Методы анализа безопасности сложных технических систем

• Автор: Горопашная, Анастасия Визвутовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Основные принципы анализа безопасности сложных технических систем

1.1 Понятие безопасности

1.2 Понятие риска

1.2.1.Концепция приемлемого риска как методологическая основа для установления показателей и критериев безопасности

1.2.2.Предложсния по показателям безопасности системы

1.3 Принцип анализа безопасности. Два подхода к анализу безопасности

2 Логиковероятностная теория и ее использование при исследовании безопасности сложных систем

2.1 Общие положения

2.2 Понятие монотонности функции алгебры логики

2.2.1 .Общие понятия
2.2.2.Два вида немонотонных логических функций
2.2.3.Особенности рассмотрения немонотонных функций первого типа
2.2.4.0собенпости рассмотрения немонотонных функций второго типа
2.2.5.Проверка функции на монотонность
2.3 Понятие важности элементов функции алгебры логики. Возникновение проблемы
3 Постановка задачи
4 Характеристики важности для одного события немонотонной функции алгебры логики
4.1 Определения и теоремы
4.2 Смысл определений веса, значимости и вклада элементов для немонотонных функций
4.3 Активность элементов немонотонных структур
4.4 Основные результаты
5 Характеристики важности для двух событий немонотонной функции алгебры логики
5.1 Определения и теоремы
5.2 Основные результаты
6 Методы перевода функции алгебры логики в вероятностную функцию
6.1 Алгоритм ортогонализации
6.2 Рекуррентный алгоритм
6.3 Алгоритм наращивания путей
6.4 Сравнительный анализ алгоритмов
7 Описание программного приложения
7.1 Логический калькулятор
7.2 Определение вероятности опасного функционирования системы
7.3 Определение показателей важности для одного аргумента
7.4 Определение показателей важности для двух аргументов
7.5 Прочие возможности программы
7.5.1 .Изменение вводимых данных
7.5.2.Сохранение данных
8 Пример расчета различных параметров важности аргументов немонотонной функции алгебры логики
Заключение
Полученные результаты
Выводы
Приложение 1. Список сокращений
Приложение 2. Основные определения и теоремы
Приложение 3. Список рисунков и таблиц
Список литературы


Близкой по постановке и смыслу задачей является задача расчета надежности систем, т. В прикладной математике теория надежности - одно из ее направлений, в котором разрабатываются методы обеспечения эффективной работы систем. Одним из основных в теории надежности является понятие отказа - потери работоспособности. В этой теории вводятся количественные показатели надежности, разрабатываются рекомендации по обеспечению надежности на этапах проектирования, производства, хранения, эксплуатации и ремонт систем, изучаются процессы возникновения отказов, разрабатываются методы выявления предотказовых состояний. События, определяющие надежность изделий (моменты отказов, длительности ремонта и др. История возникновения, становления и развития теории надежности насчитывает уже более лет, написаны сотни книг и десятки учебников. Успехи же в области теории безопасности несравненно скромнее и менее известны. С математической точки зрения оценивание и надежности и безопасности может осуществляться с помощью идентичных математических аппаратов. Автор теории ЛВИ - И. А.Рябинин доктор технических наук, контр-адмирал, профессор ВМА им. Н.Г. Кузнецова. Он разработал методы оценивания важности элементов технической системы при оценивании ее надежности, которые наиболее полно изложены в [3] и [4]. Эти методы были разработаны для вычисления характеристик важности элементов монотонных логических функций (см. Для немонотонных функций работоспособности системы (ФРС) проверка справедливости этих методов на данный момент не проводилась. Все методы, разработанные И. А. Рябининым для оценки надежности, не сложно переформулировать в терминах теории безопасности [3]: вместо отказов элементов рассматриваются события, происходящие с системой, вместо одновременного отказа нескольких элементов, рассматривается одновременное возникновение нескольких событий, приводящее систему в опасное состояние. Однако вопрос о применимости их для немонотонных логических функций здесь также остается. И.А. Рябинин подтвердил, что в школе ЛВИ для немонотонных ФАЛ указанные методы до настоящего времени не разрабатывались, поскольку немонотонные структуры не принимались в рассмотрение, и работа по изучению вклада отдельного элемента заведомо была направлена на изучение только монотонных систем. Первой работой, которая посвящена рассмотрению именно немонотонных функций следует считать работу ученика И. А.Рябинина А. С.Можаева, изданную в г. По словам И. А.Рябинина А. С.Можаев единственный специалист в области ЛВИ, работающий с немонотонными ФАЛ. ФАЛ новых методов необходимы, поскольку, как в теории надежности, так и в теории безопасности существуют примеры, когда ФРС и функция опасного функционирования системы (ФОС) являются немонотонными (см. Авторитетные в области алгебры логики специалисты С. О.Б. Лупанов, В. Б.Кудрявцев, Г. П. Гаврилов, А. А.Сапоженко занимались вопросами дискретной математики и не рассматривали понятия важности отдельных элементов логической функции, о чем свидетельствует анализ их работ с по год [] - []. В другой литературе по теме диссертации [] - [] с по год автор также не нашел отражения методов оценки характеристик важности элементов. Это позволяет сделать вывод, что рассмотренная в диссертации задача ранее не исследовалась, поэтому полученные результаты являются новыми. Понятия «веса» и «значимости» [3], [4], равно как и предложенная тема работы, родились в области военной техники, поэтому, как уже говорилось, иллюстрация методов оценки безопасности в диссертационной работе будет проведена на сложных технических системах, в качестве которых рассматривались различные корабли ВМФ. Однако ниже приведенные рассуждения могут быть использовать в других научных и прикладных областях дтя оценки безопасности, надежности, живучести различных систем (социальных, экономических, биологических и пр. В данной работе описывается системный подход к анализу технической безопасности системы и ее составных элементов, что не имеет отношения к методам и средствам защиты информации и обеспечению информационной безопасности различных объектов.