Методическое пособие 794

Основной 2 (целевой) функцией любой информационной системы ИС сети ИС = {ИС}N является поиск информации по запросам пользователей I = {i}m. От того насколько адекватно будет реализована эта функция, зависит эффективность функционирования ИС (полнота и точность

© Сысоев Д.В., Швецова А.А., 2016

– релеватность, время поиска, экономичность и др.). Понятно, что эти показатели эффективности формируются на всех операциях информационной технологии поиска (ИТ), и в первую очередь, на этапах взаимодействия ИС с внешней средой (множеством пользователей I), отражая вариантность информации в множестве запросов, неоднозначность в свертывании их

Воронежский государственный архитектурно- строительный

университет, канд .техн.наук, доцент Е.А. Жидко Россия,г. Воронеж, Е-mail: lenag66@mail.ru

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Воен- но-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), доцент Кирьянов К.А.

Россия,г. Воронеж, Е-mail: konst63224@mail.ru

TheVoronezh state architecturally-buildinguniversity associate ProfessorE.A. Zhidko

Russia,Voronezh, Е-mail: lenag66@mail.ru

Military training andscientific center of the air force "airforce Academy namedafter ProfessorN.E.Zhukovsky and Y.A. Gagarin (Voronezh), associate Professor Kiryanov К.А.

Russia,Voronezh, Е-mail: konst63224@mail.ru

Предварительные исследования показали, что информационная безопасность хозяйствующего субъекта (ИБ ХС), его система информационной безопасности (СИБ) является аргументом их безопасного и устойчивого (антикризисного) развития (БУР) как функции конкурентоспособности (КСП) объекта и его СИБ на внешних и внутренних рынках. С целью обеспечения БУР(КСП) необходимо своевременное получение качественной информации (информационное обеспечение (ИО)) об истинных намерениях и действиях конфликтующих сторон в контексте противоборства на политической арене и конкурентной борьбы в социально- эколого-экономическом аспекте в условиях информационной войны между ними (идеологической, информационнопсихологической и кибернетической).

Основными способами ведения информационной войны являются хищения, разрушения и модификация информации, циркулирующей во внешней и внутренней среде ХС, его СИБ [1]. В результате появляются угрозы дезинформации, утраты и/или искажения ИО, необходимого и достаточного для достижения и сохранения устойчивого развития субъекта. Такие угрозы рассматриваются как нарушение ИБ ХС, его СИБ с негативными последствиями для внешней и внутренней среды. Ими могут стать локальные кризисы и военные конфликты с угрозой их перерастания в мировые.

В результате приходим к выводу о том, что системное моделирование ИБ ХС, его СИБ необходимо разработать с позиций, представленных виде интегрированной скобочной конструкции БУР(КСП(ИО(ИБ(ИК)))) [2].

Особенность такого моделирования в реально складывающейся и прогнозируемой обстановке в ХХI веке определяется неравномерностью развития отдельных стран, их интеграционных блоков и хозяйствующих субъектов. Согласно градациям, принятым в ООН, выделяют страны высокоразвитые и развитые, переходного периода, развивающиеся и слаборазвитые. Это создаёт допол-

нительные проблемы интеграции стран в мирохозяйственные связи, как. Например. Высокоразвитые и развитые страны стремятся поглотить развивающиеся и слаборазвитые. Те, понимая негативные последствия для себя таких угроз, предпринимают меры по их предупреждению и ликвидации. Сущность таких мер и их последствий для нападающей стороны вызывает у неё опасения из-за реальной угрозы потерять свои вложения в партнёров, ничего не получив взамен.

С учётом вышесказанного и требований доктрины ИБ РФ [1] приходим к след у- ющим основным концептуальным положениям системного моделирования ИБ ХС, его СИБ [3-5].

