерного зору та породили нові, у тому числі соціальне дистанціювання, розпізнавання маски на обличчі, виявлення проникнення в університети та школи, запобігання вандалізму та виявлення підозрілих предметів, моніторинг відвідуваності, емоцій на обличчях у масках та без них. Системи комп'ютерного зору також можна використовувати у освіті для упровадження імерсивних освітніх ресурсів. На основі аналізу автономних бібліотек для ідентифікації динамічних об'єктів зроблено висновок, що при створенні систем машинного зору в освітніх цілях доцільно використовувати бібліотеки комп'ютерного зору, що ґрунтуються на глибокому навчанні (зокрема, реалізації згорткових нейронних мереж). Описано прототип системи комп'ютерного зору, розроблений на основі Microsoft Cognitive Toolkit і розгорнутий у хмарі Microsoft Azure. Система дозволяє з високим ступенем надійності виконувати головні функції: ідентифікацію емоцій та наявність маски на обличчі, а також дає можливість визначити стать, вік, колір волосся, інтенсивність посмішки, наявність макіяжу, окулярів тощо.

В публікації подані результати дослідження впливу засобів контролю технічного стану та технічної діагностики на експлуатаційну готовність залізничного рухомого складу. В результаті показано, що для збільшення коефіцієнта готовності потрібно прагнути не тільки до збільшення напрацювання на відмову вузлів вагона, але й до скорочення часу змушеного простою вагона на операціях технічного обслуговування і ремонту. Застосування сучасних засобів контролю технічного стану ходових частин вагонів дозволяє значно скоротити час змушеного простою вагонів. З’ясовано, що важливим напрямком вдосконалення системи технічного обслуговування і ремонту вагонів є широке впровадження об'єктивних методів і автоматизованих засобів технічної діагностики і контролю. Зазначено, що під час зупинок поїздів на станціях технічне обслуговування носить суб’єктивний характер, а якість суб'єктивного діагностування або контролю технічного стану має дуже великий розкид, так як залежить від стану і досвіду оглядача, змінюється від умов погоди і пори доби, тощо. Для удосконалення технології технічного обслуговування, автоматизації та переважного виключення суб'єктивних методів контролю технічного стану запропоновано застосування багатофункціонального пристрою оглядача вагонів на основі технологій автоматизованого контролю технічного стану та ідентифікації рухомого складу залізниць під час зупинок поїздів на станціях. Відмічено, що впровадження на залізницях систем автоматичної ідентифікації рухомого складу сприяє оперативному доступу до інформації про параметри вагонів в реальному режимі часу, тому очікується, що завдяки поєднанню систем контролю технічного стану та автоматичної ідентифікації стане можливим впровадження нових концепцій системи технічного обслуговування та ремонту, підвищення експлуатаційної готовності рухомого складу залізниць.

На сучасному етапі розвиток технологій виробництва, а відповідно і шкідливі викиди продуктів технологічного процесу, зріс до такого рівня, що впливає на стан екосистем як локального, так глобального характеру, що призводить до зміни клімату, породження екологічних катастроф із тяжкими наслідками для соціальної інфраструктури. Відповідно, проблема ідентифікації та діагностики джерел забруднень різної фізико-хімічної та енергетичної структури є надалі актуальною. Проведено аналіз літературних джерел, у яких розглянуто проблему екомоніторингу за період 1980-2017 рр. і викладено результати досліджень та історію катастроф за останні 100 років. Обґрунтовано методи лабораторних досліджень, вимірювальні засоби та інструментарій, державні нормативи, міжнародні програми екологічної безпеки, що підтверджує актуальність дослідження. Сформульовано завдання дослідження, обґрунтовано методи створення комплексних систем екомоніторингу на підставі інформаційних і системних технологій і інформаційно-ресурсної концепції управління та прийняття рішень для мінімізації шкідливих викидів в атмосферу. Проведено аналіз структури джерел забруднень, які породжуються енергоактивними техногенними системами з ієрархічною структурою організації технологічного процесу. Розглянуто структуру енергоактивної техногенної системи на прикладі енергоблоку ТЕС. Проведено аналіз режимів функціонування енергоактивного об'єкта на технологічному рівні термодинамічних енергетичних перетворень, визначено критичні стани. На підставі літературних і технічних даних побудовано таблиці, які характеризують властивості палива (вугілля), хімічну структуру продуктів згорання і їх викиди в атмосферу й екосередовище (воду і ґрунти).

