DEVELOPMENT OF A MATHEMATICAL MODEL OF THE FUNCTIONING OF ADAPTIVE ROUTING PROTOCOLS IN TELECOMMUNICATION NETWORKS WITH THE POSSIBILITY OF SELF-ORGANIZATION

The necessity of developing a mathematical model for the functioning of adaptive routing protocols in telecommunication networks with the ability to self-organize has been substantiated. The results of the study of the information transmission route choice in communication networks with the possibility of self-organization under the influence of deliberate interference and cyber-attacks are presented. New analytical dependencies have been obtained that allow calculating the influence of destabilizing factors on the efficiency of determining the route in the network. Object of research: development of a mathematical model of the functioning of adaptive routing protocols in telecommunication networks with the ability to self-organize. Investigated problem: taking into account additional destabilizing factors when choosing the information transmission route. Main scientific results: when forming a route in a special-purpose network with the possibility of self-organization, the following are taken into account: battery charge, information transfer rate, the presence of cyber-attacks, the presence of deliberate interference, the reliability of the route and the time of packet delivery to the addressee. It has been established that the use of all parameters in the system allows to increase both the total operating time of a special-purpose network with the ability to self-organize as a whole, and an individual node. It is shown that the presence of a DoS attack in the network is identified by increasing the delay time for information transmission between network nodes. Review of the practical use of research results: automated systems for various purposes. Innovative technologies product: a technology for choosing the information transfer route, which can increase the efficiency of choosing the information transfer route, taking into account additional destabilizing factors. Review of an innovative technological product: automated control systems, network controllers when choosing a route for information transmission

Development of methodological principles of routing in networks of special communication in conditions of fire storm and radio-electronic suppression

Decision making support systems are actively used in the processing of large data sets, process forecasting, providing information support to the decision-making process by decision-makers. However, there are problems with the transmission of information: the transmission of information takes place in a complex electronic environment against the background of interference; radio communication systems are the objects of primary fire damage due to high radio visibility. This article develops the methodological principles of routing in special communication networks in the conditions of fire damage and electronic suppression. The purpose of this research is to increase the efficiency of information transfer under the influence of destabilizing factors. The proposed methodological principles are based on the theory of artificial intelligence. The research presents a mathematical formulation of the problem of routing in special-purpose radio networks and developed a method of routing in special-purpose radio networks. The efficiency of information processing is achieved through training in the architecture of artificial neural networks; taking into account the type of uncertainty of the information to be assessed; use of the ant algorithm. The approbation of the use of the offered technique on the example of the estimation of information transfer in the conditions of influence of destabilizing factors is carried out. The proposed methodological principles should be used in the development of software for programmable devices of communication and in the modernization of existing and development of new radio communication devices. This example showed an increase in the efficiency of information transmission in radio communication systems at the level of 15–25 % on the criterion of efficienc

Аналіз особливостей організації зв’язку в країнах НАТО

According to the Military doctrine of Ukraine, one of the central tasks is to reform the Armed Forces of Ukraine in order to achieve interoperability and technical compatibility with the armed forces of NATO member states, as well as adherence to the standards of work, division of functions and core tasks adopted in the EU and NATO member states. Today, there is a need to improve the system of communication between governing bodies in the military management system. However, the slow pace of implementation of NATO standards is significantly hampering this process. One reason for this is the lack of attention to the adaptation of the Ukrainian Armed Forces' operational planning system to similar systems used in NATO countries. The article analyzes the principal principles of the communications organization and discusses the key steps involved in developing an operational plan based on the capabilities of NATO member countries. Since communication planning is one of the major elements of NATO operations planning, the authors of that article analyzed the operational planning of the communications and information system planning, taking into account the need to align Ukraine's Armed Forces management systems with NATO standards. During the research, the authors examined the main steps involved in planning the communications system, identified the factors that influence its planning process. Therefore, a promising direction for further research by the authors should be considered the justification of ways to improve the planning process of the Armed Forces communications system and detailed research of NATO documentation and standards, in terms of organization and planning of communications, in order to explain the requirements for the military management system in Ukraine. This will allow the harmonization (integration) of Ukraine's national development plans with the NATO defense plan.Відповідно до Воєнної доктрини України,одним з центральних завдань вважається реформування Збройних Сил України для досягнення оперативної та технічної сумісності зі збройними силами країн - членів НАТО, а ще дотримання прийнятих в державах - членах ЄС та НАТО стандартів роботи, розподілу функцій і основних завдань. Сьогодні існує потреба у вдосконаленні системи зв’язку між органами управління в системі управління військами. Проте низькі темпи впровадження стандартів НАТО значно стримують цей процес. Однією з причин цього є недостатнє приділення уваги до адаптації системи оперативного планування Збройних Сил України до аналогічних систем, які використовуються в країнах - членах НАТО. У статті проведено аналіз основних принців організації зв’язку та розглянуто основні етапи з розробки оперативного плану на основі спроможностей країн - членів НАТО. Оскільки, планування зв’язку є однією з основних частин планування операцій в НАТО, автори зазначеної статті провели аналіз оперативного процедур планування системи зв’язку та інформатизації беручи до уваги необхідність наближення систем управління Збройних Сил України до стандартів НАТО. В ході проведеного авторами дослідження розглянуто, основні етапи, які охоплює планування системи зв’язку, визначено чинники, що впливають на процес її планування. Отже, перспективним напрямком подальших наукових досліджень авторів слід вважати обґрунтування шляхів удосконалення процесу планування системи зв’язку Збройних Сил України та детальному вивченню документації та стандартів НАТО, в частині, що стосується організаціїта планування зв’язку, з метою пояснення вимог до системи управління військами в Україні. Це дасть можливість гармонізації (інтегрування) власних національних планів розвитку Збройних Сил України з планом оборони НАТО