Утверждение 1. Основы системного моделирования ИБ предназначены для создания научно-методического обеспечения (НМО) программы исследований защищённости ХС, его СИБ от угроз нарушения их ИБ с целью предупреждения противоречивости и неразвитости правового регулирования общественных отношений в информационной сфере, согласно требованиям доктрины [1]. Путь достижения цели – обеспечение защищенности национальных интересов России в информационной сфере, определяющихся совокупностью сбалансированных интересов личности, общества, государства

(ЛОГ).

Под сбалансированностью интересов будем понимать такое соотношение информированности ЛОГ о результатах принимаемых ими решений в заданном контексте, аспектах и условиях, которые гарантируют формирование гражданского общества в России, её безопасное и устойчивое (антикризисное) развитие в реально складывающейся и прогнозируемой обстановке ХХI века.

Утверждение 2. Интегральная цель ХС, его СИБ, то есть БУР(КСП), достигается за счёт скоординированных по цели, месту и времени, диапазону условий и полю проблемных ситуаций намерений и действий сторон А и В, конфликтующих между собой в заданном контексте, аспектах и условиях

Уро

вень

0

Стрелки в элементах ниже диагонали отражают делегирование функций от модели высшего уровня к моделям последующих уровней и управление ими по ситуации результатам в реально складывающейся и прогнозируемой обстановке.

Стрелки в элементах выше диагонали

отражают промахи ошибки моделирования ИБ, требования к их устранению. Это основа для ликвидации противоречивости и неразвитости правового регулирования общественных отношений в информационной сфере в заданном контексте, аспектах и условиях.

ими с целью устранения промахов и ошибок лиц, принимающих решения при выборе реакции на угрозы нарушения ИБ по ситуации

ирезультатам. Эффективность управления обеспечивается механизмами регулирования

исанкциями, предусмотренными в НПД по ИБ РФ. Стрелки в элементах выше диагонали отражают выявленные промахи и ошибки ЛПР, которые совершены ими в процессе выбора реакции на угрозы нарушения ИБ ХС, его СИБ в результате преобразования входных информационных потоков в требуемые выходные потоки.

Утверждение 3. С позиций логико-

вероятностно-информационного подхода адекватность реакции на угрозы нарушения ИБ ХС, его СИБ целесообразно оценивать по общему критерию: необходимо «И» потен-

циально возможно «И» реально достижимо

по ситуации и результатам в реально складывающейся и прогнозируемой обстановке [7].

Утверждение 4. Методология принятия решений об адекватности реакции должна базироваться на распознавании ситуации и прогнозе последствий внедрения решений, а также оценке их приемлемости для ЛОГ в краткосрочном (1 – 3 года), среднесрочном (5 – 10 лет) и долгосрочном (15 – 20 лет и более) периодах. Правила принятия адекватных решений целесообразно строить на основе формирования приоритетного ряда их альтернативных вариантов, выбора оптимальных и близких к ним решений по ситуации и результатам в статике и динамике современных условий [10,11].

Принятые утверждения определяют сущность дальнейших исследований по проблеме ИБ в интересах разработки теоретических основ системного математического моделирования ИБ ХС достоверных и полезных в заданном контексте, аспектах и условиях.

Библиографический список

1. Доктрина информационной безопасности Российской Федерации: утв. Президентом РФ 9 сентября 2000 г., № Пр-1895

[Электронный ресурс].

2.Жидко Е.А. Методология исследований информационной безопасности экологически опасных и экономически важных объектов: монография / Е.А. Жидко; Воронеж. гос. арх -строит. ун-т. - Воронеж,

2015. - 183 с.

3.Жидко Е.А., Попова Л.Г. Концепция системного математического моделирования информационной безопасности//Интернетжурнал Науковедение. 2014. №2 (21). С. 33.

4.Жидко Е.А. Методология системного математического моделирования информационной безопасности/ Интернет-журнал Науковедение. 2014. № 3 (22). С. 101.

5.Жидко Е.А. Методология формиро-

вания единого алгоритма исследований информационной безопасности// Вестник Воронежского института МВД России. 2015. №

1.С. 62-69.

6.Жидко Е.А. Методология формирования системы измерительных шкал и норм информационной безопасности объекта защиты//Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 2

(97). С. 17-22.