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидату технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2016. У дисертації розглядається науково-практична задача ідентифікації фінансового стану підприємства в умовах нечітких даних про значення контрольованих фінансових показників. На основі аналізу традиційних методів рішення цієї задачі виявлено основний недолік традиційних методів ідентифікації: недостатній облік невизначеності вихідних даних. У зв'язку з цим удосконалені методи багатовимірного дискримінантного, кластерного та регресійного аналізу для випадку, коли вхідні дані – нечіткі числа. Для малої вибірки вихідних даних запропоновано процедуру побудови діагностичної експертної системи обробки інформації, яка об'єднує регресійний підхід та механізм логічного виведення. Для розрахунку регресійних коефіцієнтів використано метод попарних порівнянь. Запропоновано методи прогнозування корельованого часового ряду по малій вибірці вихідних даних, а також метод прогнозування ряду, заданого його вейвлет-моделлю.На основі розроблених методів побудована інформаційна технологія діагностування фінансового стану підприємства. Запропонована технологія, інтегрована в програмний комплекс оцінки кредитоспроможності позичальників банку, показала більш раннє виявлення погіршення фінансового стану позичальників у порівнянні з технологією, що раніше використовувалась у роботі. Отримані результати дозволили прийняти своєчасні управлінські рішення і запобігти збільшенню проблемної заборгованості в кредитному портфелі банку.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.13.06 – information technologies. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2016. The most important scientific and practical problem of identification of the financial condition of the company in terms of fuzzy data values controlled by financial indicators is considered in the thesis. Based on the analysis of traditional methods of solving this problem are identified the lack of them: insufficient consideration of the uncertainty of input data. In this regard, improved methods of multivariate discriminant analysis, cluster analysis and regression analysis for the case when the initial data – fuzzy numbers. For small sample output data suggested the procedure for building diagnostic information processing expert system that combines regression approach and Bayesian inference mechanism. The calculation of the regression coefficients method used pairwise comparisons. The method of predicting the time series correlated to the small sample of the original data, as well as a method of forecasting the series, given its wavelet model. On the basis of the developed methods based information technology diagnosis financial condition of the company. The proposed technology is integrated into the software package for the credit assessment of the bank borrowers showed more early detection of deterioration in the financial condition of borrowers compared to the old technology. The results obtained allowed to take timely management decisions and prevent increase of bad debts in the loan portfolio of the bank.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп'ютерні системи та компоненти (123 – Комп'ютерна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2019. Дисертацію присвячено підвищенню оперативності та достовірності ідентифікації стану комп'ютерних систем критичного застосування шляхом розробки та удосконалення методів та засобів розпізнавання аномалій та зловживань. Проведено аналіз науково-технічної проблеми ідентифікації стану КСКЗ для захисту даних. Виконано аналіз основних загроз і факторів, що впливають на стан захисту інформації в комп'ютерних системах критичного застосування. Розглянуто вимоги щодо оперативності та достовірності ідентифікації стану КСКЗ, безпеки даних в умовах зовнішніх впливів, функціональні критерії захисту інформації. Визначено, що система ідентифікації стану КСКЗ є одним з багаторівневих інструментів захисту інформації і включає два класи методів: методи ідентифікації аномалій і методи ідентифікації зловживань. Отримано, що основними недоліками методів ідентифікації аномалій і зловживань є нехтування факторами нечітких даних і низька адаптація до динамічних змін структур вихідних даних та зовнішніх впливів, що в свою чергу призводить до зниження достовірності і оперативності ідентифікації КСКЗ. Зроблено висновок про перспективність напрямку розробки та дослідження комплексних методів ідентифікації стану КСКЗ. Розроблено схему ідентифікації стану КСКЗ, яка включає підсистему ідентифікації аномалій та зловживань. Основою функціонування підсистеми ідентифікації зловживань є комплексне