Среди многообразия и степени значимости факторов, влияющих на формирование потока отказов объекта, всегда существует один – его «старение», который приводит к изменению количества отказов в единицу времени, что делает объект нестационарным (в смысле надежности). В этих условиях разработка дисциплины обслуживания приобретает наиболее актуальное значение, особенно когда речь идет об объектах с продолжительным жизненным циклом. Методики нахождения показателей надежности стационарных объектов известны и широко используются на практике. Однако в отношении нестационарных объектов общепринятых подходов к определению их показателей надежности, удобных для применения в инженерных расчетах, практически не существует. Между тем, анализ публикаций по этой теме, проведенный в статье, показывает актуальность и потенциальную востребованность таких методик в различных областях техники.

Цель настоящей статьи – разработка аналитической методики оценки показателей надежности нестационарных объектов, удобной для решения практических задач. Основная идея предлагаемого в статье подхода состоит в замене реального нестационарного объекта его виртуальным фиктивным аналогом, поток отказов которого стационарен, т.е. осуществляется формальная стационаризация (в смысле надежности) объекта, что легитимизирует применение хорошо разработанных методик решения стационарных задач, распространяя их на случаи нестационарных объектов. Подход является приближенным. При этом основной проблемой становится нахождение значения постоянной интенсивности потока отказов фиктивного объекта, выраженной через параметры характеристики «старения» реального (нестационарного) объекта от времени, полагаемой в статье известной. В порядке повышения общности рассмотрения определение эквивалентной интенсивности отказов (или элементарно связанного с ней среднего времени наработки до отказа) осуществлено в статье для трех случаев: 1) Реальный объект является «стареющим», т.е. интенсивность его отказов – возрастающая функция времени. Предложено два подхода к определению эквивалентной интенсивности отказов: а) из условия равенства средних времен наработки до отказа обоих объектов (реального и фиктивного); б) из условия равенства функций надежности объектов к наперед заданному времени прогноза. Для некоторых законов «старения» задача решена аналитически в замкнутом виде. Используя численный пример, произведена оценка сравнительной точности подходов. 2) Объект характеризуется периодической кусочно-постоянной интенсивностью отказов, типичной для систем и устройств, работающих в условиях «открытой» окружающей среды (посезонно изменяющаяся интенсивность отказов). Получены как точные, так и приближенные (в линейном приближении) выражения для функции надежности и среднего времени наработки до отказа для такого объекта. 3) Зависимость интенсивности отказов объекта – кусочно-постоянная непериодическая функция времени. Такая модель является достаточно универсальной, поскольку к ней, после временной дискретизации и кусочно-постоянной аппроксимации, выполненной с заданной точностью, могут быть сведены многие аналитические зависимости интенсивности отказов от времени. Методологически задача решается аналогично п. 2), рассматривая непериодический процесс как периодический с бесконечно большим периодом. При введенном в статье условии практической целесообразности эксплуатации объекта (например, по экономическим соображениям) выведены выражения для функции надежности и среднего времени наработки до отказа. Полученные в статье результаты могут быть полезны при решении надежностных задач для нестационарных технических объектов. 

Вычисление вероятности безотказной работы системы является неотъемлемым этапом надежностного проектирования. С ростом числа типов и количества задействованных элементов процесс вычислений надежности усложняется и занимает все большее время. Для упрощения расчетов принимаются допущения, например, в системах с резервированием используются однотипные элементы. Однако такой подход не позволяет оценить надежность системы, где применены принципиально различные элементы. Подобного рода задачи возникают при необходимости вычисления вероятности безотказного выполнения функции – оценке функциональной надежности. В этом случае возможна оценка надежности численными методами с применением приближенных вычислений на ЭВМ при интегрировании и дифференцировании. Приближенность результата таких вычислений определяется как точностью самой ЭВМ, так и сложностью исследуемой системы. При надежностном проектировании, когда процесс перерасчета производится многократно, этот недостаток является критичным. Аналитические решения могут быть представлены в матричном виде, что очень удобно для расположения в памяти ЭВМ. Для полной автоматизации процесса вычисления ВБР необходимо вывести механизмы определения коэффициентов матрицы. Для этого требуется рассмотреть их изменения при дифференцировании и интегрировании согласно основным расчетным формулам. Для совершенствования технологий надежностного проектирования сложных технических систем выведен и математически обоснован алгоритм, позволяющий с помощью рекуррентных процедур формировать аналитическое выражение для вычисления времени безотказной работы системы, включающей любое число принципиально различных элементов с ненагруженным типом резервирования.

