VESTNIK CHUVASHSKOGO UNIVERSITETA. 2018, no. 1

Articulus_602 388793 2018-3-29 14:27:48 19 0 9572 1810-1909 Вестник Чувашского университета 1 2018 Технические науки 5-175
ELECTRICAL TECHNOLOGY AND POWER ENGINEERING
5-13 RAR Афанасьев Александр Александрович доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет afan39@mail.ru Afanasyev Alexander Doctor of Technical Sciences, Professor of Management and Computer science in Technical Systems Department Chuvash State University Ефимов Вячеслав Валерьевич кандидат технических наук, главный специалист отдела электрических машин ЗАО "ЧЭАЗ" (г. Чебоксары) Efimov Vyacheslav Candidate of Technical Sciences, Chief Specialist of the Department of Electrical Machines JSC "ChEAZ" (Russia, Cheboksary) Токмаков Дмитрий Анатольевич ЗАО "ЧЭАЗ" (г. Чебоксары) технический директор Tokmakov Dmitry JSC "ChEAZ" (Russia, Cheboksary) Technical Director ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ МАГНИТНОГО РЕДУКТОРА С ОБМОТКОЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА СТАТОРЕ ELECTROMAGNETIC MOMENTS OF MAGNETIC GEARBOX WITH ALTERNATING CURRENT WINDING ON STATOR Электромагнитные моменты роторов магнитного редуктора будут всегда присутствовать, если имеется электромагнитный момент обмотки статора. Для нахождения электромагнитных моментов роторов редуктора достаточно определить электромагнитный момент статора. При использовании резольверов в схеме управления преобразователем частоты ток статора может иметь форму, близкую к синусоидальной, и находиться в фазе (генераторный режим) или в противофазе (двигательный режим) с ЭДС холостого хода обмотки статора. В этом режиме все электромагнитные моменты прямо пропорциональны току статора и не имеют предельных "опрокидывающих" значений, которые наблюдаются у нерегулируемых магнитных редукторов с постоянными магнитами на статоре и внутреннем роторе. Показано, что с ростом тока статора угол нагрузки синхронной машины увеличивается, но предельного значения, равного p/2, он достигает только при бесконечно большом токе статора. Опытные и расчётные значения моментов, полученные по данным аналитических и численных вычислений, имеют достаточно близкие уровни. There are always electromagnetic moments of the rotors of the magnetic gear if there is an electromagnetic torque of the stator winding. To find electromagnetic moments of the rotors of the gearbox it is sufficient to determine the electromagnetic torque of the stator. When using resolvers in the control circuit by the frequency, converter current of the stator may have a shape close to sinusoidal and be in phase (generator mode) or in anti phase (motional mode) with EMF of the stator winding idling. In this mode, all electromagnetic moments are directly proportional to stator current and have no ultimate "tipping" values, which are observed in the unregulated magnetic gear with a permanent magnet stator and inner rotor. It is shown that when stator current increases load angle of the synchronous machine increases, but it reaches the limit values equal to p/2 only in case of an infinitely large current of the stator. Experienced and calculated values of moments obtained according to analytical and numerical computations have similar levels. 621.313 31.261 tooth winding electromagnetic torque of stator magnetic conductivity of modulator experimental magnetic gearbox experimental values for moments of the rotors analytical and numerical computations Афанасьев А.А. Аналитические и численные методы решения задач электромеханики на основе комплексного магнитного потенциала. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2017. 430 с. Афанасьев А.А., Дмитренко А.М., Ефимов В.В. Магнитная проводимость модулятора магнитного редуктора // Электротехника. 2017. № 7. С. 11-14. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980. 256 с. Jiabin Wang, Kais Atallah, Carvley S.D. A Magnetic Continuously Variable Transmission Device. IEEE Transactions on magnetic, 2011, vol. 47, no. 10, pp. 2815-2818. Jian Linni, Chau K.T., Yu Gong A.O. Comparison of Coaxial Magnetic Gears With Different Topologies. IEEE Transactions on magnetic, 2009, vol. 45, no. 10, pp. 4526-4529. ВестникЧГУ_2018_1_с.005_013.pdf
14-23 RAR Ашмарин Василий Васильевич кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии Чувашский государственный университет ashmarin1953@yandex.ru Ashmarin Vasily Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Life Safety and Environmental Engineering Department Chuvash State University Блохинцев Анатолий Александрович кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии Чувашский государственный университет Blokhintsev Anatoly Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Associate Professor of Life Safety and Environmental Engineering Department Chuvash State University РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ШУНТИРУЮЩЕГО РАЗРЯДНИКА ДЛЯ МОЩНЫХ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ, РАБОТАЮЩИХ НА МАЛОИНДУКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА DEVELOPMENT AND STUDY OF SHUNT DISCHARGER FOR HIGH-POWER CAPACITIVE ENERGY STORAGE TO RUN LOW-INDUCTANCE ELECTOMAGNETIC APPARATUSES Предложены аналитические выражения для расчета шунтирующего режима емкостного накопителя энергии при его работе на малоиндуктивные ускорители масс. Проведен анализ экспериментальных исследований по влиянию параметров цепи шунтирования на эффективность режима. Установлено, что использование шунтирующего режима накопителя с целью повышения эффективности работы электродинамических ускорителей масс целесообразно при следующих соотношениях параметров цепи шунтирования и нагрузки: индуктивности L2 ? 0,05 L3; сопротивлении канала R ? 0,05 ?L3. Разработана и исследована конструкция твердотельного многоканального разрядника, позволяющая реализовать приведенные соотношения: сопротивление канала R < 1 мОм, индуктивность L2 < 5 нГн. The analytical expression is proposed to calculate the bypass mode of the capacitive energy storage device during its work for the little inductance mass accelerators. The analysis of experimental studies showing the influence of bypass circuit parameters on the mode efficiency was carried out. It was found that it is useful to apply by-passing mode to increase the efficiency of the electrodynamics mass accelerators in case of the following proportions of bypass circuit parameters and load h2≤0,05 L3; R≤0,05 ωL3. The design of multi-channel solid state arrester was developed and studied, it allowing to realize given relations: channel resistance is R <1 mOm, inductance is L2 < 5 nHn. 621.3.027.3 31.2 bypass mode discharge circuit mass accelerators switch action integral parameters optimization А.с. СССР № 983858 МКН3 HOIT3/00 HOIT5/00. Многоканальный искровой разрядник / Ашмарин В.В., Блохинцев А.А., Калихман С.А. Опубл. 23.12.82. Бюл. № 4c-2c. А.с. СССР № 1264798 МКН3 HOIT2/02. Многоканальный управляемый разрядник / Ашмарин В.В., Блохинцев А.А., Калихман С.А. Опубл. 15.06.86. А.с. СССР № 1557613 МКН3 HOIT2/02. Шунтирующий разрядник / Ашмарин В.В., Абрамов А.М. и др. Опубл. 20.07.88. Ашмарин В.В. Коммутаторы емкостного накопителя энергии для электродинамического ускорителя массы: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1994. 19 с. Finist G., Wetter M., Meyer T. New spark-gap technology with efficient line-follow current suppression for the protection of powerful LV distribution systems. Int. Conf. on Lightning Protection (ICLP). Estoril, 2016, pp. 1-7. DOI: 10.1109/ICLP.2016.7791513. Grabowski C., Derman J.H., Domonkos M. Operation of rail-gap switches in a high-current, low-inductance crowbar switch. IEEE Pulsed Power Conference (PPC), Austin, TX, 2015, pp. 1-6. doi: 10.1109/PPC.2015.7296980. Reddy C.S., Sharma A., Mittal K.C. Experimental Investigations Into Pulse-Charged Spark Gap Recovery Times and Influencing Factors. IEEE Transactions on Plasma Science, 2016, vol. 44, no. 3, pp. 331-337. doi: 10.1109/TPS.2015.2509162. ВестникЧГУ_2018_1_с.014_023.pdf
24-35 RAR Булычев Александр Витальевич Чувашский государственный университет bav@bresler.ru доктор технических наук, профессор кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики Bulychev Aleksandr Chuvash State University Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation Дементий Юрий Анатольевич Чувашский государственный университет dementii_iua@bresler.ru аспирант кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики Dementiy Yuriy Chuvash State University Post-Graduate Student, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation Козлов Владимир Николаевич Чувашский государственный университет кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики Kozlov Vladimir Chuvash State University Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation КОМПЕНСАЦИЯ ПОЛНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ 6-10 кВ FULL EARTH CURRENT COMPENSATION IN 6-10 kV NETWORK Предложен принцип компенсации остаточного тока, позволяющий принудительно погасить дугу в месте повреждения и предотвратить повторные электрические пробои. Рассмотрены структура и функционал устройства, реализующего данный принцип. Представлены математическая и физическая модели сети с системой компенсации, проанализированы результаты моделирования, доказано соответствие моделей реальному объекту. Оценены динамические свойства и предельные возможности системы компенсации. Установлено, что гашение электрической дуги осуществляется системой за время, не превышающее 60 мс. The article proposes the principle of residual current compensation that allows forcing the arc to be extinguished in the place of damage and preventing repeated electrical breakdowns. The structure and the functional of the device implementing this principle are described. The mathematical and physical models of the full current compensated network are described, the simulation results are analyzed and the matching of the real models and objects is proven. Dynamic properties and limiting possibilities of the compensation system are estimated. It was found that the electric arc is extinguished by the system in a time not exceeding 60 ms. 621.316.925 31.27-05 one-phase earth fault arc extinguishing full current compensation network model experimental research А.с. 813587 СССР. Устройство для компенсации полного тока однофазного замыкания на землю / Обабков В.К., Целуевский Ю.Н.; заявитель Донецкий политехн. ин-т. № 2777496/23-07; заявл. 07.06.79 г.; опубл. 15.03.81 г., Бюл. № 10. Булычев А.В., Дементий Ю.А., Козлов В.Н. Экспериментальные исследования управляемого заземления нейтрали с функцией компенсации полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ // Релейная защита и автоматизация. 2017. № 04(29). С. 37-41. Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. М.: Госэнергоиздат, 1959. 416 с. Лихачев Ф.А. Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дугогасящих катушек. М.: Энергия, 1871. 106 с. Сирота И.М., Кисленко С.Н., Михайлов А.М. Режимы нейтрали электрических сетей. Киев: Наукова Думка, 1985. 254 с. ВестникЧГУ_2018_1_с.024_035.pdf