7.Жидко Е.А., Попова Л.Г. Логико- вероятностно-информационное моделирование информационной безопасности// Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2014. № 4. С. 136-140.

8.Жидко, Е.А. Высокие интеллектуальные и информационные технологии интегрированного менеджмента ХХI века: монография/ Воронеж, 2014. -76 с.

9.Сазонова, С.А. Разработка модели анализа потокораспределения возмущенного состояния системы теплоснабжения / С.А. Сазонова // Моделирование систем и информационные технологии. Сб. науч. тр. - Воронеж, 2007. - С. 52-55.

10.Сазонова С.А. Решение задач обнаружения утечек систем газоснабжения и обеспечение их безопасности на основе методов математической статистики // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2015. - №14. – С. 51-55.

ВУНЦ ВВС«Военно-воздушная академия имени профессора

Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»(Воронеж), кандидат технических наук,доцент Е.А. Шипилова

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», кандидат технических наук,доцент И.А. Хаустов, магистрант Сапрыкина А.В.

Россия,г. Воронеж, Е-mail: post@vsuet.ru

Military Educational and Scientific Center of the Air Force «N.E.

Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy»(Voronezh) Ph.D. in Engineering, associate professorE.A. Shipilova

FSBEI HPE «Voronezh State University of Engineering Technolo- gies», Ph.D. in Engineering, associate professor I.A. Khaustov, undergraduate Saprykina A.V.

Russia,Voronezh, Е-mail: post@vsuet.ru

При фильтровании частицы аэрозоля осаждаются на поверхности или в объеме пористых сред посредством одновременного и совместного действия различных механизмов улавливания: гравитационного, инерционного, зацепления, диффузионного, электростатического, термофореза, диффузиофореза, фотофореза, воздействия магнитного поля, радиометрических сил [1-3].

© Сапрыкина А.В.,Хаустов И.А.,Шипилова Е.А., 2016

За счет диффузионной подвижности вследствие ударов молекул потока с зерном фильтрующего слоя могут сталкиваться маленькие частицы. С увеличением температуры газового потока диффузионная подвижность частиц увеличивается и растет степень диффузионного осаждения. Гравитационному осаждению можно подвергнуть только крупные компоненты. При инерционном осаждении маленькие частицы потока легко меняют направление движения и огибают

возникающие препятствия, что невозможно для массивных и/или крупных взвешенных частиц, которые по инерции продолжают движение в прежнем направлении до столкновения с зерном фильтровальной перегородки. Седиментация (гравитационное осаждение) происходит под действием силы тяжести.

В случае инерционного осаждения масса частицы или скорость ее движения настолько значительны, что она не может следовать по линии тока при огибании препятствия, и, стремясь по инерции продолжить свое движение, сталкивается с поверхностью зерна и осаждается на нем. Зацепление (эффект касания) наблюдается при условии, что расстояние от частицы до поверхности обтекаемого газовым потоком тела равно или меньше ее радиуса. Влияние каждого из механизмов осаждения определяется целым рядом факторов, из которых важнейшим является размер частиц дисперсной фазы аэрозоля.

На основании анализа различных исследований [1-3] нами была разработана методика определения ведущего механизма осаждения частиц аэрозоля в фильтровальной перегородке, и, следовательно, выбора математических моделей для расчета процесса фильтрования аэрозолей зернистыми слоями, исходя из физико-механических свойств аэрозолей и гидродинамических режимов протекания процесса.

Фильтрование высокодисперсных слабоконцентрированных аэрозолей идет за счет диффузионного механизма осаждения. Уравнение материального баланса (в условиях равенства скорости накопления твердых частиц в слое изменению расхода твердой фазы) для высокодисперсных аэрозолей с низкой объемной концентрацией при условии пренебрежения величиной осевой диффузии по сравнению с конвективным потоком для одномерного потока и уравнение изменения порозности зернистого слоя во времени с учетом линейного характера изменения коэффициента уноса K от величины накопления осадка в слое, имеют вид:

где n – объемная концентрация дисперсной фазы в аэрозоле; τ – время, с; ε – порозность, х – продольная координата (толщина слоя), м; Vф – скорость фильтрования, м/с; dз – эквивалентный диаметр гранул слоя, м; ε0 – начальная порозность, εпр – предельное значение порозности зернистого слоя; β – коэффициент массоотдачи, м2/с.