використання інтелектуальних методів класифікації, що включає нейронну мережу АРТ-1, вдосконалені моделі нечіткого виведення та ймовірнісного автомату. В основі функціонування підсистеми ідентифікації аномалій лежить комплексне використання статистичних методів класифікації та систем прийняття рішень на основі дискримінантного, кластерного класифікаторів та класифікатора Байєса, які адаптовані до оцінки показників функціонування КСКЗ з ознаками нечіткості. Для двухальтернативної класифікації в роботі виконано модернізацію методу дискримінантного аналізу за умови нечітких вихідних даних, яка базується на отримані аналогів теоретико-ймовірнісних характеристик нечітких величин, а саме математичного сподівання, дисперсії та коефіцієнтів кореляції, які в подальшому використані для стандартної схеми розрахунку шляхом вирішення системи лінійних рівнянь і класифікації стану об'єкта. Для багатоальтернативного діагностування в роботі виконано модернізацію методу кластерного аналізу за умови, коли координати точок (результати вимірювання показників, які контролюються), а також центри групування кластерів задані нечітко своїми функціями приналежності. Запропоновано процедуру порівняння нечітких відстаней між об'єктами кластеризації і центрами групування, що базується на порівнянні нечіткої функції різниці відстаней з нулем. Розроблено правила трактування результату порівняння нечіткого числа з нулем. Знайдено критерій оцінки інформативності показників функціонування КСКЗ в умовах нечітких вихідних даних, значення якого належить кінцевому інтервалу, не залежить від типу функції приналежності показників і від правила входження функцій в формулу для розрахунку. Отримано міру інформативності для нечітких показників, які контролюються та задані гаусовою та експоненціальною функціями приналежності. Розроблено критерій інформативності нечітких параметрів, який базується на оцінці площі ділянок, які виникають при перетині функцій приналежності станів. Для ідентифікації стану КСКЗ з необмеженим числом контрольованих показників розроблено експертну систему з непродукційним механізмом логічного висновку, яка базується на модифікованому класифікаторі Байєса. Розроблено експрес-метод ідентифікації стану КСКЗ на основі комплексного використання статистичних методів класифікації, що включає BDS-тестування, оцінку показників Херста та контрольних карт Шухарта, CUSUM та EWMA. Синтезовано новий показник нормального функціонування КСКЗ, який базується на значенні джитера системи та розроблено шаблон нормальної поведінки КСКЗ на основі BDS-тестування та показника Херста. Побудовано шаблони нормального стану КСКЗ на основі контрольних карт Шухарта, CUSUM, EWMA. Розроблено метод класифікації стану КСКЗ на основі нейронної мережі АРТ-1, що включає комплексне використання блоків АРТ-1. Для імітації вторгнень в КСКЗ розроблено програмну модель, що дозволило проаналізувати прототипи шкідливого програмного забезпечення, виділити найбільш інформативні ознаки та використати їх в якості масок для отримання двійкових сигнатур шкідливого програмного забезпечення. На прикладі отриманих двійкових векторів виконано навчання системи та знайдено коефіцієнти подібності. Отримано, що використання розробленого методу дозволило підвищити оперативність ідентифікації стану КСКЗ. Розроблено метод ідентифікації стану КСКЗ на основі системи нечіткого виведення, який відрізняється від відомих використанням процедури мінімізації кількості правил, що зв'язують вхідні і вихідні нечіткі змінні, що дозволило підвищити оперативність ідентифікації стану КСКЗ. Розроблено метод ідентифікації стану КСКЗ на основі ймовірнісного автомата. Основними складовими методу є модель генерації структури автомата і процедура його модифікації. Відмінною особливістю методу є адаптація процедури генерації структури автомата до ситуацій виявлення однотипних сценаріїв шляхом перебудови структури автомата при виявленні збігів і перерахунку ймовірності переходів зі стану в стан. Удосконалений метод дозволяє прискорити процес виявлення аномальної поведінки КСКЗ, а також виявляти зловживання комп'ютерної системи, сигнатури сценаріїв яких лише частково збігаються з екземплярами, які були використані при генерації структури автомата. На основі ROC-аналізу виконано порівняльне дослідження та оцінка достовірності та оперативності розроблених методів та засобів ідентифікації аномалій та зловживань в КСКЗ. Розроблено практичні рекомендації щодо застосування методів та засобів ідентифікації аномалій та зловживань КСКЗ, вироблено відповідні рекомендації щодо управління рівнем чутливості та специфічності класифікатора з метою регулювання рівня хибно-позитивної та хибно-негативної ідентифікації.