36-43 RAR Горбачевский Николай Иванович кандидат технических наук, заведующий кафедрой электротехники и энергообеспечения предприятия Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) Казанского национального исследовательского технологического университета aep-nk@mail.ru Gorbachevsky Nikolay Candidate of Technical Sciences, Head of the Department of Electrical Engineering and Power Supply of the Enterprise Nizhnekamsk Chemical Technology Institute (Branch) of Kazan National Research Technological University Сидоров Сергей Николаевич кандидат технических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок sidorov_ulstu@mail.ru Ульяновский государственный технический университет Sidorov Sergey Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Electrical Drive and Automation of Industrial Plants Department Ulyanovsk State Technical University Ганиев Ришат Наильевич Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) Казанского национального исследовательского технологического университета кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и энергообеспечения предприятия n7007@mail.ru Ganiev Rishat Nizhnekamsk Chemical Technology Institute (Branch) of Kazan National Research Technological University Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Electrical Engineering and Power Supply of the Enterprise АКТИВНЫЙ КОРРЕКТОР КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ НА ОСНОВЕ ДЕМПФИРУЮЩЕГО КОНДЕНСАТОРА ACTIVE POWER COEFFICIENT CORRECTOR ON BASIS OF DAMPING CAPACITOR Целью разработки корректора коэффициента мощности является поиск способов коррекции коэффициента мощности сетевого входа силовых преобразователей частоты с необходимостью устранения высших гармонических составляющих в составе кривой напряжения сети, что является одной из основных задач электромагнитной совместимости частотных преобразователей с сетью. Новизна разработки состоит в предложенном новом способе коррекции коэффициента мощности преобразователей частоты, отличающемся от известных вариантом исполнения демпфирующего устройства выходной цепи инвертора напряжения на основе полярного конденсатора, осуществляющего коммутацию в два этапа. Исследования предлагаемого корректора коэффициента мощности проведены путем моделирования в программе MatLab 14, пакет Simulink. Представленный вариант корректора коэффициента мощности позволяет добиться плавности изменения токов статорных обмоток во время коммутаций, завершающихся выключениями силовых транзисторов в обесточенном состоянии. The purpose of the development of the power factor corrector is to find ways to correct the power factor of the network input of power frequency converters with the need to eliminate the higher harmonic components in the network voltage curve, this is one of the main tasks of electromagnetic compatibility of frequency converters with the network. The novelty of the development consists in the proposed new method to correct the power factor of frequency converters, based on the properties of the polar capacitor RA, switched by means of controlled valves, different from the known version of the damping device output voltage inverter circuit based on a polar capacitor, switching in two stages. Studies of the proposed power factor corrector were carried out by modeling in the program MatLab 14, Simulink package. The corrector of the power factor allows achieving fluent changing of the currents of the stator windings during commutation, being over through turning off the power transistors in the de-energized condition. 621.3 31.261.2 power factor corrector damping capacitor power factor corrector Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. СПб.: Корона, 2001. 320 с. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. 3-е изд. Новосибирск: НГТУ, 2004. Пат. 2167484 РФ, (51) МПК H02M 7/12 (2000.01), H02M 7/155 (2000.01). Способ управления мощностью на сетевом входе трёхфазного вентильного преобразователя / Сидоров С.Н.; патентообладатель Ульяновский гос. техн. ун-т. № 99125760/09; заявл. 03.12.1999; опубл. 20.05.2001, Бюл. № 14. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. М.: Изд-во МЭИ, 2007. 632 с. Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией. М.: Энергия, 1968. 96 с. Частотно-регулируемые электроприводы в технологиях шинопроизводства / Р.Н. Ганиев, Н.И. Горбачевский, В.Н. Дмитриев, С.Н. Сидоров; под. ред. Н.И. Горбачевского. Ульяновск: УлГТУ, 2015. 245 с. ВестникЧГУ_2018_1_с.036_043.pdf
44-51 RAR Нгуен Конг Там аспирант кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет nguyencongtam06@gmail.com Nguyen Cong Tam Post-Graduate Student, Department of Management and Computer Science in Technical Systems Chuvash State University ВЛИЯНИЕ ВЫСОТЫ МАГНИТОВ НА РАБОЧИЕ СВОЙСТВА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО БЕСПАЗОВОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ INFLUENCE OF HEIGHT OF MAGNETS ON WORKING PROPERTIES OF MAGNETIC-ELECTRIC SLOT-LESS VALVE MOTOR Рассмотрены основные и добавочные явления магнитоэлектрического беспазового вентильного двигателя в немагнитном зазоре, к которому следует отнести и слой высокоэнергетического магнита. При высоте постоянных магнитов 11,7 мм индукция магнитного поля в воздушном зазоре между статором и ротором беспазового вентильного двигателя достигает максимального значения. Электромагнитный момент беспазового вентильного двигателя с комбинированной обмоткой при прочих равных условиях может быть в 1,5 раз больше аналогичного момента беспазового вентильного двигателя с медной обмоткой. The article considers the main and additional phenomena of the slot-less magneto-electric valve motor of a nonmagnetic gap, including also the layer of a high-energy magnet. With a permanent magnet height of 11,7 mm, the induction of the magnetic field in the air gap between the stator and the rotor of the slot-less valve motor reaches a maximum value. The electromagnetic moment of the slot-less valve motor with a combined winding under some other equal conditions can be 1,5 times greater than the analogous moment of a slot-less valve motor with a copper winding. 621.313.8 31.261 periodic complex potential functions height of permanent magnets EMF winding stator electromagnetic moment Афанасьев А.А., Нгуен Конг Там. Беспазовый магнитоэлектрический вентильный двигатель с комбинированным проводом // Вестник Чувашского университета. 2016. № 3. С. 5-12. Афанасьев А.А., Там Нгуен Конг, Нестерин В.А. Полевая аналитическая модель беспазового магнитоэлектрического вентильного двигателя // Вестник Чувашского университета. 2017. № 1. С. 26-36. Домбровский В.В. Справочное пособие по расчёту электромагнитного поля в электрических машинах. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. 256 с. Sanada M., Morinoto S. Efficiency Improvement in High speed Operation using Slot-less Configuration for Permanent Magnet Synchronous Motor. IEEE PES 2007 General Meeting, 2007, pp. 3-27. Sanada M., Ogawa T., Morimoto S., Takeda Y. Thrust Improvement of Linear Electromagnetic Actuator using Compound Wire with Copper and Iron. Proc. of 2005 Int. Power Electronics Conf. Niigata, 2005, pp. 431-434. ВестникЧГУ_2018_1_с.044_051.pdf
52-60 RAR Орлов Александр Игоревич кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики Марийский государственный университет karlorlov@gmail.com Orlov Aleksandr Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Electro-mechanics Department Mari State University Волков Сергей Владимирович Марийский государственный университет кандидат технических наук, заведующий кафедрой электромеханики, декан электроэнергетического факультета eef@marsu.ru Volkov Sergey Mari State University Candidate of Technical Sciences, Head of Electro-Mechanics Department, Dean of the Electro Energy Faculty Савельев Алексей Андреевич инженер 1-й категории, служба технологического развития, инноваций, энергосбережения и повышения энергетической эффективности Филиал ПАО "Межрегиональная сетевая компания Центра и Приволжья" - "Мариэнерго" savelich94@gmail.com Savelyev Aleksei Engineer of the 1st category, Service of Technological Development, Innovation Energy Saving and Energy Efficiency Improvement, Branch of Joint Stock Company "Interregional Distribution Grid Company of Center and Volga Region" - "Marienegro" СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ В ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ ВЫРАВНИВАНИИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКИ REDUCTION OF POWER LOSS IN THREE-PHASE TRANSFORMERS AT BALANCING OF NONSYMMETRICAL LOAD Предложена математическая модель трансформатора, учитывающая тип магнитопровода, а также потери в его конструктивных элементах от составляющей токов нулевой последовательности. Показан характер зависимости потерь трансформатора от различия проводимостей нагрузок отдельных фаз при неизменной суммарной проводимости. На основе результатов компьютерного моделирования определена связь суммарных потерь мощности с коэффициентами несимметрии токов по нулевой и обратной последовательностям и коэффициентом неравномерности нагрузки. Дана оценка снижению дополнительных потерь мощности в трансформаторах при использовании устройства выравнивания трехфазной нагрузки. The article proposed the mathematical model of a transformer that takes into account the type of magnetic core, as well as losses in its constructive elements from the component of zero sequence currents. It showed the character of the dependence of the transformer losses on the difference in the conductivities of the phase loads with the constant total conductivity. The results of computer simulation determined the relation between the total power losses and the unbalance coefficients of the zero and negative sequence currents and the coefficient of unevenness of load. It is estimated that additional power losses in transformers are reduced while using a three-phase load balancing unit. 621.3.06 31.2 losses of electric energy three-phase transformer nonsymmetrical load unbalanced load load balancing unbalance factor coefficient of unevenness quality of electric energy Бошняга В.А., Суслов В.М. Моделирование трехфазных трансформаторных устройств с трехстержневым магнитопроводом для инженерных расчетов несимметричных режимов при различных схемах соединения обмоток // Проблемы региональной энергетики. 2013. № 2(22). С. 38-50. Дед А.В., Волынкин А.И., Денисенко М.Ю., Кириченко Н.В., Сухов Е.С. Дополнительные потери мощности в электрических сетях при несимметричной нагрузке // Омский научный вестник. 2013. № 1(117). С. 157-158. Дед А.В. Определение потерь мощности в распределительных сетях с учетом влияния несимметричной нагрузки // Омский научный вестник. 2009. № 2(80). С. 167-170. Дед А.В., Паршукова А.В. Метод расчета дополнительных потерь мощности при несимметрии режима работы системы электроснабжения // Инновационная наука. 2015. № 10/2015. С. 61-65. Долингер С.Ю., Лютаревич А.Г., Горюнов В.Н., Сафонов Д.Г., Черемисин В.Т. Оценка дополнительных потерь мощности от снижения качества электрической энергии в элементах систем электроснабжения // Омский научный вестник. 2013. № 2(120). С. 178-183. Кирисов И.Г., Овчаренко Т.И. Минимизация потерь в силовых трансформаторах при изменении режима нагрузки // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2014. № 6(124). С. 49-56. Мирошник А.А. Методы вычисления потерь мощности в элементах несимметрично нагруженной сети // Електротехнiка i електромеханiка. 2011. № 5. С. 66-69. Курилин С.П. Развитие теории несимметричных режимов и энергетических процессов асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок: дис. … д-ра техн. наук. М., 2005. 367 с. Орлов А.И., Волков С.В., Савельев А.А. Анализ влияния устройства выравнивания нагрузки на показатели несимметрии электрической сети // Вестник Чувашского университета. 2016. № 3. С. 100-108. Орлов А.И., Волков С.В., Савельев А.А. Алгоритмы управления трехфазным устройством выравнивания нагрузки электрической сети // Вестник Чувашского университета. 2017. № 1. С. 162-172. Пат. 162639 РФ, МПК H02J 1/00 (2006.01) Устройство симметрирования нагрузки / Орлов А.И., Савельев А.А.; заявитель и патентообладатель Орлов А.И., Савельев А.А. № 2015146070/07; заявл. 26.10.2015; опубл. 20.06.2016, Бюл. № 17. 2 с. Пустоветов М.Ю. Математическая модель трехфазного трансформатора // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2012. Т. 321, № 4. С. 97-100. Юндин М.А., Ханин Ю.И. Дополнительные потери электроэнергии в силовых трансформаторах 10/0,4 кВ // Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 101(07). С. 1-11. Akagi H., Watanabe E.H., Aredes M. Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning. Wiley-IEEE Press, 2007, 379 p. Krause P.C., Wasynczuk O., Sudhoff S.D. Analysis of Electric Machinery and drive systems. 3rd ed. Wiley-IEEE Press, 2013, 680 p. ВестникЧГУ_2018_1_с.052_060.pdf