Методы. Предлагаемый алгоритм оценки надежности использует численные методы с применением вычислений на ЭВМ, состоящих из пересчета коэффициентов матрицы по обобщенным формулам вместо вычислений производных и интегралов, что позволяет значительно ускорить вычисления и повысить точность получаемых результатов. Объединяя полученные формулы для случаев, когда подключаемый элемент совпадает или не совпадает с каким либо из типов элементов в исходной системе, получается аналитическое решение для данной итерации в соответствии с разработанной алгоритмической схемой.

Выводы. Выведен и математически обоснован алгоритм, позволяющий в рекуррентном виде формировать аналитическое выражение для вычисления вероятности безотказной работы системы из любого числа элементов, находящихся в ненагруженном резерве. Процесс формирования решения состоит из пересчета коэффициентов матрицы по обобщенным формулам вместо вычислений производных и интегралов численным способом, что позволяет значительно ускорить вычисления и повысить точность результатов. 

Целью статьи является разработка моделей, позволяющих дать типовое представление структуры, функций вредоносных программ и получить количественную оценку отказоустойчивости информационно-телекоммуникационных сетей в условиях воздействий вредоносных программ. В статье показана актуальность и важность моделей вредоносных программ и оценки отказоустойчивости информационно-телекоммуникационных сетей при воздействии на них вредоносными программами. В качестве вредоносных  программ рассматриваются комплексы программ, которые обладают свойствами скрытного внедрения, организации несанкционированного виртуального канала передачи данных, самораспространения, самомодификации, несанкционированного сбора информации о сети и информационно-технического воздействия на неё. Разработанная в статье структурно-функциональная модель вредоносных программ образована следующей совокупностью схем и описаний функций: структуры скрытного внедрения и установки вредоносных программ с использованием электронной почты, структурно-функциональной схемой основного модуля вредоносных программ и модулей скрытного внедрения, структурно-функциональной схемой вредоносных программ при реализации вредоносных функций, паспорта вредоносных программ. В схемах подробно описаны типовые функции, порядок работы и информационного взаимодействия модулей вредоносных программ внешней и внутренней сетей через несанкционированный виртуальный канал передачи данных. Основные модули вредоносных программ рассмотрены на примере целевой компьютерной атаки Careto. Модель отказоустойчивости информационнотелекоммуникационных сетей в условиях вредоносных программ описывается показателями, характеризующими способность сетей и соответствующих средств защиты информации сохранять и восстанавливать заданные вероятностно-временные характеристики за период воздействия на них вредоносных программ. В качестве показателей рассмотрены следующие: вероятность сохранения информационно-телекоммуникационных сетей и средств защиты информации заданных вероятностно-временных характеристик за период воздействия вредоносных программ, вероятность восстановления вероятностно временных характеристик информационно-телекоммуникационных сетей и средств защиты информации после воздействия вредоносных программ, коэффициент оперативной готовности информационно-телекоммуникационных сетей выполнять заданные вероятностно-временные характеристики в условиях вредоносных программ и в произвольный момент времени, математическое ожидание времени воздействия вредоносных программ, математическое ожидание времени восстановления вероятностно-временных характеристик информационно-телекоммуникационных сетей и средств защиты информации. Предполагается, что значения параметров, необходимых для расчета показателей модели отказоустойчивости информационно-телекоммуникационных сетей получены в рамках имитационного моделирования сетей в условиях вредоносных программ на стендовом полигоне. В выводе отмечается, что разработанные модели позволяют определить общую структуру скрытного внедрения и установки атакующих вредоносных программ с использованием электронной почты, структурно-функциональную схему основного модуля вредоносных программ и модулей скрытного внедрения, структурно-функциональную схему вредоносных программ при реализации вредоносных функций, паспорт вредоносных программ, а также оценить отказоустойчивость информационно-телекоммуникационных сетей и средств защиты информации в условиях воздействия вредоносных программ, количественно оценить вероятностно-временные показатели отказоустойчивости, восстанавливаемости и готовности сетей.