МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Безопасность движения на железнодорожном транспорте требует регулярной проверки состояния рельсов для отслеживания и своевременного устранения возникающих на них дефектов. Вихретоковая дефектоскопия - один из популярных методов проведения неразрушающего контроля рельсов. Данные (дефектограммы), поступающие от вихретоковых дефектоскопов при тестировании рельсов, характеризуются большим объёмом и нуждаются в эффективном автоматическом анализе. Под анализом понимается процесс определения по дефектограммам наличия дефектных участков наряду с выявлением конструктивных элементов рельсового пути с учётом шума и возможных помех разной природы. Для выделения полезных сигналов (от дефектов и конструктивных элементов) находится пороговый уровень шума, значение которого может быть искажено накладывающимися на сигналы электромагнитными помехами, обладающими выраженной низкочастотностью и периодичностью. Указанные помехи завышают пороговый уровень шума, осложняя выявление полезных сигналов. В связи с этим возникает необходимость в подавлении помех описанного типа. В данной работе в качестве метода устранения помех на вихретоковых дефектограммах используется спектральное вычитание. Функция помех определяется как сумма низкочастотных гармоник дискретного преобразования Фурье исходных сигналов. Очищенные от помех сигналы получаются вычитанием гармоник низкочастотного диапазона. Правая граница этого диапазона названа частотой пороговой гармоники. Она находится с помощью минимизации расстояния между автокорреляционной функцией сигналов и ожидаемой автокорреляцией. Предложены два вида ожидаемой автокорреляции: автокорреляция гауссовского шума и эталонная автокорреляция. Оба подхода позволяют определить частоту пороговой гармоники, при которой периодические помехи будут подавляться наилучшим образом. Метод, основанный на автокорреляции гауссовского шума, является в некотором роде универсальным для вихретоковых дефектограмм. Эталонная автокорреляция привязана к конкретным данным и пишущему оборудованию. Для рассматриваемых данных вихретоковых дефектограмм найдена наиболее подходящая частота пороговой гармоники. Описанные подходы к подавлению периодических низкочастотных помех помимо вихретоковой дефектоскопии могут успешно применяться и в других областях.

Разработка более точных и адаптивных методов обнаружения вредоносного кода является критической задачей в контексте постоянно эволюционирующих угроз кибербезопасности. Это требует постоянного внимания к новым уязвимостям и методам атак, а также поиска инновационных подходов к обнаружению и предотвращению киберугроз. В работе исследуется алгоритм обнаружения исполнения вредоносного кода в процессе защищаемой программы. Этот алгоритм основан на ранее предложенном подходе, когда легитимное исполнение защищаемой программы описывается профилем разностей адресов возврата вызываемых функций, называемым также профилем расстояний. Введено такое понятие, как позиционное расстояние, которое определяется разницей между номерами вызовов в трассе программы. Основным изменением стала возможность добавления в профиль расстояний между адресами возврата не только соседних функций, а также нескольких предыдущих с заданным позиционным расстоянием. Кроме модификации алгоритма обнаружения, в работе разработано средство автоматизации построения профиля расстояний и экспериментально исследуется зависимость вероятности ложного обнаружения нетипичного расстояния от длительности обучения для четырех известных браузеров. Эксперименты подтверждают, что при незначительном увеличении времени проверки число нетипичных расстояний, обнаруживаемых предложенным алгоритмом, может быть существенно меньше числа нетипичных расстояний, выявляемых базовым алгоритмом. Однако следует отметить, что при этом эффект перехода от базового алгоритма к предложенному, как показали результаты, зависит от характеристик конкретной защищаемой программы. Исследование подчеркивает важность постоянного совершенствования методов обнаружения вредоносного кода, чтобы адаптировать их к изменяющимся угрозам и условиям эксплуатации программного обеспечения. В итоге это позволит обеспечить более надежную защиту информации и систем от кибератак и других киберугроз.

Агентная модель описывает динамику генетического разнообразия непрерывно распределенной популяции в случае конечного числа особей. В событии вымирания в некоторой области умирает часть популяции, после чего в ходе реколонизации рождаются новые особи с генотипом родителя. Мы рассматриваем модель, а также её модификацию, и получаем свойства, связанные с популяционными параметрами. В работе показано, что время жизни особей имеет экспоненциальное распределение, вероятности аллелей сохраняются во времени, средняя гетерозиготность при ограничении, связанном с числом особей при вымирании и реколонизации, равна аналогичной величине в модели Морана. Совместное распределение аллелей обобщено на случай популяций, непрерывно расположенных в пространстве. Совместное распределение аллелей и гетерозиготность посчитаны на симуляциях.

Статья продолжает цикл трудов по разработке и верификации управляющих программ на основе LTL-спецификаций специального вида. Ранее была предложена декларативная LTL-спецификация, позволяющая описывать поведение управляющих программ и выполнять построение по ней программного кода на императивном языке ST для программируемых логических контроллеров. Данная LTL-спецификация может быть непосредственно верифицирована на предмет соответствия заданным темпоральным свойствам методом проверки модели (model checking) с помощью инструмента символьной верификации nuXmv. При этом не требуется переводить LTL-формулы спецификации в другой формализм - SMV-спецификацию (код на входном языке инструмента nuXmv). Цель настоящей работы состоит в исследовании альтернативных способов представления модели поведения программы, соответствующей декларативной LTL-спецификации, при её верификации в рамках инструментального средства nuXmv. В статье выполняются преобразования декларативной LTL-спецификации в различные SMV-спецификации с сопутствующими изменениями постановки задачи верификации, что приводит к значительному снижению временных затрат при проверке темпоральных свойств с использованием инструмента nuXmv. Ускорение верификации обусловлено сокращением пространства состояний проверяемой модели. Полученные в результате предложенных преобразований SMV-спецификации задают одинаковые или бисимуляционно эквивалентные системы переходов, обеспечивая неизменность результатов верификации при замене одной SMV-спецификации на другую.