Розробка методу оцінки захищеності складних технічних систем з використанням штучних імунних систем

Ensuring the security of complex technical systems of various functional purposes requires a constant search for new scientific and practical approaches in order to ensure its proper level against a growing list of new risks and threats. Nowadays, no state in the world is able to work on the creation and implementation of artificial intelligence in isolation from others. Artificial intelligence technologies are actively used to solve both general and highly specialized tasks in various spheres of society. The problem of synthesis of management of complex technological processes is an urgent task in management theory. A promising direction in the design of such complex ones is the use of bio-inspired algorithms that are effectively used while solving optimization tasks. Thus, the object of research is complex technical systems. The subject of research is the state security of complex technical systems. The research developed a method for assessing the security of complex technical systems using artificial immune systems. The novelty of the proposed method consists in: ‒ taking into account while calculating the correction factor for the degree of uncertainty about the state of a complex technical system; ‒ reducing computing costs while assessing the state of a complex technical system; ‒ improved implementation of procedures for solving the task of influencing relationships in a complex technical system; ‒ creating a multi-level and interconnected description of hierarchical complex technical systems; ‒ the possibility of performing calculations with source data that are different in nature and units of measurement. It is advisable to implement the mentioned technique in specialized software, which is used to analyze the state of complex technical systems and make decisions.Забезпечення захищеності складних технічних систем різноманітного функціонального призначення вимагає постійного пошуку нових наукових та практичних підходів з метою забезпечення її належного рівня від зростаючого переліку нових ризиків та загроз. На сьогодні жодна держава у світі не спроможна ізольовано від інших працювати над створенням і впровадженням штучного інтелекту. Технології штучного інтелекту активно застосовуються для вирішення як загальних та вузькоспеціазованих завдань в різних галузях діяльності суспільства. Проблема синтезу управління складними технологічними процесами є актуальним завданням у теорії управління. Перспективним напрямом при проєктуванні подібних складних є застосування біоінспірованих алгоритмів, що ефективно використовуються під час вирішення оптимізаційних завдань. Отже, об’єктом дослідження є складні технічні системи. Предметом дослідження є захищеність стану складних технічних систем. В дослідженні проведено розробку методу оцінки захищеності складних технічних систем з використанням штучних імунних систем. Новизна запропонованого методу полягає у: ‒ врахуванні при розрахунках корегувального коефіцієнту на ступінь невизначеності про стан складної технічної системи; ‒ зменшенні обчислювальних витрат при оцінюванні стану складної технічної системи; ‒ удосконалені процесу реалізації процедури вирішення завдання впливу взаємозв’язків в складній технічній системі; ‒ створенні багаторівневого та взаємопов’язаного опису ієрархічних складних технічних систем; ‒ можливості проведення розрахунків з вихідними даними, що є різні за природою та одиницями вимірювання. Зазначену методику доцільно реалізувати у спеціалізованому програмному забезпеченні, яке використовується для аналізу стану складних технічних систем та прийнятті рішень