При фильтровании монодисперсного ВДА с малой объемной концентрацией n0 и размером частиц dч с момента времени τ > 0 начальные и граничные условия, соответствующие дифференциальным уравнениям (1), имеют следующий вид:

Зацепление (эффект касания): частицы от 1 до 3 мкм при перемещении вместе с газовым потоком в относительной близости от обтекаемого тела приходят в соприкосновение с ним и прилипают к нему. Зацепление наблюдается при условии, что расстояние от частицы до поверхности обтекаемого газовым потоком тела равно или меньше ее радиуса.

Для определения эффективности улавливания частиц в результате зацепления Эh предлагается использовать формулу [3, 4]:

где H – толщина слоя, м; Ψ – поправочный коэффициент, учитывающий форму гранул слоя; dз – диаметр зерен слоя, м; h – линейный параметр, характеризующий расположение зерен слоя относительно друг друга, м.

Рассмотрим процесс фильтрования аэрозоля с преобладающим действием механизма зацепления без влияния эффекта коагуляции. Так как фильтрование среднедис-

персных слабоконцентрированных аэрозолей в зернистом слое идет с закупориванием пор без образования автофильтра, уравнение материального баланса (в условиях равенства скорости накопления твердых частиц в слое изменению расхода твердой фазы) при условии пренебрежения величиной осевой диффузии по сравнению с конвективным потоком для одномерного потока, и изменение порозности зернистого слоя во времени, учитывая линейный характер изменения коэффициента уноса K от величины накопления осадка в слое при условии, что

K(ε=εпр ) =1 и K(ε=ε0 ) = 0 , с учетом эффекта зацепления можно принять:

При фильтровании среднедисперсных слабоконцентрированных аэрозолей с момента времени τ > 0 граничные условия, соответствующие дифференциальным уравнениям (4) запишутся следующим образом:

n(0, x) = 0, n(τ, 0) = n0, ε(0, x) = ε0. (5)

Рассмотрим процесс фильтрования аэрозоля с преобладающим действием механизма зацепления с учетом влияния эффекта коагуляции. Эффект коагуляции способствует накоплению осадка пылевых частиц как в глубине, так и на поверхности зернистого слоя. При этом, образующийся осадок выступает в качестве дополнительного фильтрующего материала. Для данного процесса характерен быстрый темп нарастания гидравлического сопротивления фильтрующего слоя.

Скорость коагуляции для частиц аэрозоля малых размеров может быть определена по формуле, определяющей броуновскую диффузию [5]:

где D – коэффициент молекулярной диффузии, характеризующий интенсивность броуновского движения, м2/с. Откуда изменение концентрации аэрозоля за счет коагуляции:

Для несжимаемого осадка на плоском зернистом фильтре при dKdτ ≠ 0 (измене-

ние проскока во времени) толщину осадка определяют из соотношения:

где Q – расход газового потока, м3/с; K0 – начальный проскок; m – коэффициент про-

порциональности; F – поверхность фильтрования, м2.

Уравнение материального баланса (в условиях равенства скорости накопления твердых частиц в слое изменению расхода твердой фазы) при условии пренебрежения величиной осевой диффузии по сравнению с конвективным потоком для одномерного потока и накоплением осадка во времени, отнесенного к максимально возможному объему осадка на фильтре, и уравнение изменения порозности зернистого слоя во времени, с учетом линейного характера изменения коэффициента уноса K от величины накопления осадка в слое и на поверхности при

условии, что K(ε=εпр ) =1 и K(ε=ε0 ) = 0 , с учетом эффекта зацепления, можно записать: