Железнодорожная техника является очень традиционной областью техники по отношению к принципам безопасности, существующим уже более 150 лет, см., например, Пахл [1]. Тем не менее, за последние десятилетия безопасность на железных дорогах стала инновационной. Все началось с электронных автоблокировок, которые потребовали нового типа стандартов, см. например, EN 50716 [2], EN 50129 [3]. Это привело к совершенно новому подходу к контролю состояния безопасности электроники – оценке безопасности. Новые разработки, такие как автоматические метрополитены, автоматическое управление поездами (ATO), гиперлуп – поезд на магнитной левитации, движущийся в вакуумированной трубе, использование водорода и искусственного интеллекта, а также растущее значение кибербезопасности требуют дальнейшего развития методов оценки безопасности. В этой статье обсуждается общий подход к обеспечению безопасности железнодорожных систем с использованием современных технологий и обсуждаются сложности оценки безопасности.

Цель. Установить приемлемые архитектуры отказобезопасности критически важных систем высокоскоростного движения, определить их возможности и ограничения. Методы. Построение и исследование ряда математических моделей надежности и функциональной безопасности систем. Выбор приемлемых архитектур отказобезопасности критически важных систем высокоскоростного движения. Результаты. Анализ надежности широко распространенной на практике архитектуры безопасности 2оо3 аналитически и численно показал, что с помощью мажоритарной логики удается существенно повысить достоверность результатов (среднее время до функционального отказа мажорированной системы в 2 раза превышает этот показатель в исходном объекте). Вместе с тем, безотказность системы, а, следовательно, ее отказобезопасность, ниже, чем у исходного объекта. Поэтому такая архитектура приемлема не выше уровня SIL3. Возможно для обеспечения этого уровня отказобезопасности предпочтение отдавать альтернативной архитектуре (1оо2)Р вследствие отсутствия в ней восстанавливающих органов и переключающих устройств. Она формируется из двух параллельно работающих компонент, каждая из которых построена по схеме постоянного дублирования. Однако при этом не следует забывать, что в такой системе сохраняется риск ложного срабатывания. Показано, что для обеспечения отказобезопасности на уровне SIL4 можно применять гибридные мажоритарные архитектуры (2оо3)Р или 2оо4. Вместе с тем следует учитывать, что существенную часть мажоритарных структур отказобезопасности критически важных систем составляют переключательные схемы, обеспечивающие отключение отказавших и включение резервных компонент. Это обстоятельство отрицательно сказывается на эффективности мажоритарного резервирования, поскольку связано с применением дополнительных средств и процедур. Причина этого недостатка состоит в том, что и при аппаратной, и при программной организации механизм маскирования сбоев, т.е. голосование, определение неисправного канала, его блокирование и последующее включение в нормальную работу, используется в каждом такте работы системы вне зависимости от наличия или отсутствия сбоев. Эти временные потери при практической реализации достигают 30-50%. К недостаткам мажорирования при его реализации следует отнести также большое количество связей между каналами и определенные трудности при проектировании. Указанные ограничения оказывают негативное, но не определяющее влияние на выбор приемлемой архитектуры отказобезопасности. Их следует учитывать для каждого конкретного объекта и условий его применения.

Целью статьи является аналитическая оценка уровня надежности электропередачи по электрическим сетям ПАО «Россети Центра». В предлагаемом исследовании дана характеристика структуры компании, подробно представлена балансовая характеристика транспорта объемов электрической энергии в сети компании и из ее сетей потребителям. Отмечены недостатки отчетной деятельности компании. На основе опубликованной в открытом доступе информации, произведен анализ авариных событий в электрических сетях компании за исследуемый период, отмечены особенности электропередачи по каждому из филиалов компании. Введено понятие удельной аварийности, определяющей интенсивность внедрения противоаварийных мероприятий, разрабатываемых каждой компанией для снижения величины недоотпуска электрической энергии в результате аварийных отключений. Произведен анализ основных причин возникновения событий отказов, в результате которых установлено, что основными причинами их возникновения является воздействие повторяющихся стихийных явлений, а также несвоевременное производство технического обслуживания электроустановок. В качестве основных использованы методы численного анализа, а также общенаучные методы обработки информации. Визуализация анализируемого материала представлена диаграммами, полученными на основе использования технологий графического редактора MATLAB. Результаты исследования могут быть интересны техническим специалистам электросетевых компаний ПАО «Россети» а также научным работникам, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.