The thesis for the academic degree of Doctor of technical sciences on the speciality 05.13.05 – computer systems and components (123 – Computer engineering). – National technical university "Kharkiv polytechnic institute", The Ministry of science and education of Ukraine, Kharkiv, 2019. The thesis is dedicated to the enhancement of efficiency and reliability of the identification of the computer systems of critical application state by means of development and improvement of methods and means of recognition of anomalies and abuses. The analysis of the scientific and technical problem of the indication of CSCA for data protection was carried out. The examination of main dangers and factors affecting the state of the information protection in the computer systems of critical application was done. The requirements of efficiency and reliability of the identification of the CSCA state, data safety under external influence, functional criteria of information protection were studied. It was shown that the system of indication of the CSCA state was one of the multilevel tools for information protection and consist of two classes of methods: the anomaly identification methods and the abuse identification methods. It was found that the main disadvantages of the anomaly and abuse identification methods were a neglect of fuzzy set factors and low adaptation to dynamic changes of the initial dataset structures and external effects that leads to the decrease of efficiency and reliability of the CSCA identification. The conclusion of perspective of the direction of development and investigation of complex methods of the identification of the CSCA state was drawn. A scheme of the identification of the CSCA state that includes the subsystem of the anomaly and abuse identification was proposed. The basis of performance of the abuse identification subsystem is complex use of intelligent classification methods that includes the neural network ART-1, the improved models of fuzzy output and the probabilistic automaton. Complex use of the statistical methods of classification and the decision support systems based on discriminant, cluster, Bayes classifiers adapted for the evaluation of performance parameters of the CSCA with fuzzy signs serves as a basis for performance of the anomaly identification subsystem. Enhancement of the discriminant analysis method under the condition of fuzzy input data was performed for the two-alternative classification. It was based on the analogies of theoretic and probabilistic characteristics of fuzzy numbers, particularly, the expected value, the dispersion of correlation coefficients, used for the standard calculation scheme by means of the solution of the linear equation system and the classification of the object state. In the present work the enhancement of the cluster analysis under condition of fuzzy specification of the point coordinates (the results of measurements of controlled parameters) and the centers of cluster groups, defined by membership functions, was done for the multi-alternative diagnostic. The procedure of the comparison of fuzzy distances between the objects of clustering and the group centers, based on the comparison of fuzzy function of distance difference with zero was proposed. The rules for the result treatment of the comparison of fuzzy number with zero were developed. A criterium of self-descriptiveness estimation of the performance parameters of CSCA under fuzzy input data, the value of which belongs to the final range, does not depend on the parameter membership function type and on the rules of inclusion of the function into evaluation expression, was found. The self-descriptiveness rate of the controlled fuzzy parameters, described by gaussian and exponential function of membership, was obtained. The criterium of self-descriptiveness of fuzzy parameters based on the surface evaluation of the area of intersection of the state membership functions was developed. An expert system with non-productional mechanism of logic inference based on modified Bayes classifier was created for identification of the CSCA state with infinite numbers of controlled parameters. An express method of identification of the CSCA state relied on complex use of statistic methods of classification including BDS test, the evaluation of Hurst exponent and Shewhart charts, CUSUM and EWMA, as components of the subsystem on anomaly recognition, was worked out. A