61-68 RAR Охоткин Григорий Петрович доктор технических наук, профессор, декан факультета радиоэлектроники и автоматики, заведующий кафедрой автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет elius@list.ru Okhotkin Grigory Doctor of Technical Sciences, Professor, Dean of Radioelectronics and Automatics Faculty, Head of Department of Automation and Management in Technical Systems Chuvash State University ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ АНАЛИЗА СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ VIRTUAL INSTRUMENT TO ANALYZE STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF DC MOTORS OF INDEPENDENT EXCITEMENT Разработан виртуальный прибор для анализа статических и динамических характеристик двигателей постоянного тока независимого возбуждения в среде программирования LabVIEW. Виртуальный прибор содержит удобную лицевую панель, позволяющую наглядно вводит паспортные данные двигателя и получить на экране параметры статической характеристики и структурной схемы, а также передаточные функции модели и графики переходных процессов тока якоря и угловой скорости двигателя. Виртуальный прибор позволяет исследовать переходный процесс пуска электродвигателя как в режиме холостого хода, так и под нагрузкой независимо от вида корней характеристического уравнения. Трансформация модели двигателя из системы второго порядка в первый и наоборот осуществляется автоматически. A virtual device for analyzing static and dynamic characteristics of independent excitation DC motors in LabVIEW programming environment has been developed. The virtual device contains a convenient front panel that allows to input visually the passport data of the engine and get the parameters of the static characteristics and structural scheme, as well as the transfer functions of the model and graphics of the current transients armature and angular velocity of the engine on the screen. The virtual device allows to investigate the transient process of starting the motor both in idle mode and under load, regardless of the type of roots of the characteristic equation. The transformation of the engine model from the second order to the first and vice versa is carried out automatically. 621.313.3 31.261.63 electric machines DC motor modeling of electric motors dynamics Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001. 704 с. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Высш. шк., 1991. 430 с. Электропривод летательных аппаратов / В.А. Полковников, Б.И. Петров, Б.Н. Попов и др.; под общ. ред. В.А. Полковникова. М.: Машиностроение, 1990. 352 с. Трэвис Дж., Кринг Дж. LabVIEW для всех. М.: ДМК Пресс, 2008. 880 с. ВестникЧГУ_2018_1_с.061_068.pdf
69-78 RAR Соколов Николай Сергеевич кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет ns_sokolov@mail.ru Sokolov Nikolay Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy Chuvash State University Алексеева Галина Николаевна Чувашский государственный университет старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства galina55509@mail.ru Alekseeva Galina Chuvash State University Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy Викторова Светлана Станиславовна Чувашский государственный университет старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства lark102@rambler.ru Viktorova Svetlana Chuvash State University Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy Смирнова Галина Михайловна Чувашский государственный университет старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства geodeos61@mail.ru Smirnova Galina Chuvash State University Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy Федосеева Ирина Петровна Чувашский государственный университет старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства sf1279@mail.ru Fedoseeva Irina Chuvash State University Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНА БУРОВЫХ СВАЙ RESEARCH AND DEVELOPMENT OF INSTALLATION FOR ELECTROHYDRAULIC TREATMENT OF DRILLING PILES CONCRETE Разрядно-импульсная технология устройства буроинъекционных свай открывает новое направление в геотехническом строительстве. Благодаря ее специфическим качествам она является оригинальной. В отличие от других технологий она позволяет изготовить буроинъекционные сваи повышенной несущей способности. Оригинальность этой технологии заключается в использовании генераторов импульсных токов для создания электрогидравлического эффекта в пробуренной и заполненной мелкозернистым бетоном скважине. Технология устройства буровых свай с помощью генератора импульсных токов (ГИТ) способствует повышению надежности и электробезопасности путем уменьшения рабочего напряжения. При формировании высокоэнергетического импульса создаются условия, при которых образуется и развивается ударная волна в виде электрогидравлического эффекта в среде мелкозернистого бетона на грунт стенок буровой скважины. ГИТ и высоковольтный разрядник являются единой конструкцией. При этом он является накопителем электрической энергии, а разрядник разгружает эту энергию в виде электрогидравлического эффекта. Тем самым создается свая-ЭРТ с повышенными значениями несущей способности по грунту. Установка широко используется в геотехнической практике при новом строительстве и реконструкции. Являясь уникальным инструментом при устройстве свай-ЭРТ и цементации оснований, генератор импульсных токов имеет широкое практическое значение в строительстве. The impulse-discharge technology of the device for flight augering piles opens a new direction in geotechnical construction. Due to its specific qualities, it is original. Unlike other technologies, it allows to produce flight augering piles with an increased bearing capacity. The originality of this technology is the use of pulse current generators to create an electro-hydraulic effect in a borehole drilled and filled with fine-grained concrete. The technology of drilling piles with the help of a generator of pulse current (GPC) contributes to increased reliability and electrical safety through reducing the operating voltage. When forming a high-energy pulse, conditions are created under which a shock wave is formed and developed in the form of an electrohydraulic effect in a medium of fine-grained concrete on the bottom of the walls of a borehole. GPC and high-voltage spark gap are of a single design. At the same time, it is an accumulator of electrical energy and the discharger unloads this energy in the form of an electrohydraulic effect. This creates a pile-EDT with increased values of the bearing capacity on the ground. The installation is widely used in geotechnical practice in a new construction and reconstruction. Being a unique tool in the construction of pile-EDT and cementation of bases, the generator of pulse currents has wide practical significance in construction. 624.154.5:621.319.53-229.2 Н582.5-043:З244.1 capacitor battery working voltage coaxial cable KVIM step voltage pulse current generator (PDT) boring pile impulse-discharge technology (IDT) multi-site broadenings Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. М.: Агропромиздат, 1989. С. 136-137. Куженин И.П. Испытательные установки и измерения на высоком напряжении. М.: Энергия, 1980. 135 с. Пат. 2250957 РФ, МПК Е02D 5/34. Способ изготовления набивной сваи / Н.С. Соколов, В.Ю. Таврин, В.А. Абрамушкин.; патентообладатель ООО "Научно-производственная фирма "ФОРСТ" № 2003121751/03; заявл. 14.07.2003. Бюл. № 12, 7 с. Разевича Д.В. Техника безопасности. 2-е изд.: М.: Энергия, 1976. 488 с. Соколов Н.С., Соколов С.Н., Соколов А.Н. Об ошибочном способе устройства буроинъекционных свай с использованием электроразрядной технологии // Жилищное строительство. 2016. № 11. С. 20-29. Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов, конденсаторов. М.; Л.: Энергия, 1965. 488 с. ВестникЧГУ_2018_1_с.069_078.pdf
INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL
79-87 RAR Боровик Владимир Сергееви студент IV курса факультета безопасности информационных технологий Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики bobahbdb@gmail.com Borovik Vladimir 4th year Student, Faculty of Information Technology Security Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Зенин Михаил Максимович студент IV курса факультета безопасности информационных технологий Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики mix.zenin.ifmo@yandex.ru Zenin Mikhail 4th year Student, Faculty of Information Technology Security Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Гатчин Юрий Арменакович Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики доктор технических наук, профессор кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем gatchin@mail.ifmo.ru Gatchin Yuriy Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Computer System Design and Security Югансон Андрей Николаевич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики аспирант кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем a_yougunson@corp.ifmo.ru Iuganson Andrey Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Post-Graduate Student, Department of Computer System Design and Security К ВОПРОСУ О БЕЗОПАСНОСТИ СМАРТ-КОНТРАКТОВ TO THE SECURITY ISSUE OF SMART CONTRACTS Смарт-контракты предназначены для заключения и поддержания коммерческих контрактов в технологии блокчейн. Эта технология лежит в основе децентрализованных приложений. Наибольшую популярность на данный момент имеют приложения, написанные с помощью смарт-контрактов на платформе Ethereum. Смарт-контракты, как и обычные программы, подвержены различным уязвимостям. В данной работе описаны результаты исследования безопасности смарт-контрактов, написанных на языке Solidity, для блокчейна на платформе Ethereum. Рассмотрены наиболее популярные уязвимости, даны рекомендации по их устранению. Итогом работы стала классификация уязвимостей, основанная на оценке степени возможного ущерба, а также актуальности, сложности и вероятности реализации. Smart-contracts are computer programs that can handle and transfer assets of considerable value. Blockchain is a key technology for decentralized applications. Nowadays. Ethereum is the most popular blockchain platform for smart-contracts. However smart-contracts are as vulnerable as common applications. The results of the research for security of Solidity-based smart contracts on the Ethereum blockchain are presented in this article. The most typical vulnerabilities in smart contracts are described in this paper. As a result a vulnerability classification was created based on the threat level, applicability, complexity and probability of the vulnerabilities. 