Удосконалення методу оптимізації на основі алгоритму кошачої зграї

The problem that is being solved in the research is to increase the efficiency of decision-making in management tasks while ensuring the given reliability, regardless of the hierarchical nature of the object. The object of research is the decision-making support systems. The subject of the research is the decision-making process in management tasks using an improved cat flock algorithm. The research hypothesis is the possibility of increasing the efficiency of decision-making with a given assessment reliability. In the course of the research, an improved method of parametric optimization based on the improved algorithm of the cat flock was proposed. In the course of the research, the general provisions of the theory of artificial intelligence were used to solve the problem of analyzing the state of objects and subsequent parametric management in intelligent decision-making support systems. The essence of the method improvement lies in the use of the following procedures, which improve basic procedures of the cat flock algorithm, namely, search and chase: – training of individuals of a cat flock with the help of evolving artificial neural networks; – taking into account the type of uncertainty of the initial data while constructing the metric of the path of the cat flock, which reduces the time of searching for the optimal solution; – searching for a solution in several directions using individuals from the cat flock, which reduces the time of searching for the optimal solution; – initial display of individuals from the cat flock not randomly; – additional consideration of the chase parameter, which limits the chase area, which allows to take into account the priority of the search; – the ability to determine the need to involve additional network hardware resources. An example of the use of the proposed method is presented on the example of assessing the state of the operational situation of a group of troops (forces). The specified example showed a 17–23 % increase in the efficiency of data processing due to the use of additional improved proceduresПроблема, яка вирішується в дослідженні, є підвищення оперативності прийняття рішення в задачах управління при забезпеченні заданої достовірності незалежно від ієрархічності об’єкту. Об’єктом дослідження є системи підтримки прийняття рішень. Предметом дослідження є процес прийняття рішення в задачах управління за допомогою удосконаленого алгоритму кошачої зграї. Гіпотезою дослідження є можливість підвищення оперативності прийняття рішення при заданій достовірності оцінювання. В ході дослідження запропоновано удосконалений метод параметричної оптимізації на основі удосконаленого алгоритму кошачої зграї. В ході проведеного дослідження використовувалися загальні положення теорії штучного інтелекту – для вирішення задачі аналізу стану об’єктів та послідуючого параметричного управління в інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень. Сутність удосконалення методу полягає в використанні наступних процедур, які удосконалюють обидві базові процедури алгоритму кошачої зграї, а саме пошуку та погоні: – навчання особин котячої зграї за допомогою штучних нейронних мереж, що еволюціонують; – врахування типу невизначеності вихідних даних при побудові метрики шляху котячої зграї, що зменшує час пошуку оптимального рішення; – пошуку рішення у декількох напрямках з використанням особин з кошачої зграї що зменшує час пошуку оптимального рішення; – початкового виставлення особин з кошачої зграї не випадковим чином; – додатковим врахуванням параметру погоні, який обмежує ділянку погоні, що дозволяє врахувати пріоритетність пошуку; – можливість визначати потребу в залученні додаткових апаратних ресурсах мережі. Проведений приклад використання запропонованого методу на прикладі оцінки стану оперативної обстановки угруповання війсь (сил). Зазначений приклад показав підвищення ефективності оперативності обробки даних на рівні 17–23 % за рахунок використання додаткових удосконалених процеду

Розробка методики пошуку рішень в сфері національної безпеки з використанням біоінспірованих алгоритмів