new parameter of normal performance of CSCA based on the jitter value of the system was synthesized and a template of normal behavior of CSC A arising from BDS test and Hurst exponent values was proposed. The templates of the normal system state of CSCA relying on Shewhart charts, CUSUM and EWMA were built. A classification method of CSCA state based on the neuron network ART-1 that included complex use of ART-1 blocks was developed. A program model developed to imitate intrusions into CSCA allowed to analyze the prototypes of malware, to distinguish the most informative descriptors and to use them as masks to obtain binary signatures of malware. The obtained binary vectors were used as examples in system training and in similarity measure search. The use of the proposed method improved the efficiency of identification of the CSCA state. A method of identification of the CSCA state relying on the system of fuzzy output, which differs from the well-known by the use of minimization procedure of number of rules linking input and output fuzzy variables, was suggested. It allowed to improve efficiency of the identification of CSCA state. An identification method of computer system of critical application state was proposed on the basis of the probabilistic automaton. The method consists of the model of generation of an automaton structure and the procedure of its modification. The main feature of the method is an adaptation of the generation procedure of the automaton structure to the situation of recognition of identical scripts by means of the automaton structure rebuilding upon coincidence detection and recalculation of the probability of transfer between states. The improved method allows to accelerate the process of revelation of anomaly behavior of the CSCA as well as to detect the abuse of computer system, signature scenarios of which only partially match the examples used for the generation of the automaton structure. On the basis of ROC-analysis a comparative study and an estimation of reliability and efficiency of developed methods and means of anomaly and abuse identification in CSCA was performed. Practical recommendations on the use of the methods and means of the anomaly and abuse identification of the CSCA were proposed and corresponding recommendations on operation of sensitivity level and classifier specification to regulate the level of false-positive and false-negative identification were suggested.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. Дисертацію присвячено підвищенню оперативності та достовірності ідентифікації стану комп'ютерних систем критичного застосування шляхом розробки та удосконалення методів та засобів розпізнавання аномалій та зловживань. Проведено аналіз науково-технічної проблеми ідентифікації стану КСКЗ для захисту даних. Виконано порівняльні дослідження існуючих методів та відомих комп'ютеризованих систем ідентифікації стану, виявлено ряд обмежень їх використання. Зроблено висновок про перспективність напрямку розробки та дослідження комплексних методів ідентифікації стану КСКЗ. Розроблено схему ідентифікації стану КСКЗ, яка включає підсистему ідентифікації аномалій та зловживань. Синтезовано критерії оцінки інформативності показників функціонування КСКЗ. Виконано модернізацію методу дискримінантного і кластерного аналізу за умови нечітких вихідних даних. Розроблено експертну систему з непродукційним механізмом логічного виведення, що дозволило виконати ідентифікацію стану КСКЗ з необмеженим числом контрольованих показників. Розроблено експрес-метод ідентифікації стану КСКЗ на основі комплексного використання статистичних методів класифікації, що включає BDS-тестування, оцінку показників Херста та контрольних карт Шухарта, CUSUM та EWMA, що дозволило збільшити достовірність ідентифікації вторгнень в КСКЗ. Синтезовано новий показник нормального функціонування КСКЗ, на основі BDS-статистики, який відрізняється від відомих використанням синтезованого показника джиттера параметрів системи. Удосконалено метод ідентифікації стану КСКЗ на основі комплексного використання інтелектуальних методів ідентифікації, що включає нейронну мережу АРТ-1, систему нечіткого виведення Мамдані та ймовірнісний автомат, що підвищило оперативність ідентифікації вторгнень в КСКЗ. Виконано порівняльне дослідження та оцінку достовірності та оперативності розроблених методів та засобів ідентифікації аномалій та зловживань в КСКЗ, надано практичні рекомендації.
