Проанализированы возможности нового отечественного специализированного связного вычислителя (системы на кристалле) СнК 5580ТР016, предназначенного для реализации функций автоматических гидрометеорологических станций — обеспечения эффективного сбора измерительной информации и надежной, защищенной передачи ее потребителю. Вычислитель содержит, помимо необходимых средств микроконтроллера, связной модуль, технические характеристики которого соответствуют требованиям по скорости, надежности и защищенности передачи информации по радиоканалу связи. Связной модуль вычислителя обеспечивает передачу данных с высокой скоростью в сложной электромагнитной обстановке в условиях многолучевого распространения сигналов при воздействии естественных и преднамеренных помех, а также адаптивность канала связи по скорости передачи информации, спектральной эффективности и выходной мощности к помеховой обстановке и дальности работы. Такое совмещение в одном устройстве функций управления измерениями и беспроводной передачи информации потребителю позволяет сократить сроки разработки автоматических гидрометеорологических станций, повысить их надежность и экономичность. Возможности вычислителя и его высокие эксплуатационные характеристики соответствуют базовым положениям программы импортозамещения элементной компонентной базы электроники новыми отечественными техническими средствами, в том числе и в гидрометеорологических информационно-измерительных системах.

Выполнен анализ разделения (специализации) каналов в системе массового обслуживания с неограниченной очередью с конечным случайным временем ожидания (система с „нетерпеливыми“ заявками); вычислены основные показатели эффективности системы при различной интенсивности потока обслуживания. Показано, что разделение каналов существенно улучшает показатели эффективности только для режима, близкого к критическому.

Предложен метод обнаружения сетевых атак, основанный на выборе полезных параметров нейронной сети, которые характеризуют аномальный трафик. Полезные параметры получены в результате ранжирования всех параметров нейронной сети по степени значимости для обнаружения каждой атаки. Ранжирование выполнено по системе правил, учитывающих три критерия эффективности нейронной сети: общую точность классификации параметров, время обучения сети и время ее тестирования. Для обучения нейронной сети использована известная база данных атак NSL—KDD, характеризующая каждую атаку по 41 информационному признаку. Ранжирование позволило сократить количество признаков до 10. Обученная на полезных параметрах нейронная сеть показала высокую скорость обнаружения и точность классификации большинства рассматриваемых атак.

Представлен обзор преимуществ операционных систем с открытым исходным кодом при проектировании системы защиты информации. Обсуждается технология виртуализации как эффективный способ защиты информационных систем. Приведен пример контейнерной виртуализации с построением адаптивной модели системы контроля доступа на ARM-процессоре. Оценка вероятности нестационарного проникновения в систему составила 2 %, что подтверждает эффективность предложенного решения и его применимость для построения адаптивной системы контроля доступа.

Представлено комплексное решение для управления записью и хранением трафика в системах хранения данных. Предложена структура программно-аппаратного комплекса управления физическим хранилищем данных для систем, которые могут использоваться владельцами технологических сетей связи для хранения трафика. Рассмотрены механизмы управления, такие как распределение данных по различным носителям с использованием нейронных сетей Кохонена и прогнозирование увеличения емкости хранилища с помощью статистической модели и методов машинного обучения.

Представлены разработанные модели, описывающие процесс экспериментальных исследований экстремально слабого рассеяния света частицей атмосферного аэрозоля. Такое рассеяние обусловлено тем, что размеру частицы соответствует толщина слоя покрытия. Для разработки моделей использованы данные эксперимента, выполненного одновременно оптическим счетчиком и фильтровым аспирационным устройством. Рассмотрены теоретические основы моделирования процесса рассеяния света частицей атмосферного аэрозоля с показателем преломления, радиально изменяющимся в слое покрытия. Модель базируется на данных натурных экспериментов, причем возможно решение как разрывных, так и непрерывных задач моделирования процесса рассеяния электромагнитных волн для неоднородных облучаемых структур. Модель считается адекватно описывающей экспериментальные данные, если расхождение между ними и результатами модельных расчетов не превышает погрешности эксперимента. C использованием уникальных экспериментальных данных предложены новые модели неоднородной частицы аэрозоля, адекватно описывающие процесс экстремально слабого направленного рассеяния излучения.