The object of research are decision support systems. The subject of research is the decision-making process in management problems using bio-inspired algorithms. A method for the search of solutions in the field of national security using bio-inspired algorithms is proposed. The proposed method is based on a combination of an artificial bat algorithm and evolving artificial neural networks. The method has the following sequence of actions: ‒ input of initial data; ‒ processing of initial data taking into account the degree of uncertainty; ‒ numbering of bat agents (BA); ‒ placement of bat agents taking into account the degree of uncertainty about the state of the analysis object in the search space; ‒ setting the initial BA speed and the echolocation frequency of each BA; ‒ starting a local search; ‒ launching a global search; ‒ training knowledge bases of bat agents. The originality of the proposed method consists in the arrangement of bat agents taking into account the uncertainty of initial data, improved global and local search procedures taking into account the noise degree of data about the state of the analysis object. Another feature of the proposed method is the use of an improved procedure for training bat agents. The training procedure consists in learning the synaptic weights of an artificial neural network, the type and parameters of the membership function, the architecture of individual elements and the architecture of the artificial neural network as a whole. The method makes it possible to increase the efficiency of data processing at the level of 13–21 % due to the use of additional improved procedures. The proposed method should be used to solve the problems of evaluating complex and dynamic processes in the interests of solving national security problemsОб’єктом дослідження є системи підтримки прийняття рішень. Предметом дослідження є процес прийняття рішення в задачах управління за допомогою біоінспірованих алгоритмів. Запропоновано методику пошуку рішень в сфері національної безпеки з використанням біоінспірованих алгоритмів. Запропонована методика заснована на поєднанні штучного алгоритму кажанів та штучних нейронних мереж, що еволюціонують. Методика має наступну послідовність дій: ‒ введення вихідних даних; ‒ оброблення вихідних даних з урахуванням ступеню невизначеності; ‒ нумерація агентів-кажанів (АК); ‒ розставлення агентів-кажанів з урахування ступеню невизначеності про стан об’єкту аналізу у просторі пошуку; ‒ задання початкової швидкості АК та частоти ехолокації кожного АК; ‒ запуск локального пошуку; ‒ запуск глобального пошуку; ‒ навчання баз знань агентів-кажанів. Оригінальність запропонованої методики полягає у розставленні агентів-кажанів з урахуванням невизначеності вихідних даних, удосконаленими процедурами глобального та локального опушку з урахуванням ступеню зашумленості даних про стан об’єкту аналізу. Також особливістю запропонованої методики полягає в використанні удосконаленої процедури навчання агентів-кажанів. Процедура навчання полягає в тому, що відбувається навчання синаптичних ваг штучної нейронної мережі, типу та параметрів функції належності, а також архітектури окремих елементів і архітектури штучної нейронної мережі в цілому. Використання методики дозволяє досягти підвищення оперативності обробки даних на рівні 13–21 % за рахунок використання додаткових удосконалених процедур. Запропоновану методику доцільно використовувати для вирішення задач оцінки складних та динамічних процесів в інтересах вирішення завдань національної безпек

Розробка імітаційної моделі мобільної радіомережі спеціального призначення з можливістю до самоорганізації

The object of research is the military radio communication system. Effective operation of routing protocols is possible only if there is reliable information about the network topology for each of the network nodes. Construction of special purpose radio networks with the possibility of self-organization is possible only in the presence of adequate and reliable models of their work in different applications and the impact nature. It necessitates the development of new and adequate algorithms (methods, techniques) for modeling routing algorithms in special purpose radio networks with the possibility of self-organization. This work solves the problem of developing a simulation model of a mobile radio network for special purposes with the possibility of self-organization. In the course of the research, the authors used the main provisions of the queuing theory, the theory of automation, the theory of complex technical systems and general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. This simulation model was developed to assess the effectiveness and adequacy of the developed scientific and methodological apparatus for routing management in special purpose radio networks with the possibility of self-organization. The research results will be useful in: ‒ development of new routing algorithms; ‒ substantiation of recommendations for improving the efficiency of the route selection process in networks with the possibility of self-organization; ‒ analysis of the electronic situation during hostilities (operations); ‒ while creating promising technologies to increase the efficiency of mobile radio networks; ‒ assessment of adequacy, reliability, sensitivity of routing algorithms; ‒ development of new and improvement of existing simulation routing models. Areas of further research will focus on the development of a methodology for the operational management of interference protection of intelligent military radio communication systems.Объектом исследования является система военной радиосвязи. Эффективная работа протоколов маршрутизации возможна только при наличии достоверной информации о топологии сети для каждого из узлов сети. Построение радиосетей специального назначения, с возможностью к самоорганизации, возможна только при наличии адекватных и достоверных моделей их работы в различных вариантах применения и характера воздействия. Это обусловливает необходимость разработки новых и адекватных алгоритмов (методов, методик) моделирования алгоритмов маршрутизации в сетях радиосвязи специального назначения с возможностью к самоорганизации. В данной работе решена задача разработка имитационной модели мобильной радиосети специального назначения с возможностью к самоорганизации. В ходе проведенного исследования авторами работы были использованы основные положения теории массового обслуживания, теории автоматизации, теории сложных технических систем, а также общенаучные методы познания, а именно анализа и синтеза. Указанная имитационная модель была разработана для оценки эффективности и адекватности разработанного научно-методического аппарата управления маршрутизацией в радиосетях специального назначения, с возможностью к самоорганизации. Результаты исследования будут полезны при: ‒ разработке новых алгоритмов маршрутизации; ‒ обосновании рекомендаций по повышению эффективности процесса выбора маршрута в сетях с возможностью к самоорганизации; ‒ анализе радиоэлектронной обстановки в ходе ведения боевых действий (операций); ‒ при создании перспективных технологий повышения эффективности мобильных радиосетей; ‒ оценке адекватности, достоверности, чувствительности алгоритмов маршрутизации; ‒ разработке новых и совершенствовании существующих имитационных моделей маршрутизации. Направления дальнейших исследований будут направлены на разработку методологии оперативного управления средствами помехозащищённости интеллектуальных систем военной радиосвязи.Об'єктом дослідження є система військового радіозв’язку. Ефективна робота протоколів маршрутизації можлива лише за умови наявності достовірної інформації про топологію мережі для кожного з вузлів мережі. Побудова радіомереж спеціального призначення, з можливістю до самоорганізації, можлива тільки за наявності адекватних та достовірних моделей їх роботи в різних варіантах застосування та характеру впливу. Це обумовлює необхідність розробки нових та адекватних алгоритмів (методів, методик) моделювання алгоритмів маршрутизації в мережах радіозв’язку спеціального призначення з можливістю до самоорганізації. У даній роботі вирішено завдання розробки імітаційної моделі мобільної радіомережі спеціального призначення з можливістю до самоорганізації. В ході проведеного дослідження авторами роботи були використані основні положення теорії масового обслуговування, теорії автоматизації, теорії складних технічних систем, а також загальнонаукові методи пізнання, а саме аналізу та синтезу. Зазначена імітаційна модель була розроблена для оцінки ефективності та адекватності розробленого науково-методичного апарату управління маршрутизацією в радіомережах спеціального призначення, з можливістю до самоорганізації. Результати дослідження стануть у нагоді при: – розробці нових алгоритмів маршрутизації; – обґрунтуванні рекомендацій щодо підвищення ефективності процесу вибору маршруту в мережах з можливістю до самоорганізації; – аналізі радіоелектронної обстановки в ході ведення бойових дій (операцій); – при створенні перспективних технологій підвищення ефективності мобільних радіомереж; – оцінці адекватності, достовірності, чутливості алгоритмів маршрутизації; – розробці нових та удосконаленні існуючих імітаційних моделей маршрутизації. Напрямки подальших досліджень будуть спрямовані на розробку методології оперативного управління засобами завадозахисту інтелектуальних систем військового радіозв’язку