Цель. В статье рассматривается проблема учета влияния изменения климата на функциональную надежность региональных дорожных сетей. Предложены алгоритм и методология оценки функциональной надежности дороги, основанные на оценке долговечности и остаточного срока службы дорожного покрытия по критериям деформации: (1) максимально допустимый остаточный прогиб дорожного покрытия, (2) снижение модуля деформации материала дорожного покрытия в результате многократной упругопластической деформации под воздействием транспортного потока, (3) появление неприемлемых продольных выбоин и/или ям. Методы. Для определения вероятности отказа каждого участка дорожной сети разработан метод определения начальной надежности с учетом динамических воздействий (нагрузки от проезжающих транспортных средств), внешних (атмосферных) воздействий и человеческого фактора (нарушение способа укладки асфальтобетона) с использованием байесовских сетей в формате программного пакета GeNie. Математическая модель дорожной сети в виде байесовской сети позволяет моделировать (1) климатические/погодные условия, (2) движение транспорта в реальном времени после аварии с использованием агентной модели, которая использует информацию о движении, накопленную посредством непрерывного мониторинга (включая видеокамеры и БПЛА), время в пути каждого транспортного средства и объем движения на каждой дороге. Надежность выбранной транспортной сети и вероятность отказа каждого ее участка были рассчитаны с использованием байесовской сети, а остаточный срок службы каждого участка дороги был рассчитан на основе деформационных критериев. Результаты. Проведен сравнительный анализ уязвимости дорожной сети ЕкатеринбургТюменского маршрута (Уральский федеральный округ) как для пассажирских, так и для грузовых перевозок, с учетом и без учета климатических изменений, характерных для Среднего Урала, на примере дорожно-транспортного происшествия, приведшего к частичному разрушению одного моста и перераспределению транспортных потоков. Результаты расчета остаточного ресурса, вероятности безотказной эксплуатации и надежности каждого участка сети этих дорог позволили выявить наиболее уязвимые участки дорожной сети Уральского федерального округа и объем необходимых ремонтных работ для поддержания их работоспособности. Заключение. Применение разработанной методики показало, что функциональная надежность Екатеринбург-Тюменского маршрута для регулярных перевозок составляет 99,55%, а для транспортных средств грузоподъемностью более 20 тонн – 98,47%. Использование агентной модели поведения водителей для оценки и анализа уязвимости транспортной сети Екатеринбург-Тюмень в случае обрушения моста показало, что продление маршрута из-за обрушения моста приводит к увеличению углеродного следа дорожной сети и негативному воздействию на окружающую среду.

Данная статья обобщает фундаментальные исследования, посвященные классу вероятностных распределений, известных как распределения с почти отсутствием памяти (ALM). В то время как классическое экспоненциальное распределение однозначно характеризуется свойством отсутствия памяти в любом возрасте, распределения ALM проявляют это свойство выборочно, в возрастах, образующих дискретную последовательность {0, c, 2c, ...} для положительной константы c. Это обобщение предоставляет мощный и универсальный аппарат для моделирования времени жизни, времени до отказа и времени ожидания в периодических, нестационарных условиях. Мы представляем всестороннюю характеристику распределений ALM через несколько эквивалентных свойств: специфическую аналитическую форму функции распределения, периодическую интенсивность отказов и вероятностное представление, в котором случайная величина разлагается в сумму усеченной на [0, c) компоненты и геометрически распределенной компоненты, масштабированной на c. Это разложение имеет ключевое значение как для теоретического анализа, так и для практических приложений. Строго устанавливается внутренняя связь между распределениями ALM и периодическими неоднородными пуассоновскими процессами. Кроме того, в статье рассматриваются важные статистические аспекты, включая оценку параметров методами максимального правдоподобия и моментов, а также проверку гипотез для различения моделей. Применимость теории ALM демонстрируется в различных областях, включая надежность технических систем, работающих в условиях циклических нагрузок, страхование для моделирования убытков с сезонной структурой и науки об окружающей среде для изучения явлений, управляемых периодическими силами. Заполняя пробел между теоретической вероятностью и необходимостью моделирования реальной периодичности, распределения ALM предлагают надежный и математически элегантный инструмент для анализа в нестационарных условиях.

Цель. Цель данной работы состоит в дополнении некоторых аспектов методики анализа деревьев отказов (АДО). В предположении, что исходные данные, а именно интенсивности отказов базисных событий, являются случайными величинами, обычно выполняется анализ неопределенности показателя надежности вершины дерева отказов (ДО). Однако если показатель надежности вершины ДО имеет случайный характер, то и принятие решения о выполнимости требований технического задания (ТЗ) не должно проводиться путем простого сравнения рассчитанного показателя с требованием. Одной из целей в данной ситуации является построение критериев принятия решений о выполнимости требований ТЗ методами статистической проверки гипотез. Если неопределенность исходных данных моделируется с помощью логнормального распределения, то зачастую выбор фактора ошибки (EF) проводится необоснованно. Второй целью данной работы является обоснование для выбора EF. Конечной целью является введение дополнительных показателей чувствительности в ситуации, когда интересующими показателями надежности вершины ДО является не вероятность отказа или коэффициент неготовности, а параметр потока отказов или средняя наработка между отказами. Методы. Применяются классические методы теории вероятностей, математической статистики и математической теории надежности. Выводы. В статье показано, что принятие решений о выполнимости (или невыполнимости) требований ТЗ в случае, когда исходные данные (интенсивности отказов) имеют статистическую погрешность, должно осуществляться на методах статистической проверки гипотез, а именно проверки гипотез с помощью доверительных интервалов. Кроме этого, в случае логнормального распределения интенсивности отказов приведено обоснование выбора фактора ошибки – EF. Если требования ТЗ касаются параметра потока отказов или средней наработки между отказами и при этом исследуется чувствительность показателя надежности вершины ДО относительно базисных событий, то при этом необходимо использовать специальные показатели чувствительности.