Рассматривается проблема достоверности определения параметров аэрозоля методами лидарного зондирования. Представлены линеаризованные алгоритмы обработки сигналов лидарного зондирования слабозамутненной атмосферы. Для повышения точности результатов предлагается использовать метод наименьших квадратов с предварительно заданным значением фоновой засветки. Наряду с микроструктурными характеристиками аэрозольных частиц по экспериментальным данным трассометрических измерений определен приближенный коэффициент ослабления. С использованием результатов расчета фоновой засветки получено выражение для определения величины отклонения коэффициента ослабления от его приближенного значения. Точность определения коэффициента ослабления при решении системы из двух уравнений получается выше, чем при решении системы из трех уравнений, но недостаточна в случае посылки одного импульса. В целях повышения точности проанализировано большое количество значений эхо-сигнала на трассе зондирования. Исследование выполнено для типичных параметров аэрозоля слабозамутненной атмосферы и типичных характеристик лидаров.

Рассматривается возможность применения методов непараметрического анализа к результатам измерений экологических показателей водных объектов. Показана целесообразность использования непараметрических критериев при малых объемах выборок при анализе данных в гидрологии и экологии. Предложена методика расчета непараметрических критериев для оценки однородности временных рядов экологических показателей водных ресурсов.

Подробно рассматривается задача одного из разделов гидромеханики — гидростатики, исследована задача о гидростатической устойчивости стенок каналов. Теоретически исследованы уравнения движения жидкости с помощью математических методов. Приведены уравнения движения идеальной жидкости и проинтегрированы для данной задачи. Применен математический метод выделения полного дифференциала, позволяющий получить формулу для вычисления давления жидкости, оказываемого на стенку канала. Приведены результаты исследования устойчивости опорной стены в зависимости от ее толщины и уровня воды в канале. Полученные закономерности проиллюстрированы графически. Приведенные в статье формулы и графики позволяют выделить область возможных значений для высоты стенки канала в зависимости от уровня воды в нем. Показано увеличение устойчивости стены с увеличением ее толщины, что позволяет скорректировать область возможных геометрических характеристик опорной стены. Полученные результаты можно использовать при расчете прочности стенок каналов, водохранилищ и плотин, также при их надстройке во время внезапного подъема уровня воды.

Представлено решение задачи экологического мониторинга акватории порта с помощью распределенной системы датчиков различной физической природы с централизованным управлением. Эффективное расположение датчиков в зоне проводимого мониторинга должно удовлетворять условию полного покрытия зоны ответственности мониторинга зонами чувствительности датчиков и заданной точности определения местоположения объекта наблюдения. Предложен алгоритм определения зоны покрытия датчиками зоны ответственности мониторинга. Приведены математические выражения для определения плотности сети мониторинга.

Обсуждаются вопросы использования глобальных навигационных спутниковых систем в области гражданского мореплавания, где их применение выявило опасности, носящие ключевой характер, так как в открытом море такие системы являются единственным источником координат места судна. Предложено решение проблемы путем применения навигации по небесным светилам. Рассмотрен новый способ измерения высоты навигационного светила, основанный на определении угловых координат центра светила и точек линии горизонта в результате численного экспресс-анализа цифровой фотографии небосвода. Описаны математические модели и вычислительные алгоритмы обработки изображений светила и линии горизонта, а также представлены результаты их тестирования.

Предложен прототип малогабаритного подводного аппарата, предназначенного для контроля за проведением подводно-технических работ. Реализована конструкция прочного и легкого корпуса подводного аппарата с элементами движения, питания и управления по технологии 3D-печати. Разработано программное обеспечение для управления движением подводного аппарата, подводной съемкой и процессами приема и передачи информации. Приведены результаты математического моделирования параметров движения аппарата в водной среде. Определены задачи для корректировки характеристик существующей конструкции и дальнейших проверочных испытаний.