Розробка методу візуалізації станів системи забезпечення національної безпеки

The scientific task, which is solved in the research, is the cognitive display of the state of the national security system with a complex hierarchical structure. As a rule, images are created individually taking into account a specific application field and interpreted by an expert (a group of experts) based on accumulated knowledge. Cognitive mapping is designed to support decision making by an expert (group of experts), monitoring and managing in real time. The object of research is the system of ensuring national security. The subject of the research is the functioning of the national security system. The research developed a method of visualization of the states of the national security system. An overview of the methods of visual graphic presentation of information about the state of multidimensional objects and systems was carried out. The novelties of the proposed method are: ‒ creation of a visual, multi-level and interconnected description of the national security system; ‒ increasing the efficiency of decision making while assessing the state of the national security system; ‒ solving the problem of falling into global and local extremes while assessing the state of the national security system; ‒ combination of graphic and numerical display of controlled state parameters of the national security system; ‒ avoiding the problem of loops while visualizing the state of the national security system in real time. The specified method should be implemented in specialized software, which is used to analyze the state of the national security system and make management decisions.Наукове завдання, яка вирішується в дослідженні є когнітивне відображення станів системи забезпечення національної безпеки зі складною ієрархічною структурою. Як правило, образи створюються індивідуально з урахуванням конкретної прикладної галузі та інтерпретуються експертом (групою експертів) на основі накопичених знань. Когнітивне відображення призначене для підтримки прийняття рішень експертом (групи експертів), що здійснює моніторинг та управління в режимі реального часу. Об’єкт дослідження – система забезпечення національної безпеки. Предмет дослідження – функціонування системи забезпечення національної безпеки. В дослідженні проведено розробку методу візуалізації станів системи забезпечення національної безпеки. Здійснено огляд методів образного графічного подання інформації про стан багатовимірних об'єктів та систем. Новизна запропонованого методу полягає в: ‒ створенні візуального, багаторівневого та взаємопов’язаного опису системи забезпечення національної безпеки; ‒ підвищенні оперативності прийняття рішень при оцінюванні стану системи забезпечення національної безпеки; ‒ вирішенні проблеми попадання в глобальний та локальний екстремуми при оцінюванні стану системи забезпечення національної безпеки; ‒ поєднанні графічного та числового відображення контрольованих параметрів стану системи забезпечення національної безпеки; ‒ уникненні проблеми утворення петель при візуалізації стану системи забезпечення національної безпеки в режимі реального часу. Зазначений метод доцільно реалізувати у спеціалізованому програмному забезпеченні, яке використовується для аналізу стану системи забезпечення національної безпеки та прийнятті управлінських рішень