The thesis for the academic degree of Doctor of technical sciences on the speciality 05.13.05 – computer systems and components. – National technical university "Kharkiv polytechnic institute", Kharkiv, 2019. The thesis is dedicated to the enhancement of efficiency and reliability of the identification of the computer systems of critical application state by means of development and improvement of methods and means of recognition of anomalies and abuses. The analysis of the scientific and technical problem of the indication of CSCA for data protection was carried out. It was shown that the system of indication of the CSCA state consist of two classes of methods: the anomaly identification methods and the abuse identification methods. It was found that the main disadvantages of the anomaly and abuse identification methods were a neglect of fuzzy set factors and low adaptation to dynamic changes of the initial dataset structures and external effects that leads to the decrease of efficiency and reliability of the CSCA identification. The conclusion of perspective of the direction of development and investigation of complex methods of the identification of the CSCA state was drawn. A scheme of the identification of the CSCA state that includes the subsystem of the anomaly and abuse identification was proposed. The basis of performance of the abuse identification subsystem is complex use of intelligent classification methods that includes the neural network ART-1, the improved models of fuzzy output and the probabilistic automaton. Complex use of the statistical methods of classification and the decision support systems based on discriminant, cluster and Bayes classifiers. Enhancement of the discriminant analysis method under the condition of fuzzy input data was performed for the two-alternative classification. It was based on the analogies of theoretic and probabilistic characteristics of fuzzy numbers, particularly, the expected value, the dispersion of correlation coefficients, used for the standard calculation scheme by means of the solution of the linear equation system and the classification of the object state. In the present work the enhancement of the cluster analysis under condition of fuzzy specification of the point coordinates (the results of measurements of controlled parameters) and the centers of cluster groups, defined by membership functions, was done for the multi-alternative diagnostic. The procedure of the comparison of fuzzy distances between the objects of clustering and the group centers, based on the comparison of fuzzy function of distance difference with zero was proposed. The rules for the result treatment of the comparison of fuzzy number with zero were developed. A criterium of self-descriptiveness estimation of the performance parameters of CSCA under fuzzy input data, the value of which belongs to the final range, does not depend on the parameter membership function type and on the rules of inclusion of the function into evaluation expression, was found. The self-descriptiveness rate of the controlled fuzzy parameters, described by gaussian, exponential functions of membership and the criterium based on the surface evaluation of the area of intersection of the state membership functions was developed. An expert system with non-productional mechanism of logic inference based on modified Bayes classifier was created for identification of the CSCA state with infinite numbers of controlled parameters. An express method of identification of the CSCA state relied on complex use of statistic methods of classification including BDS test, the evaluation of Hurst exponent and Shewhart charts, CUSUM and EWMA, as components of the subsystem on anomaly recognition, was worked out. A new parameter of normal performance of CSCA based on the jitter value of the system was synthesized and a template of normal behavior of CSCA arising from BDS test and Hurst exponent values was proposed. The templates of the normal system state of CSCA relying on Shewhart charts, CUSUM and EWMA were built. A classification method of CSCA state based on the neuron network ART-1 that included complex use of ART-1 blocks was developed. The use of the proposed method improved the efficiency of identification of the CSCA state. A method of identification of the CSCA state relying on the system of fuzzy output, which differs from the well-known by the use of minimization procedure of number of rules linking input and output fuzzy variables, was suggested. It allowed to improve efficiency of the identification of CSCA state. An identification method of computer system of critical application state was proposed on the basis of the probabilistic automaton. The main feature of the method is an adaptation of the generation procedure of the automaton structure to the situation of recognition of identical scripts by means of the automaton structure rebuilding upon coincidence detection and recalculation of the probability of transfer between states. The improved method allows to accelerate the process of revelation of anomaly behavior of the CSCA as well as to detect the abuse of computer system, signature scenarios of which only partially match the examples used for the generation of the automaton structure. On the basis of ROC-analysis a comparative study and an estimation of reliability and efficiency of developed methods and means of anomaly and abuse identification in CSCA was performed. Practical recommendations on the use of the methods and means of the anomaly and abuse identification of the CSCA were proposed.

Дисертацію присвячено розробці комплексного методу ідентифікації технічного стану газоперекачувального агрегату (ГПА) як об’єкта керування, а також розробці інформаційного та програмного забезпечення у складі системи автоматизованого керування ГПА, що реалізує даний метод. На основі аналізу структури процесу ідентифікації технічного стану газоперекачувальних агрегатів на основі даних технологічного процесу компримування природного газу, основних етапів підготовки даних до обробки, методів поглибленого аналізу даних та методів опрацювання результатів, розроблено комплексний метод ідентифікації технічного стану газоперекачувальних агрегатів на основі параметрів процесу функціонування із застосуваннями методів аналізу даних та методів штучного інтелекту, що дає змогу виявити І попереджувати аварійні ситуації. Розроблено, на основі ентропійних оцінок, алгоритм побудови процесу аналізу з урахуванням інформаційної цінності ознак, що дало можливість досягати заданої достовірності оцінки стану за мінімальний час. Розроблено та реалізовано концепцію адаптивного клієнта блоку ідентифікації технічного стану ГПА у складі автоматизованої системи керування,, що дає змогу розподілити обчислювальні задачі між ресурсами системи, виходячи з їх поточної завантаженості та скоротити час обчислень. Синтезоване програмне забезпечення ідентифікації технічного стану ГПА, що дає змогу оцінити технічний стан ГПА з заданою точністю за найкоротший час на основі даних про його функціонування. Знайшов подальший розвиток метод розпізнавання імпульсів певної форми у структурі параметрів технологічного процесу на основі вейвлета, згенерованого за формою шуканого імпульсу, що дало змогу підвищити достовірність виявлення таких імпульсів.
Диссертация посвящена разработке комплексного метода идентификации технического состояния газоперекачивающего агрегата (ГПА) как объекта управления, а также разработке информационного и программного обеспечения в составе системы автоматизированного управления ГПА, реализующего данный метод. Исходя из анализа структуры процесса идентификации технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе данных технологического процесса компримирования природного газа, основных этапов подготовки данных к обработке, методов углубленного анализа данных и методов обработки результатов, разработан комплексный метод идентификации технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе параметров процесса функционирования с применением методов анализа данных и методов искусственного интеллекта, позволяющий определять и предупреждать аварийные ситуации. Разработан на основе энтропийных оценок, алгоритм построения процесса анализа с учетом информационной ценности признаков, что позволило достигать заданной достоверности оценки состояния за минимальное время. Разработана и реализована концепция адаптивного клиента блока идентификации технического состояния ГПА в составе автоматизированной системы управления, что позволяет распределить вычислительные задачи между ресурсами системы, исходя из их текущей загруженности, тем самым сокращая время вычислений. Синтезировано программное обеспечение идентификации технического состояния ГПА, которое позволяет оценить техническое состояние ГПА с заданной точностью за короткое время на основе данных о его функционировании. Нашел дальнейшее развитие метод распознавания импульсов определенной формы в структуре параметров технологического процесса на основе вейвлета, сгенерированного по форме искомого импульса, что позволило повысить достоверность выявления таких импульсов.
The thesis is devoted to developing an integrated method of identifying the technical state of gas compressing units (GCU) as control object, and development of informational and software in the automatic control system of GCU that implements this method. By analyzing the structure of the identification process for technical state of gas compressor units based on data from process of natural gas compression, the main stages of preparing the data to the processing methods of advanced data analysis techniques, there was developed a comprehensive method of identifying the technical state of gas compressor units based on the parameters of the functioning, application of data analysis methods and techniques of artificial intelligence, that give possibility to detect and prevent accidents. Developed, based on entropy estimates, construction of process analysis algorithm, based on information value features that made it possible to achieve the desired reliability assessment in the minimum time. Developed and implemented the concept of adaptive client for identification of GCU technical condition in the automated control system, which makes it possible to distribute computing tasks between resources system, based on their current workload and reduce the computation time. Synthesized software for identification of GCU technical condition that allows to evaluate the 'technical condition of the GCU with given accuracy in the shortest time based on it’s performance. Found further development the method of recognition of pulse with certain form in the structure of process parameters, based on wavelet generated by the form of the desired pulse, leading to improved reliability of detection of such pulses.

У дисертаційній роботі визначені основні шляхи удосконалення моделей та методичних підходів з оцінювання рівня безпеки складних систем, визначені можливості надання методичного забезпечення з аналізу «система – навколишнє середовище (НС)». Розглянуто характеристику методів дослідження стану «система – НС» відповідно до методичних підходів щодо екологічного, еколого-економічного аналізу з оцінки рівня екологічної безпеки. Запропоновано систему методів для комплексної оцінки інформаційних даних моніторингу різнорідних об’єктів, удосконалення методів і засобів обробки, аналізу і оцінки еколого-соціально-економічної інформації. Розроблено інформаційно-методичне забезпечення комплексного аналізу рівня екологічної безпеки об’єктів на базі ентропійно-інформаційних підходів усвідомленням моніторингових даних. Запропоновано алгоритмічне забезпечення реалізації методичного забезпечення оцінки якості складних систем на рівні дослідження «стан (система – НС) – процес – стан системи». Проаналізовано підходи з розробки інформаційно-програмного забезпечення вирішення комплексних завдань оцінки стану складних різнорідних об’єктів щодо відповідності їх функціонування вимогам екологічної безпеки і сталого екологічного розвитку. Розроблено програмне забезпечення для безперервного контролю рівня екобезпеки в умовах техногенного навантаження територій, нестабільного стану системи, регулювання і вибору ефективних процесів на виробництві за наданим комплексним аналізом та оцінкою стану різнорідних складних систем, небезпечних ситуацій.