004.42.056 З972.53 blockchain security vulnerabilities smart contracts programming language Solidity Банк данных угроз безопасности информации [Электронный ресурс]. URL: http://bdu.fstec.ru. Методика определения безопасности информации в информационных системах [Электронный ресурс]. URL: https://fstec.ru/component/attachments/download/812. Щеглов К.А. Постановка и подходы к решению задачи защиты информации от несанкционированного доступа в общем виде // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 1. С. 32-44. Югансон А.Н., Заколдаев Д.А. Разработка методики для расчета оценки технологической безопасности программных средств // Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере. 2017. № 1(23). С. 20-23. Atzei N., Bartoletti M., Cimoli T. A survey of attacks on Ethereum smart contracts (SoK). Proc. of Int. Conf. on Principles of Security and Trust. Berlin, Heidelberg, Springer, 2017, pp. 164-186. Becker G. Merkle signature schemes, merkle trees and their cryptanalysis. Ruhr-University Bochum, Tech. Rep., 2008. Available at: http://www.emsec.rub.de/media/crypto/attachments/files/2011/04/becker_1.pdf. Nakamoto S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. 2008. Available at: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf. ВестникЧГУ_2018_1_с.079_087.pdf
88-97 RAR Галанина Наталия Андреевна доктор технических наук, профессор кафедры математического и аппаратного обеспечения информационных систем Чувашский государственный университет galaninacheb@mail.ru Galanina Nataliya Doctor of Technical Sciences, Professor, Information Systems Math and Hardware Department Chuvash State University Алексеев Александр Георгиевич Чувашский государственный университет старший преподаватель кафедры вычислительной техники alexander_alexeyev@hotmail.com Alekseev Aleksander Chuvash State University Senior Lecturer, Department of Computer Science Серебрянников Александр Владимирович Чувашский государственный университет кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной электроники alex-silver@mail.ru Serebryannikov Alexander Chuvash State University Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Industrial Electronics Department ВЫЧИСЛЕНИЕ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ CUDA CALCULATION OF FOURIER TRANSFORM USING CUDA TECHNOLOGY В основе различных технологий исследования цифровых сигналов лежит дискретное преобразование Фурье, по возможности вычисляемое быстрыми методами. В статье предлагается решение задачи повышения скорости спектрального анализа сигналов способами гетерогенного параллельного программирования с использованием технологии Cuda. Определяется зависимость времени выполнения преобразования Фурье от размера задачи. Проводится анализ путей повышения эффективности вычислений. В качестве тестовых примеров рассматривается вычисление прямого преобразования Фурье на последовательностях, являющихся степенями двойки. Вычисление быстрого преобразования Фурье проводится с использованием библиотеки cuFFT. Для исследования используются графические ускорители GeForce GT 750M и GeForce GTX 670, изготовленные на базе архитектуры Kepler. The discrete Fourier transform, possibly computed by fast methods, underlies the various technologies for studying digital signals. The paper proposes the solution of the problem of increasing the speed of spectral analysis of signals by means of heterogeneous parallel programming using Cuda technology. The dependence of the execution time of the Fourier transform on the size of the problem is determined. As test examples, the calculation of the direct Fourier transform on sequences that are powers of two is chosen. The FFT was calculated using the cuFFT library. For the study, GeForce GT 750M and GeForce GTX 670 graphics accelerators were used, both based on the Kepler architecture. 004.42'274:621.391.083.92 З811.3-043:В161.911 digital signal processing (DSP) fast Fourier transform (FFT) heterogeneous parallel programming CUDA technology Kepler architecture speed Алексеев А.Г., Йовенко А.Р. Параллельное программирование. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2015. 194 с. Галанина Н.А. Синтез функциональных модулей БПФ // Вестник Чувашского университета. 2005. № 2. С. 124-127. Галанина Н.А., Песошин В.А., Иванова Н.Н. Разработка устройств цифровой фильтрации и спектрального анализа с индексированием данных в системе остаточных классов // Вестник Чувашского университета. 2014. № 2. С. 93-97. CuFFT [Электронный ресурс]. URL: https://developer.nvidia.com/cufft (дата обращения 22.12.2016). CuFFT User Guide [Электронный ресурс]. URL: http://docs.nvidia.com/cuda/cufft/index.html (дата обращения 22.12.2016). Gnuplot tutorial [Электронный ресурс]. URL: http://www.gnuplot.info/docs_5.0/gnuplot.pdf (дата обращения 22.12.2016). Kepler Compute Architecture White Paper [Электронный ресурс]. URL: http://international.download.nvidia.com/pdf/kepler/NVIDIA-Kepler-GK110-GK210-Architecture-Whitepaper.pdf (дата обращения 22.12.2016). Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Кабинета Министров Чувашской Республики в рамках научного проекта № 17-47-210790 р_а. ВестникЧГУ_2018_1_с.088_097.pdf
98-107 RAR Галанина Наталия Андреевна доктор технических наук, профессор кафедры математического и аппаратного обеспечения информационных систем Чувашский государственный университет galaninacheb@mail.ru Galanina Nataliya Doctor of Technical Sciences, Professor, Information Systems Math and Hardware Department Chuvash State University Иванова Надежда Николаевна Чувашский государственный университет кандидат технических наук, доцент кафедры математического и аппаратного обеспечения информационных систем naadeezdaa@rambler.ru Ivanova Nadezhda Chuvash State University Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Information Systems Math and Hardware Department К ВОПРОСУ ОБ ОПТИМИЗАЦИИ СИНТЕЗА УСТРОЙСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ В ОСТАТОЧНЫХ КЛАССАХ TO THE QUESTION OF OPTIMIZATION OF SYNTHESIS OF COMPUTERS DEVICES FOR DIGITAL FILTERING OF RESIDUE NUMBER SYSTEM Цифровые устройства обработки сигналов на основе СОК по сравнению с позиционными аналогами обладают большим быстродействием, точностью и надежностью. В СОК целое число представляется в виде упорядоченного набора неотрицательных вычетов (остатков) по группе взаимно простых оснований (модулей). Для синтеза ЦФ в СОК необходимо предварительное масштабирование весовых коэффициентов фильтра (позиционного прототипа). Выбор масштабирующего множителя основан на идеи корреляции величины модуля СОК со значением весовых коэффициентов ЦФ, благодаря чему достигается дополнительное сокращение количества арифметических операций. В статье разработан алгоритм оптимального выбора масштабирующего множителя для представления весовых коэффициентов ЦФ в СОК, позволяющий упростить реализацию спецпроцессора. На языке программирования С++ была написана программа, которая позволяет производить расчеты цифровых фильтров Баттерворта, Чебышева 1-го и 2-го рода, эллиптического фильтра, осуществлять перевод цифрового фильтра в систему остаточных классов с заданными основаниями, подбирать оптимальный набор модулей СОК, выбирать масштабирующий множитель, производить расчет погрешности, вносимой перекодированием коэффициентов фильтра, и коэффициента оптимизации фильтра в СОК, а также выводить зависимости коэффициента оптимизации, погрешности и суммы остатков от масштабирующего множителя в виде графиков. Проведенное компьютерное моделирование показало, что возможно подобрать масштабирующий множитель, при котором коэффициент оптимизации будет максимальным, а погрешность перекодировки - минимальной. Digital devices of signal processing based on the RNS in comparison with composite counterparts have greater speed, accuracy and reliability. In RNS an integer is represented as an ordered set of non-negative deductions (residues) in the group of coprime bases (modules). To synthesize digital filters into the RNS it is necessary to scale in advance the weighting filter coefficients (positional prototype). The choice of the scaling coefficient is based on the idea of correlation values of module RNS with a value of the weight coefficients of the fit, and thus, a further reduction in the number of arithmetic operations is achieved. The article developed the algorithm of optimal choice of the scaling coefficient to represent the weight coefficients of the fit in the RNS, enabling to simplify the implementation of special processor I. In the programming language C++ there was-written a program that allows to make calculations, digital filters Butterworth, Chebyshev of 1 and 2 kind, elliptic filter, to implement a digital filter in a residue number system with the specified grounds, to select the optimal set of modules RNS, select a scaling multiplier to calculate the error introduced by encoding the filter coefficients, and the coefficient optimization, the filter in the RNS, and output dependence of the coefficient of the optimization error and the amount of residue from a scale factor in graphs. Computer modeling showed that it is possible to choose the scaling multiplier, the coefficient optimization being maximum and the accuracy of conversion being minimal. 621.391.037.37:004.31 З811.3-043 optimization digital filter (DF) Residue Number System (RNS) a scaling multiplier the base of the RNS Абдикаликов К.А. О некоторых эффективных алгоритмах вычисления модулярной арифметики // Наука и Мир. 2014. № 8(12). С. 13-16. Галанина Н.А. Непозиционные алгоритмы и устройства цифровой фильтрации и спектрального анализа. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2009. Галанина Н.А., Лебедев Е.К., Давыдов О.Е., Егоров Г.Е. Методы синтеза цифровых фильтров в системе остаточных классов // Вестник Чувашского университета. 2000. № 3-4. С. 145-156. Коржавина А.С., Князьков В.С. Нестандартные системы счисления и области их применения // Общество, наука, инновации (НПК-2016): сб. ст. 2-е изд., испр. и доп. Киров: Вятский гос. ун-т, 2016. С. 2452-2459. Лебедев Е.К., Галанина Н.А., Иванова Н.Н., Буланкина Е.Ю. Оптимизация непозиционных устройств цифровой обработки сигналов // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы V Всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2003. С. 199-203. Оцоков Ш.А. Ускорение высокоточных вычислений за счет распараллеливания операции округления в комплексе систем счисления // Информационные технологии. 2015. Т. 21, № 5. С. 352-356. Песошин В.А., Галанина Н.А., Иванова Н.Н. Моделирование наборов оснований системы счисления в остаточных классах с минимальными суммарными разрядностями // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и техники: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. Тольятти, 2010. С. 90-98. Червяков Н.И., Ляхов П.А., Шульженко К.С. Цифровые фильтры в двухступенчатой системе остаточных классов с модулями специального вида // Наука. Инновации. Технологии. 2014. № 1. С. 41-55. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Кабинета Министров Чувашской Республики в рамках научного проекта № 17-47-210790 р_а. ВестникЧГУ_2018_1_с.098_107.pdf
108-116 RAR Иваницкий Александр Юрьевич кандидат физико-математических наук, профессор, декан факультета прикладной математики, физики и информационных технологий Чувашский государственный университет ivanitskiy@hotmail.com Ivanitskiy Alexander Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Dean of the faculty of Applied Mathematics, Physics and Information Technology Chuvash State University Урусов Андрей Михайлович Чувашский государственный университет магистрант кафедры прикладной математики и информатики imurusov@mail.ru Urusov Andrey Chuvash State University Master’s Program Student of Department of Applied Mathematics and Informatics ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДА ПОТОЧЕЧНОЙ НЕВЯЗКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРЯМОЙ И ДВОЙСТВЕННОЙ НЕУСТОЙЧИВОЙ ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ С ПРИБЛИЖЁННЫМИ ДАННЫМИ NUMERICAL ANALYSES OF POINTWISE RESIDUAL METHOD TO SOLVE MAIN AND DUAL ILL-POSED LINEAR PROGRAMMING PROBLEMS WITH APPROXIMATE DATA В работе предлагается численный анализ метода поточечной невязки для решения прямых и двойственных задач линейного программирования с приближенными данными. В качестве модельной задачи взята "сильно" неустойчивая система линейных алгебраических уравнений с большим числом обусловленности, которая получена путем дискретизации интегрального уравнения Фредгольма I рода. В статье показана численная сходимость метода поточечной невязки для подобных задач. Предложенный метод может применяться для решения неустойчивых технических и инженерных задач. The paper proposes the numerical analyses of pointwise residual method to solve direct and dual problems of linear programming with approximate data. 'Highly' ill-posed linear algebraic equation system with high condition number which is obtained by discretization of Fredholm integral equation of the first kind is observed in the article as a model problem. Numerical analyses of convergence of pointwise residual method for such problems is shown in the paper. The proposed method can be used to solve ill-posed technical and engineering problem. 004.9:[519.852:519.6] В 183.41:В193.1 ill-posed problems direct and dual problem of linear programming ill-posed technical and engineering problems convergence inaccuracy estimation Агаян Г.М. О задаче линейного программирования с поэлементным заданием погрешностей в исходных данных // Доклады АН СССР. 1986. Т. 221, № 2. С. 256-269. Агаян Г.М., Рютин А.А., Тихонов А.Н. О задаче линейного программирования с приближенными данными // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1984. Т. 24, № 3. С. 1303-1311. Васильев Ф.П., Иваницкий А.Ю., Морозов В.А. Метод поточечной невязки для некоторых задач линейной алгебры и линейного программирования // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1998. Т. 38, № 7. С. 1140-1152. Иваницкий А.Ю., Карасева Ж.К. Об одном методе регуляризации прямой и двойственной задачи линейного программирования с приближёнными данными // Вестник Чувашского университета. 2015. № 3. С. 141-148. Иваницкий А.Ю., Урусов А.М. Численный анализ метода поточечной невязки // Вестник Чувашского университета. 2016. № 1. С. 127-144. Леонов А.С. Решение некорректно поставленных обратных задач. М.: URSS, 2009. 326 с. Морозов В.А. Об устойчивых численных методах решения совместных систем линейных алгебраических уравнений // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1984. Т. 24, № 2. С. 179-186. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986. 284 с. Vasilyev F.P., Ivanitskiy A.Yu. In-depth analysis of linear programming. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London, 2001, 312 p. Oettli W., Prager W. Compatibility of approximate solution of linear equation with given error bounds for coefficients and ride-hand sides. Numerische Mathematik, 1964, no. 6, pp. 405-409. ВестникЧГУ_2018_1_с.108_116.pdf
117-128 RAR Коробейников Анатолий Григорьевич доктор технических наук, профессор кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики korobeynikov_a_g@mail.ru Korobeynikov Anatoliy Doctor of Technical Sciences, Professor of Department of Computer System Design and Security Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Гришенцев Алексей Юрьевич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики доктор технических наук, доцент кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем grishentcev@yandex.ru Grishentsev Aleksey Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of Department of Computer System Design and Security Дикий Дмитрий Игоревич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики аспирант кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем dimandikiy@mail.ru Dikii Dmitry Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Post-Graduate Student, Department of Computer System Design and Security Артемьева Виктория Денисовна студентка IV курса Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта Vika_med2019@mail.ru Artemyeva Victoriya 4th year Student Immanuel Kant Baltic Federal University Сидоркина Ирина Геннадьевна доктор технических наук, декан факультета информатики и вычислительной техники Поволжский государственный технологический университет igs592000@mail.ru Sidorkina Irina Doctor of Technical Sciences, Dean of the Faculty of Computer Science Volga State University of Technology ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМЕ "ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ" INFORMATION SECURITY IN THE SYSTEM "INTERNET OF THINGS" Прогнозируется, что к 2020 г. число устройств, интегрированных в среду "Интернет вещей", превысит один миллиард. Наряду с интенсивным распространением по всему миру и широким применением этой технологии во многих отраслях производства и жизнеобеспечения остро встает вопрос о безопасности не только рядовых пользователей этой технологии, но и критически важной информации, циркулирующей при межмашинном взаимодействии. Целью работы было определение наиболее удобной формы структурирования аспектов безопасности применительно к среде "Интернет вещей". В статье рассмотрены вопросы безопасности, характерные угрозы среды "Интернет вещей". Так был произведен обзор работ различный исследователей, предлагающих тот или иной подход к формированию структурированной формы определения безопасности. На данный момент нет единой системы критериев, определяющих состояние безопасности в среде "Интернет вещей". На основе рассмотренных моделей авторами предлагается собственная трехуровневая структура безопасности, включающая также свойства "fog" слоя в архитектуре среды "Интернет вещей": исполнительные и сенсорные устройства, шлюзы и сеть Интернет, приложения и облачные сервисы. Описаны основные методы повышения безопасности для всех трех слоев, а также приведена математическая модель, с помощью которой можно сделать качественную и количественную оценку безопасности. It is predicted, that by 2020 the number of devices integrated in the environment of the Internet of things will exceed one billion. Along with the intense spread of this technology all over the world and wide use in many industries and livelihoods, there occurs a question about the safety of not only ordinary users, but also critical information circulating in machine-to-machine interaction. The aim of the work was to determine the most convenient form of structurization security aspects related to the environment. The article discusses the security issues, typical environment threatens "Internet of things". It contains a survey of works by various authors, offering a particular approach to the formation of the structured form to define security. Now there is no single system of criteria that determines the security status in the field of Internet of things. On the basis of the discussed models, the authors propose their own three-layer security structure that includes the same properties of the "fog" layer in the environment architecture of the Internet of things: perceptions, gateways and the Internet, applications and cloud services. The authors describe the basic methods to increase safety for all three layers and the mathematical model. It can help to make qualitative and quantitative safety assessment. 007.51 32.973.202 Internet of things (IoT) interoperability protocol machine to machine interaction (M2M) cryptography mathematical model security model data streams wireless sensor networks end devices gateways Гришенцев А.Ю., Гурьянов А.В., Кузнецова О.В., Шукалов А.В., Коробейников А.Г. Математическое обеспечение в системах автоматизированного проектирования. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 88 с. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Постановка задачи оптимизации распределённых вычислительных систем //Программные системы и вычислительные методы. 2013. № 4. С. 370-375. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Проектирование и технологическая подготовка сетей станций вертикального зондирования ионосферы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3(85). С. 61-66. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Средства интероперабельности в распределенных геоинформационных системах // Журнал радиоэлектроники. 2015. № 3. С. 19. Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю. Разработка и исследование многомерных математических моделей с использованием систем компьютерной алгебры. СПб.: НИУ ИТМО, 2014. 100 с. Коробейников А.Г. Проектирование и исследование математических моделей в средах MATLAB и Maple. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2012. 160 с. Коробейников А.Г. Разработка и анализ математических моделей с использованием MATLAB и Maple. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. 144 с. Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю., Кутузов И.М., Пирожникова О.И., Соколов К.О., Литвинов Д.Ю. Разработка математической и имитационной моделей для расчета оценки защищенности объекта информатизации от несанкционированного физического проникновения // NB: Кибернетика и программирование. 2014. № 5. С. 14-25. Проблема "admin:password": стандартные пароли помогли создать ботнет из почти 400 000 IoT-устройств [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/company/pt/blog/311754/ (дата обращения: 30.10.2017). Смирнов В.И., Сидоркина И.Г. Методика анализа технических средств разведки с использованием физических эффектов // Вестник Чувашского университета. 2017. № 3. С. 273-281. Сокольников А.М., Сидоркина И.Г. Способ реализации централизованной grid-системы, ускоряющий горизонтальное увеличение вычислительной мощности // Вестник Чувашского университета. 2017. № 1. С. 285-291. Batra I., Luhach A.K., Pathak N. Research and analysis of lightweight cryptographic solutions for internet of things. Proc. 2nd Int. Conf. on Information and Communication Technology for Competitive Strategies, ICTCS, 2016, vol. (04-05). Dhillon P. K., Kalra S. A lightweight biometrics based remote user authentication scheme for IoT services. Journal of Information Security and Applications, 2017, vol. 34, pp. 255-270. Dias G.M., Bellalta B., Oechsner S. The impact of dual prediction schemes on the reduction of the number of transmissions in sensor networks. Computer Communications, 2017, vol. 112, pp. 58-72. Finkenzeller K. RFID handbook fundamentals and applications in contactless smart cards and identification West Sussex. Wiley, 2003. Gigli M., Koo S. Internet of things: services and applications categorization. Adv Internet Things, 2011, no. 1(02), pp. 27-41. Jing Q., Vasilakos A. V., Wan J., Lu J., Qiu D. Security of the internet of things: Perspectives and challenges. Wireless Networks, 2014, no. 20(8), pp. 2481-2501. Kotenko I., Saenko I., Skorik F., Bushuev S. Neural network approach to forecast the state of the Internet of Things elements. Proc. of XVIII Int. Conf. on Soft Computing and Measurements (SCM). St. Petersburg, 2015, pp. 133-135. Li H., Zhou X. Study on security architecture for Internet of Things. In: Applied informatics and communication. Springer Berlin Heidelberg, 2011, pp. 404-411. Mayer C.P. Security and privacy challenges in the internet of things. Electron Commun EASST, 2009, no. 17, pp. 1-12. McMahon E., Williams R., El M., Samtani S., Patton M., Chen H. Assessing medical device vulnerabilities on the internet of things. In: Paper presented at the 2017 IEEE Int. Conf. on Intelligence and Security Informatics: Security and Big Data, ISI, 2017, pp. 176-178. Nikolov A., Pencheva E., Atanasov I., Nikolova K. A case of service interaction in M2M device management. In: Paper presented at the 2016 8th IFIP Int. Conf. on New Technologies, Mobility and Security, NTMS, 2016. Park C.-S. A Secure and Efficient ECQV Implicit Certificate Issuance Protocol for the Internet of Things Applications. IEEE Sensors Journal, 2017, vol. 17, pp. 2215-2223. Rghioui A., Abdmeziem R., Bouchkaren S., Bouhorma M. Symmetric cryptography keys management for 6lowpan networks. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2015, vol. 73(3), pp. 336-345. Seol S., Lee E., KimW. Indoor mobile object tracking using RFID. Future Generation Computer Systems, 2017, no. 76, pp. 443-451. Spiekermann S., Berthold O. Maintaining privacy in RFID enabled environments. Privacy, security and trust within the context of pervasive computing. In: Robinson P., Vogt H., Wagealla W., eds. Privacy, Security and Trust within the Context of Pervasive Computing. The International Series in Engineering and Computer Science. Springer, Boston, MA, 2005, vol 780. Wang Y., Attebury G., Ramamurthy B. A survey of security issues in wireless sensor networks. IEEE Commun Surv Tut, 2006, vol. 8(2), pp. 2-23. Wu Q., Ding G., Xu Y., Feng S., Du Z., Wang J., Long, K. Cognitive internet of things: A new paradigm beyond connection. IEEE Internet of Things Journal, 2014, no. 1(2), pp. 129-143. ВестникЧГУ_2018_1_с.117_128.pdf
129-136 RAR Коробейников Анатолий Григорьевич доктор технических наук, профессор кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики korobeynikov_a_g@mail.ru Korobeynikov Anatoliy Doctor of Technical Sciences, Professor of Department of Computer System Design and Security Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Гришенцев Алексей Юрьевич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики доктор технических наук, доцент кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем grishentcev@yandex.ru Grishentsev Aleksey Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of Department of Computer System Design and Security Федосовский Михаил Евгеньевич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики кандидат технических наук, заведующий кафедрой систем и технологий техногенной безопасности mefedosovskii@corp.ifmo.ru Fedosovsky Mikhail Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Candidate of Technical Sciences, Head of the Department Systems and Technologies of Tech Security Югансон Андрей Николаевич Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики аспирант кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем a_yougunson@corp.ifmo.ru Iuganson Andrei Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics Post-Graduate Student, Department of Computer System Design and Security МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ РАБОТЕ С СИСТЕМОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ АЛГЕБРЫ MAPLE MODELING OF INFECTIOUS PROCESS TO TRAIN STUDENTS IN MAPLE COMPUTER ALGEBRA SYSTEM STUDYING В настоящее время в РФ происходит интенсивное внедрение современных информационных технологий в образовательный процесс слушателей различных специальностей. В связи с этим задача обучения студентов работе с различным современным инструментарием является крайне актуальной. Одним из таких инструментов, доказавшим свою эффективность, является система символьной математики, или система компьютерной алгебры Maple. Повышение мотивации изучения методов компьютерного моделирования можно получить благодаря решению бытовых задач, с которыми слушателям приходится сталкиваться в повседневной жизни. Одна из таких задач - эпидемиологическое распространение вирусных инфекций. В работе рассмотрен подход к решению задачи компьютерного моделирования эпидемиологического процесса в связи с необходимостью наличия прогноза по распространению вирусной инфекции. Представлены примеры решения этой задачи при помощи использования системы Maple. Currently in the Russian Federation there is an intensive introduction of modern information technologies into the educational process of listeners of various specialties. In this regard, the task of teaching students to work with various modern tools is extremely relevant. One such tool that has proved its effectiveness is the system of symbolic mathematics or the computer algebra Maple. Increasing the motivation for studying computer modeling techniques can be obtained by solving everyday problems that listeners have to face in their daily lives. One of such tasks is the epidemiological spread of viral infections. The paper considers the approach to the solution of the problem of computer modeling of the epidemiological process in connection with the need for a prognosis for the spread of a viral infection. Using the Maple system, there are examples presented to solve this problem. 004.942 22.18 Maple differential equations mathematical model educational process epidemy Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Разработка модели распределения плотности токов при возбуждении ионосферы высокочастотным облучением // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2010. Т. 53, № 12. С. 41-47. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Разработка модели решения обратной задачи вертикального зондирования ионосферы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2011. № 2(72). С. 109-113. Коробейников А.Г. Проектирование и исследование математических моделей в средах MATLAB и Maple. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2012. 160 с. Коробейников А.Г. Разработка и анализ математических моделей с использованием MATLAB и MAPLE. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. 144 с. Коробейников А.Г., Ахапкина И.Б., Безрук Н.В., Демина Е.А., Ямщикова Н.В. Применение системы компьютерной алгебры Maple в обучении проектированию и анализу многомерных математических моделей // Информатика и образование. 2014. № 4(253). С. 69-75. Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю. Разработка и исследование многомерных математических моделей с использованием систем компьютерной алгебры. СПб.: СПбНИУ ИТМО, 2013. 100 с. Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю., Комарова И.Э., Ашевский Д.Ю., Алексанин С.А., Маркина Г.Л. Mатематическая модель расчета информационных рисков для информационно-логистической системы //Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15, № 3. С. 538-545. Коробейников А.Г., Зыков А.Г., Поляков В.И., Ашевский Д.Ю., Алексанин С.А. Проектирование математических моделей расчета оценки рисков перемещения материальных грузов на железнодорожных узлах с использованием лингвистических переменных // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2015. № 2. С. 68-73. Коробейников А.Г., Маркина Г.Л., Алексанин С.А., Ахапкина И.Б., Безрук Н.В., Демина Е.А., Ямщикова Н.В. Применение системы компьютерной алгебры Maple в учебном процессе обучения генерации систем обыкновенных дифференциальных уравнений // Программные системы и вычислительные методы. 2015. № 2. С. 139-144. Коробейников А.Г., Пирожникова О.И. Mатематическая модель расчета вероятности несанкционированного физического проникновения на объект информатизации // Программные системы и вычислительные методы. 2014. № 2. С. 160-165. Марчук Г.И. Математические модели в иммунологии. М.: Наука, 1991. 276 с. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 170700700. ВестникЧГУ_2018_1_с.129_136.pdf