Цель. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) все шире интегрируются в интеллектуальные транспортные системы (ИТС), становясь одним из критических элементом транспортной инфраструктуры. Вместе с тем зависимость функционирования БПЛА от программного обеспечения (ПО), беспроводных каналов связи и внешних систем навигации делает их уязвимыми к информационным угрозам. Целью работы является проведение комплексного анализа угроз информационной безопасности (ИБ) БПЛА в контексте их функционирования в составе ИТС и разработка модели угроз, охватывающей аппаратные, программные, коммуникационные и инфраструктурные компоненты. Методы. В работе применены методы системного анализа, моделирования угроз ИБ, а также анализ архитектуры программно-аппаратных комплексов (ПАК) БПЛА с выделением ключевых объектов воздействия. Использованы подходы, основанные на классификации угроз по стандартам ФСТЭК РФ, а также методы анализа взаимосвязей между угрозами, уязвимостями и средствами защиты. Результаты. Разработана модель угроз БПЛА как элемента ИТС, охватывающая аппаратные компоненты, ПО, коммуникационные каналы, информационные потоки и наземную инфраструктуру. Выявлены наиболее критичные угрозы БПЛА, включая нарушение функционирования, компрометацию данных и физическое воздействие. Проведен анализ существующих решений по защите информации и показано, что отсутствует системный подход к обеспечению безопасности. На основе проведенного анализа обоснована необходимость внедрения методологии конструктивной информационной безопасности (КИБ) в соответствии с ГОСТ Р 72118-2025. Заключение. Предложенный подход, основанный на методологии КИБ, позволяет проектировать БПЛА с изначально заложенной устойчивостью к широкому спектру угроз ИБ, включая киберфизические атаки и нарушения целостности данных, что особенно актуально для интеграции БПЛА в ИТС, где отказ или компрометация одного элемента может повлечь системные сбои. Экспериментальная апробация подхода в рамках образовательных проектов подтверждает применимость и эффективность методологии КИБ

В статье рассматривается проблема интеграции микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и систем диспетчерского контроля (SCADA). Традиционные сетевые протоколы с плоской адресацией памяти порождают семантический разрыв между физическим оборудованием и абстракциями управления движением, что увеличивает алгоритмическую сложность конфигурации и снижает уровень функциональной безопасности. Целью исследования является разработка предметно-ориентированной информационной модели базовых объектов напольного оборудования (стрелочный перевод, путевая секция, светофор) на основе стандарта IEC  62541 (OPC UA). В работе предложен метод инкапсуляции логики технологических блокировок централизации непосредственно в сетевой стек протокола с использованием программных вызовов (методов) и динамического управления системным атрибутом разрешения выполнения. Теоретически обосновано, что применение механизмов наследования свойств и машинного самоописания объектов контроллером позволяет снизить алгоритмическую сложность настройки автоматизированных рабочих мест с линейно-мультипликативной размерности O(N×M) до O(N). Результаты исследования подтверждают повышение защищенности систем от логических атак и ошибок оператора. Предложенная иерархия типов данных может служить прототипом для создания унифицированной отраслевой спецификации взаимодействия систем железнодорожной автоматики.

В статье представлена комплексная структурно-функциональная модель сегментации интернета, выделяющая три отчетливых слоя: Поверхностная сеть (Surface Web), Глубокая сеть (Deep Web) и Теневая сеть (Dark Web). Научная новизна исследования заключается в постановке и решении научной задачи по математической формализации модели, включая структурный анализ с использованием графовых схем и функциональный анализ с определением входных/выходных данных и функций обработки. Предложен многоуровневый фреймворк для оценки киберрисков на стыке технологий искусственного интеллекта (AI) и киберпреступности, с математической моделью расчета рисков. Систематизированы угрозы теневого сегмента и разработана иерархическая модель защитных мер, адаптированная для противодействия AI-усиленным угрозам. Модель формализована как ориентированный граф с функциями агрегации данных и оценки рисков, что позволяет количественно анализировать уязвимости.

Статья представляет собой сборник воспоминаний о жизненном и профессиональном пути выдающегося ученого-энергетика, академика Российской академии наук Юрия Николаевича Руденко (1931–1994). Через личные свидетельства его супруги (Ф.В. Руденко), коллег и друзей (Н.И. Воропая, И.А. Ушакова, В.Г. Китушина, М.Г. Сухарева, Е.М. Червонного) раскрывается сложная судьба человека, чье детство и юность пришлись на годы репрессий и Великой Отечественной войны. Описывается его путь от самообразования в тяжелейших условиях до руководства крупнейшими научными институтами (Сибирским энергетическим институтом в Иркутске) и Отделением физикотехнических проблем энергетики РАН. Особое внимание уделяется его фундаментальному вкладу в развитие теории надежности энергосистем, созданию Автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ), а также его качествам как талантливого организатора науки, принципиального руководителя и человека редкой порядочности, интеллигентности и обаяния.