В диссертационной работе определены основные пути усовершенствования моделей и методических подходов оценивания экологического качества сложных систем, дан анализ существующих методов оценки состояния «система – окружающая среда (ОС)». Проанализированы подходы для формирования методического обеспечения решения комплексных задач оценки уровня безопасности сложных разнородных объектов, определения соответствия их состояния требованиям гомеостатического функционирования в условиях социально-экономического развития. Определены особенности применения информационных технологий в экологическом анализе безопасности сложных систем, обозначены направления их усовершенствования для обеспечения комплексной оценки экологического качества природно-техногенных объектов. Дана характеристика методов исследования состояния «система – ОС» в сфере экологического, эколого-экономического анализа по оценке уровня экологической безопасности сложных объектов. Предложено применение системы методов с целью последовательного определения уровня дестабилизации «система – ОС», комплексной оценки безопасности состояния сложных объектов любого уровня организации и получение необходимых знаний для формирования информационных баз данных с целью обеспечения экологических исследований и контроля качества природно-техногенных систем в условиях неопределенности их взаимодействия с объектами ОС. Предложены усовершенствования методов анализа и оценки эколого-социально-экономической информации. Разработан обобщенный алгоритм комплексного анализа мониторинговых данных и оценки уровня экологической безопасности системных объектов на основе энтропийно-информационных функций и компараторной идентификации соответствий уровню экологического качества. Предложено информационно-программное обеспечение реализации оценки экологического качества сложных систем в исследованиях «состояние (система – ОС) – процесс – состояние системы». Разработано программное обеспечение для беспрерывного контроля уровня экологической безопасности природно-техногенных объектов в условиях техногенной нагрузки территорий, нестабильного состояния систем промышленных объектов с учетом взаимодействий «система – окружающая среда», идентификации экологически опасных эффектов в течении производственных процессов.
The basic ways to improve the models and methodological approaches to evaluation of complex systems safety and methodological support capability in analysis “system – the environment” are determined in the thesis. Considered investigation methods characteristic of “system – the environment” state according to the methodological approaches in the field of environmental, ecological and economic analysis to assess environmental safety level. The system of methods for integrated assessment information data monitoring of heterogeneous objects, methods and means improvement of the processing, analysis and evaluation of environmental and socio-economic information are proposed. The information and methodological support comprehensive analysis of the environmental safety of objects based on entropy and information awareness approaches of monitoring data. Algorithmic implementation of methodological support software for quality evaluation of complex systems-level research “state (system – the environment) – process – system statе” is proposed. Analyzed approaches in developing information and software support for solving complex tasks of heterogeneous complex objects accordance assessment to their environmental sustainable development operation and environmental safety requirements. The software was developed for continuous environmental safety monitoring in terms of anthropogenic impact areas, the unstable system state, management and selection of effective production processes according to the provided comprehensive analysis and assessment of diverse complex systems and dangerous situations.

Дипломну роботу присвячено розроблені алгоритмічного та програмного забезпечення комп’ютерної системи ідентифікації стану шлунково-кишкового тракту людини на базі її математичного забезпечення ядром якого є математична модель електрогастросигналу методів його аналізу. В якості математичної моделі електрогастросигналу обґрунтовано модель у вигляді періодично корельований випадковий процес, а в основі методу аналізу покладено компонентний метод аналізу, який забезпечує процедуру розроблення алгоритмічного забезпечення ідентифікації стану шлунково-кишкового тракту людини для комп’ютерної системи. На базі алгоритмічного забезпечення розроблено програмне забезпечення із графічним інтерфейсом користувача в середовищі Matlab для комп’ютерної системи ідентифікації стану шлунково-кишкового тракту людини, яке забезпечує процедуру автоматизації процесу аналізу електрогастросигналу.