137-145 RAR Муравьева Елена Александровна доктор технических наук, заведующая кафедрой автоматизированных технологических и информационных систем Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамак muraveva_ea@mail.ru Muravyova Elena Doctor of Technical Sciences, Head of Department of Automated Technological and Information Systems Ufa State Petroleum Technological University (Branch in Sterlitamak Радакина Дарья Сергеевна магистрант кафедры автоматизированных технологических и информационных систем Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамак darya.radakina@yandex.ru Radakina Darya Ufa State Petroleum Technological University (Branch in Sterlitamak Master’s Program Student, Department of Automated Technological and Information Systems Шарипов Марсель Ильгизович Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамак кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных технологических и информационных систем sharipovm@mail.ru Sharipov Marsel Ufa State Petroleum Technological University (Branch in Sterlitamak Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Department of Automated Technological and Information Systems Еникеева Эльза Рашитовна кандидат технических наук, доцент кафедры электро- и теплоэнергетики Альметьевский государственный нефтяной институт elza.enikeeva@mail.ru Enikeeva Elza Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Electrical and Thermal Power Engineering Almetyevsk State Oil Institute Артыкаева Эльмира Мидхатовна кандидат технических наук, доцент кафедры электро- и теплоэнергетики Альметьевский государственный нефтяной институт 85elmira@bk.ru Artykaeva Elmira Almetyevsk State Oil Institute Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Electrical and Thermal Power Engineering РАЗРАБОТКА МЕТОДА АДАПТАЦИИ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ DEVELOPMENT OF METHOD OF FUZZY REGULATOR ADAPTATOIN TO REGULATE FUZZY TECHNOLOGICAL PARAMETERS На сегодняшний день в автоматизированных системах управления технологическими процессами все чаще используется нечеткий регулятор, базирующийся на нечеткой логике. В ходе исследования был изучен нечеткий регулятор с двойной базой правил, который был применен для синтеза автоматизированной системы управления, разработан метод адаптации нечеткого регулятора. Адаптация позволяет регулятору в автоматическом режиме компенсировать параметрические возмущения, возникающие на объекте. Представлена модель нечеткого регулятора температуры уходящего пара в котлоагрегате БКЗ-75-39 ГМА, написан программный код в среде программирования UnityProXL, предназначенный для адаптации данного регулятора. At present fuzzy controllers based on fuzzy logics have been of still greater use in automatic control systems to control the parameters of complex processes. While doing research fuzzy controller with double base of rules was studied, then it was used to synthesize automated contra system, and a method of fuzzy regulator adaptation was developed. The adaptation allows the fuzzy controller in an automated mode to compensate parametric interferences occurring in the control object. The work presents the fuzzy controller of the temperature of the outlet steam in the boiler unit BKZ-75-39 of GMA model. Software code was written for the fuzzy controller adaptation in the programming support environment Unity Pro XL. 658.51:338.364-55 3966-5-05-048.9 fuzzy controller double base of rules automated control system boiler unit controlling Васильев С.Н., Кудинов Ю.И., Пащенко Ф.Ф., Дургарян И.С., Келина А.Ю., Кудинов И.Ю., Пащенко А.Ф.Интеллектуальные системы управления и нечеткие регуляторы. Ч. 1 // Нечеткие модели, логико-лингвистические и аналитические регуляторы. Датчики и системы. 2017. № 1(210). С. 4-19. Ишметьев Е.Н., Зыков И.Е. Разработка модели нечеткой логики и регулятора для управления процессом плавки медного сульфидного концентрата в печи Ванюкова // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2009. № 2. С. 59-62. Каяшев А.И., Емекеев А.А., Сагдатуллин А.М. Автоматизация электропривода насосной станции на основе многомерного нечеткого логического регулятора // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2014. № 4. С. 30-33. Коваленко С.Н., Левенец А.В. Разработка и исследование модели нечёткого регулятора уровня кубовой жидкости ректификационной колонны // Информационные технологии XXI века: материалы Междунар. науч. конф. (Хабаровск, 20-24 мая 2013 г.). Хабаровск: Изд-во Тхоокеанского ун-та, 2013. С. 139-144. Муллабаев И.З. Разработка системы регулирования температуры воды на основе нечеткого регулятора // Научный вестник. 2015. № 4(6). С. 77-88. Муравьева Е.А., Соловьев К.А., Мустафина М.З. Синтез нечеткого регулятора с двойными консеквентами для регулирования температуры смазочной станции // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14, № 4. С. 172-179. Пат. 167890 РФ. Нечеткий регулятор с двойной базой правил / Соловьёв К.А., Надршин А.С., Баширов М.Г., Султанов Р.Г., Соловьёва О.И., Муравьева Е.А., Крышко К.А., Гареев И.М.; патентообладатель Уфимский гос. нефтяной техн. ун-т. 2015154253; заявл. 16.12.2015; опубл. 11.01.2017, Бюл. № 2. Сагдатуллин А.М., Емекеев А.А., Муравьева Е.А. Системно-интегративный подход к автоматизации процессов проектирования и контроля разработки нефтегазовых месторождений // Нефтяное хозяйство. 2015. № 3. С. 92-95. Соловьёв К.А., Муравьева Е.А. Методы синтеза нечеткого регулятора с двойной базой правил // Proc. of the 4th Int. Conf. "Information Technologies for Intelligent Decision Making Support (ITIDS'2016)". Уфа, 2016. С. 200-203. Финаев В.И., Глод О.Д. Нечеткий регулятор для производственных процессов // Известия ЮФУ. Технические науки. 1997. № 1(4). С. 87-88. Kayashev A., Muravyova E., Sharipov M., Emekeev A., Sagdatullin A. Verbally defined processes controlled by fuzzy controllers with input/output parameters represented by set of precise terms. Proc. of 2014 Int. Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems, MEACS 2014. Khuntia P.S., Mitra D. Fuzzy model reference learning controller. Computer Sciences and Telecommunications, 2009, no. 3, pp. 36-46. Sagdatullin A., Muravyova E., Sharipov M. Modelling of Fuzzy Control Modes for the Automated Pumping Station of the Oil and Gas Transportation System. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016, vol. 132, conf. 1. ВестникЧГУ_2018_1_с.137_145.pdf
146-152 RAR Назаров Игорь Германович магистрант кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет i-nazarov94@mail.ru Nazarov Igor Master’s Program Student, Department of Automatics and Control in Technical Systems Chuvash State University Суслов Дмитрий Владимирович магистрант кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет suslov.dmitry@mail.ru Suslov Dmitriy Master’s Program Student, Department of Automatics and Control in Technical Systems Chuvash State University Никандров Максим Валерьевич кандидат технических наук, директор ООО "Интеллектуальные Cети" (г. Чебоксары) nixmak@mail.ru Nikandrov Maxim Candidate of Technical Sciences, Director LLC "iGRIDS" ltd. (Russia, Cheboksary) Славутский Леонид Анатольевич Чувашский государственный университет доктор физико-математических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах las_co@mai.ru Slavutskii Leonid Chuvash State University Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Automatics and Control in Technical Systems КОМПЛЕКС ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ДЕГРАДАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГООБЪЕКТА ПРИ КИБЕРИНЦИДЕНТАХ COMPLEX TO PROVIDE CONTROLLED DEGRADATION OF ELECTRICAL FACILITY CONTROL SYSTEM AT CYBER INCIDENTS Повышение уровня автоматизации объектов электросетей ставит перед необходимостью искать новые пути решения проблемы безопасной и безотказной работы объектов с позиции кибербезопасности. В статье рассматриваются вопросы кибербезопасности во взаимосвязи с функциональной безопасностью. На современном этапе развития средств обеспечения информационной безопасности назрела объективная необходимость создания комплексов, способных осуществлять проактивные действия и пресечение компьютерных атак на критически важные информационные ресурсы. Предложен метод обеспечения информационной защиты от кибернетических атак путем контролируемой деградации системы управления. Обоснована необходимость создания современных систем защиты информации на новых проактивных принципах. Increasing the automation level of power grid facilities requires looking for new solutions of a problem of the safe and trouble-free operation of facilities in the terms of cybersecurity. Cybersecurity issues in interrelation with functional safety are considered in the article. At the present stage of cybersecurity means development there is an objective need of the complexes capable to carry out pro-active actions and computer attacks suppression for critical information resources. The method of ensuring information protection against the cybernetic attacks by controlled degradation of a control system is proposed. Necessity to create modern systems of information security according to the new pro-active principles is justified. 004.056.5 32.973.202 cybersecurity power grid information safety controlled degradation Ахметьянова А.И., Кузнецова А.Р. Проблемы обеспечения информационной безопасности в России и её регионах // Фундаментальные исследования. 2016. № 8-1. С. 82-86. Бирюков Д.Н., Ломако А.Г., Петренко С.А. Порождение сценариев предупреждения компьютерных атак // Защита информации. Инсайд. 2017. № 4(76). С. 70-79. Колосок И.Н., Гурина Л.А. Определение показателя уязвимости к кибератакам задачи оценивания состояния по данным SCADA и синхронизированным векторным измерениям // Электротехника. 2017. № 1. С. 52-59. Массель Л.В., Воропай Н.И., Сендеров С.М., Массель А.Г. Киберопасность как одна из стратегических угроз энергетической безопасности России // Вопросы кибербезопасности. 2016. № 4(17). С. 2-10. Петренко А.С., Петренко С.А. О кибербезопасности АСУ ТП транспортной инфраструктуры // Защита информации. Инсайд. 2017. № 6(78). С. 38-43. Петренко С.А., Петренко А.А. Онтология кибербезопасности самовосстанавливающихся SMART GRID // Защита информации. Инсайд. 2016. № 2(68). С. 12-24. Славутский А.Л., Пряников В.С., Славутский Л.А. Моделирование переходных режимов узла нагрузки с трехобмоточным трансформатором на разных уровнях напряжения // Электротехника. 2017. № 7. С. 20-24. Kaspersky Industrial CyberSecurity. URL: https://ics.kaspersky.ru/solution-overview/l. ВестникЧГУ_2018_1_с.146_152.pdf
153-161 RAR Новожилова Нина Васильевна кандидат экономических наук, доцент кафедры бухгалтерского учета и электронного бизнеса Чувашский государственный университет mallin@mail.ru Novozhilova Nina Candidate of Economics Sciences, Associate Professor, Department of Accounting and E-Business Chuvash State University Федотов Владислав Харитонович Чувашский государственный университет кандидат химических наук, доцент Fedotov Vladislav Chuvash State University Candidate of Chemical Sciences, Associated Professor ОДНОМЕРНЫЕ МОДЕЛИ СЛОЖНОГО ПОВЕДЕНИЯ ПРОСТЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ONE-DIMENSIONAL MODELS OF COMPLICATED BEHAVIOR OF SIMPLE DYNAMIC SYSTEMS Поведение динамических систем зависит от их размерности. В гладких трехмерных системах возможны различные сложные хаотические колебания (странные аттракторы). В гладких двухмерных системах возможны только более простые регулярные колебания (предельные циклы). В гладких одномерных системах возможны только монотонные режимы. Примером гладких трехмерных моделей хаоса являются модель прогноза погоды Лоренца, которая описывается трехмерной системой обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). В негладких системах, содержащих особые (сингулярные) точки, в которых производные не существуют, предельное поведение может быть более сложным и при размерности меньшей трех. Примером таких систем являются модели Диксона, которые описывают хаотическую динамику сингулярными автономными двухмерными системами ОДУ. В сингулярных одномерных системах хаос до настоящего времени не обнаружен. В данной статье приведены примеры сингулярных одномерных динамических систем, описываемых одномерными ОДУ, демонстрирующими непредсказуемую динамику при их численном решении. Наблюдаемое при этом квазихаотическое поведение решений таких ОДУ связано не с потерей устойчивости алгоритма, а с отсутствием устойчивых равновесий в некоторой сингулярной области фазового пространства с неустойчивыми границами. На практике это означает, что если некоторые технические устройства используют алгоритмы численного решения ОДУ, то они могут быть причиной непредсказуемого динамического поведения технической системы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технических устройств, способных демонстрировать сложное поведение, а также соответствующих систем защиты и подавления хаотических режимов. The behavior of dynamic systems depends on their dimension. Different complicated chaos vibrations (strange attractors) are possible in smooth three-dimensional systems. In smooth two-dimensional systems there can be only simpler regular vibrations (limiting cycles). Smooth one-dimensional systems allow only monotonic regimes. Lorenz weather monitoring model can be served as an example of smooth three-dimensional models of chaos; the model is described by three-dimensional system of common differential equations (CDE). In non-smooth systems, containing particular (singular) points, where there are no derivatives, limiting behavior can be more complicated and in the dimension of less than three. Dickson models can be served as an example of such systems; these models describe chaos dynamics through singular autonomous two-dimensional systems (CDE). There is no chaos in singular one-dimensional systems. The article under review gives examples of singular one-dimensional dynamic systems, being described by one-dimensional CDE; demonstrating unpredictable dynamics when they are numerically solved. Quasi-chaos behavior of CDE equations solution, observed in this case is not connected with the loss of algorithm stability but with the absence of stable equilibriums in some singular zone of phase space with unstable borderlines. In practice, this means that if some engineering appliances use algorithm of numerical solution CDE, they can cause unpredictable dynamic behavior of engineering system. Received results can be used while developing engineering appliances, capable to demonstrate complicated behavior as well as corresponding systems to protect and suppress chaos regime. 004.942:[517.938] В162.7 dynamic systems instability complicated behavior one-dimensional models strange attractors chaos Андронов А.А., Леонтович Е.А., Гордон И.И., Майер А.Г. Качественная теория динамических систем второго порядка. М.: Наука, 1966. 588 с. Федотов В.Х., Кольцов Н.И. Модели хаотической динамики. Часть 4. Одномерные инварианты // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 13. С. 24-28. Федотов В.Х., Кольцов Н.И. Модели хаотической динамики. Часть 5. Дискретные инварианты // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 14. С. 68-74. Corless R.M., Gonnet G.H., Hare D.E., Jeffrey D.J., Knuth D.E. On the Lambert W function. Adv. Computational Maths., 1996, vol. 5, pp. 329-359. Dixon D.D., Cummings F.W., Kaus P.E. Continuous chaotic dynamics in two dimensions, Phys. Nonlinear Phenom, 1993, vol. 65, pp. 109-116. ВестникЧГУ_2018_1_с.153_161.pdf
162-168 RAR Петров Андрей Николаевич студент IV курса факультета радиоэлектроники и автоматики Чувашский государственный университет petrov_rea-11-14@mail.ru Petrov Andrey 4th year Student, Radioelectronics and Automation Faculty Chuvash State University Иванова Гульнара Фархадовна аспирантка кафедры психологии и социальной педагогики Чувашский государственный педагогический университет gulnara_biametov@mail.ru Ivanova Gulnara Post-Graduated Student of Psychology and Social Pedagogic Department Chuvash State Pedagogical University Славутская Елена Владимировна Чувашский государственный педагогический университет доктор психологических наук, профессор кафедры психологии и социальной педагогики elena@slavutskii.ru Slavutskaya Elena Chuvash State Pedagogical University Doctor of Psychological Sciences, Professor of Psychology and Social Pedagogic Department ОБУЧЕНИЕ НЕЙРОСЕТИ КАК ИНСТРУМЕНТ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА МНОГОМЕРНЫХ ДАННЫХ ПСИХОДИАГНОСТИКИ NEURO NET TRAINING AS INSTRUMENT OF SYSTEM ANALYSIS OF MULTIDIMENSIONAL PSYCHODYAGNOSTIC DATA Предлагается использование аппарата искусственных нейронных сетей (ИНС) для анализа внутрисистемных связей многомерных случайных данных. В основу положены статистические оценки качества обучения нейросетевых моделей: распределение среднеквадратичной ошибки и процент распознавания связей. На примере многомерных данных психодиагностики с использованием нейросети прямого распространения и простой архитектуры показаны возможности предлагаемого подхода. Иерархический анализ опосредованных, нелинейных связей экспериментальных данных строится на последовательном исключении данных из процедуры обучения нейросети. Обсуждаются его преимущества по сравнению с традиционным факторным и кластерным анализом. The use of the apparatus of artificial neural networks (ANN) for the analysis of intra-system links of multidimensional random data is proposed. The approach is based on statistical assessments of the quality to train neural network models: the distribution of the mean square error and the percentage of links recognition. On the example of multidimensional psycho diagnostic data using a direct distribution neural network with a simple architecture, the possibilities of the proposed approach are shown. Hierarchical analysis of the indirect, non-linear links of the experimental data is based on the consistent exclusion of data from the procedure of the neural network training. Advantages over traditional factor and cluster analysis are discussed. 004.8.032.26:159.922.7.016.2 З97:Ю983.402 artificial neural networks systems analysis multidimensional data psycho-diagnostics Абруков В.С., Николаева Я.Г. Kоличественные и качественные методы: соединяем и властвуем! // Социологические исследования. 2010. № 1. С. 142-145. Абруков В.С., Ефремов Л.Г., Кощеев И.Г. Возможности создания системы поддержки принятия решений и управления вузом с помощью аналитической платформы deductor // Интеграция образования. 2013. № 1(70). C. 17-23. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: СПбГТУ, 1997. 510 с. Иберла К. Факторный анализ. М.: Статистика, 1980. 308 с. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия - Телеком, 2002. 382 с. Славутская Е.В., Славутский Л.А. Использование искусственных нейронных сетей для анализа гендерных различий младших подростков // Психологические исследования. 2012. Т. 5, № 23. С. 4. URL: http://psystudy.ru. Славутская Е.В., Славутский Л.А. Факторный анализ взаимосвязи индивидуально-психологических и личностных характеристик младших подростков с уровнем школьной дезадаптации // Экспериментальная психология. 2013. Т. 6, № 4. С. 40-51. Славутская Е.В., Славутский Л.А. Нейросетевой анализ взаимосвязи вербального и невербального интеллекта младших подростков // Психологический журнал. 2014. Т. 35, №5. С. 48-56. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс: пер. с англ. 2-е изд. М.: Вильямс, 2006. 1104 с. Baxt W.G. Complexity, chaos and human physiology: the justification for non-linear neural computational analysis. Cancer Lett, 1994, vol. 77, no. 2-3, pp. 85-93. Cattell R.B. Advanced in Cattelian Personality Theory. Handbook of Personality. Theory and Research. New York, The Guilford Press, 1990. Hebb D. Organization of behavior. New York, Science Edition, 1961. Slonim N., Atwal G.S., Tkachic G., Bialek W. Information-based clustering. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2005, vol. 102, pp. 18297-18302. ВестникЧГУ_2018_1_с.162_168.pdf
169-175 RAR Родзин Сергей Иванович кандидат технических наук, профессор кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ Южный федеральный университет srodzin@sfedu.ru Rodzin Sergey Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of Mathematical Support of Computer Applications Southern Federal University РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ДИСПЕТЧИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ: ЭВРИСТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ RESOURCE SAVING DISPATCHING IN ELECTRIC POWER INDUSTRY: HEURISTIC OPTIMIZATION ALGORITHM На примере диспетчирования в электроэнергетике рассмотрен перспективный, инспирированный природой подход к решению трудных оптимизационных проблем, связанный с балансировкой электроэнергетических режимов по критерию минимизации расхода топлива с учетом ограничений на мощность и рабочие зоны энергоблоков. Формализована задача ресурсосберегающего диспетчирования и разработан эвристический алгоритм ее решения. Проведены эксперименты для двух различных систем энергоблоков. Эффективность алгоритма сравнивалась с аналогами: роевым, генетическим и биогеографическим алгоритмами. Результаты свидетельствуют о преимуществах разработанного эвристического алгоритма. Dispatching in electric power industry is considered to be an example of promising and inspired by nature approach to solve complicated optimization problems, connected with balancing of power engineering modes to minimize fuel consumption taking into account power limits and operating zones of power unit. The objective of resource saving dispatching is formalized and heuristic algorithm to solve it is developed. Experiments for two power units of different systems are carried out. Efficiency of the algorithm was compared with analogs: crooked, genetic and biogeography based algorithms. The results justify advantages of the developed heuristic algorithm. 004.8.023+621.311.22 32.813 dispatching optimization streaming algorithm recourse saving power engineering Курейчик В.В., Курейчик В.М., Родзин С.И. Теория эволюционных вычислений. М.: Физматлит, 2012. 260 с. Курейчик В.М., Родзин С.И. Компьютерный синтез программных агентов и артефактов // Программные продукты и системы. 2004. № 1. С. 23-27. Coelho L.S., Mariani V.C. Improved Differential Evolution Algorithms for Handling Economic Dispatch Optimization with Generator Constraints. Energy Conversion and Management, 2007, no. 48, рр. 1631-1639. Da Silva I.N., Nepomuceno L., Bastos T.M. An E?cient Hop?eld Network to Solve Economic Dispatch Problems with Transmission System Representation. Electr. Power Energ. System., 2004, no. 26(9), рр. 733-738. Gaing Z.-L. Particle Swarm Optimization to Solving the Economic Dispatch Considering the Generator Constraints. IEEE Trans. on Power Systems, 2003, vol. 18, no. 3, рр. 1187-1195. Lin W.M., Chen F.S., Tsay M.T. An Improved Tabu Search for Economic Dispatch with Multiple Minima. IEEE Trans. on Power System, 2002, no. 17(1), рр. 108-112. Rayapudi S.R. An Intelligent Water Drop Algorithm for Solving Economic Load Dispatch Problem. Int. Journal of Electrical and Electronics Engineering, 2011, no. 5(1), рр. 43-49. Rodzin S., Rodzina O. Effectiveness evaluation of memetics and biogeography algorithms using benchmark and trans computational tasks of combinatorial optimization. Proc. of the First Int. Scientific Conf. "Intelligent Information Technologies for Industry" (IITI'16), vol. 1, Advances in Intelligent Systems and Computing, 2016, pp. 463-475. Rodzin S.I. Smart Dispatching and Metaheuristic Swarm Flow Algorithm. Journal of Computer and Systems Sciences International, 2014, vol. 53, no. 1, pp. 109-115. Walters D.C., Sheble G.B. Genetic Algorithm Solution of Economic Dispatch with Valve Point Loading. IEEE Trans. on Power System, 1993, no. 8(3), рр. 1325-1332. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ в рамках научного проекта № 16-07-00336 ВестникЧГУ_2018_1_с.169_175.pdf