Управление телекоммуникационным доступом к распределенным технологическим объектам систем водоснабжения и водоотведения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Шпичак Сергей Александрович

• Шпичак Сергей Александрович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Шпичак Сергей Александрович

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ методов управления доступом к ресурсам автоматизированной системы управления технологическими процессами предприятий водоснабжения и водоотведения (АСУТП ВиВ)

1.1. Пример практической реализации автоматизированной системы управления технологическими процессами ВиВ

1.2. Архитектура комплекса АСУТП ВиВ

1.3. Кластерно-иерархическая структура АСУТП ВиВ

1.3.1. Структура программно-аппаратного комплекса АСУТП ВиВ

1.3.2. Состав используемых коммуникационных каналов в существующих АСУТП ВиВ

1.3.3. Требования к телекоммуникационным интерфейсам АСУТП ВиВ

1.4. Управление и разграничение доступа к ресурсам АСУТП ВиВ

1.4.1. Авторизация пользователей АСУТП ВиВ

1.4.2. Менеджмент доступа к информационным и технологическим ресурсам АСУТП ВиВ

1.5. Анализ существующих систем управления доступом к ресурсам АСУТП

1.6. Требования к системам в области управления прямым и перекрестным доступом к информационно-коммуникационным ресурсам АСУТП ВиВ

1.8. Нормативная терминология в области управления доступом

Выводы к главе

Глава 2. Разработка теоретико-множественной модели управления прямым и перекрестным телекоммуникационным доступом к ресурсам АСУТП ВиВ

2.1. Анализ существующих подходов к моделированию управления доступом

2.1.1. Дискреционные (матричные) модели управления доступом

2.1.2. Мандатные модели управления доступом

2.1.3. Модели управления доступом на основе ролей

2.2. Теоретико-множественная модель управления телекоммуникационным

доступом ресурсам АСУТП ВиВ

2.3. Моделирование оперативного перекрестного доступа в рамках групповой иерархии пользователей, коммуникационных каналов и информационно-технологических ресурсов

Выводы к главе

Глава 3. Разработка метода управления доступом и алгоритмов предоставления доступа к ресурсам АСУТП ВиВ

3.1. Определение функциональных требований к подсистеме управления доступом в АСУТП ВиВ

3.2. Функциональный подход к управлению доступом в АСУТП ВиВ

3.3. Построение прецедентной модели подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП ВиВ

3.4. Метод управления доступом к информационным и технологическим ресурсам АСУТП ВиВ на основе комбинирования схем предварительного распределения аутентификаторов и полного разделения контента

3.4.1. Существующие схемы предварительного распределения аутентификаторов

3.4.2. Комбинирование предварительного распределения аутентификаторов с полным разделением контента

3.5. Способы прекращения оперативного доступа на основе эволюции аутентификаторов

3.6. Алгоритмы предоставления доступа к ресурсам АСУТП ВиВ

Выводы к главе

Глава 4. Разработка архитектуры программно-аппаратной реализации подсистемы управления телекоммуникационным доступом в АСУТП ВиВ

4.1. Программно-аппаратная реализация подсистемы разграничения прямого и оперативного перекрестного доступа в АСУТП ВиВ

4.2. Сервер предварительного распределения аутентификаторов и его роль в системе

4.3. Серверы доступа к технологическим ресурсам и их роль в системе

4.4. Анализ шаблонов проектирования описывающих сервер доступа к технологическим ресурсам

4.5. Анализ телекоммуникационных протоколов взаимодействия распределенных компонентов подсистемы управления доступом к информационным и коммуникационным ресурсам АСУТП ВиВ

4.5.1. Анализ информационных потоков между компонентами подсистемы разграничения доступа

4.5.2. Формирование требований к коммуникационным каналам взаимодействия компонентов подсистемы разграничения доступа АСУТП ВиВ

4.6. Исследование экспериментального образца и оценка показателей эффективности

4.6.1. Оценка показателей стоимости реализации, внедрения и эксплуатации

4.6.2. Оценка временных показателей эксплуатации

4.6.3. Оценка показателей объема хранимых и генерируемых аутентификаторов

4.6.4. Оценка качества разграничения доступа к ресурсам

4.7. Анализ эффективности подсистемы разграничения доступа к ресурсам АСУТП ВиВ на основе имитационной модели ее функционирования

Выводы к главе

Заключение

Литература

Приложение А. Экранные формы подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП ВиВ

Приложение Б. Имитационная модель функционирования подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП в GPSS World

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление телекоммуникационным доступом к распределенным технологическим объектам систем водоснабжения и водоотведения»

Введение

Актуальность исследования. Управление коммунальными системами водоснабжения и водоотведения (ВиВ) является процессом, осложняемым многоуровневой распределенной структурой предприятий, наличием большого количества стационарных и мобильно отслеживаемых технических и технологических объектов. Деятельность предприятий ВиВ обусловлена следующими обстоятельствами:

- увеличение нагрузки на систему водоснабжения, при наличии большого количества изношенных коммуникаций, необходимостью повышения экономической эффективности за счет снижения затрат на эксплуатацию сооружений и технологического оборудования;

- повышение требований к функциональной безопасности обусловленное отнесением объектов водоснабжения и водоотведения предприятий коммунального хозяйства к категории химически опасных критически важных объектов муниципального и межмуниципального уровня (3-4 классы);

- повышение требований к защите технологических данных процессов и производств, при вынужденном сокращении численности рабочих смен и обслуживающего персонала.

Современное муниципальное предприятие ВиВ использует широкий спектр систем автоматизации управления технологическими процессами и объектами (АСУТП), системы дистанционного управления, системы позиционирования в реальном времени мобильных объектов, системы удаленного оповещения, системы диспетчерской связи, и пр. Каждая из этих систем реализована на основе различных архитектурных решений. Данные системы функционируют в различных подразделениях и используют телекоммуникационные каналы разной степени надежности.

Для АСУТП муниципальных систем водоснабжения и водоотведения определена многоуровневая (3-4 уровня) распределенная структура,

объединяющая технологические объекты, административные отделы, технические группы и диспетчерские службы.

При функционировании муниципального предприятия ВиВ создаётся, хранится, модифицируется и применяется множество информационно-технологических ресурсов, имеющих потенциальную коммерческую ценность в силу недоступности третьим лицам и требующих различного уровня аутентификации и конфиденциальности. Под информационно-технологическими ресурсами понимается совокупность источников данных технического и технологического характера, каналов доступа, связи и управления (в том числе системы дистанционного управления технологическим оборудованием).

С учётом территориально-распределённой структуры типового муниципального предприятия ВиВ, с точки зрения архитектуры реализации АСУТП по общепринятому мнению, наиболее эффективной, является интегрированная система управления предприятием водоснабжения и водоотведения регионального уровня. Система должна обеспечивать мобильным и стационарным пользователям надежный разграниченный, а в случае форс-мажорных обстоятельств и перекрестный доступ к распределённым ресурсам.

Диссертационное исследование базируется на результатах работ в области: построения АСУТП систем водоснабжении и водоотведения (Д. Н. Смирнов, И. С. Эгильский); теории управления доступом к распределённым информационным ресурсам (П. Н. Девянин ,Б. Лампсон, М. Абади); теоретических основ построения и обработки информационных ресурсов и (Э. Таненбаум, А. Д. Иванников, Дж. Терра, М. ван Стеет, К. Гордон, Д. Салливан, Г. Коллинз, В. В. Воеводин); теоретико-числовых алгоритмов и оценки сложности вычислений (Т. Кормен, Ч. Лезерсон, Д. Кнут, Р. Райвест), проблем интеграции и безопасности АСУТП (В.Т. Еременко, С.В. Белим, Р. Блом, А. Шамир и др.).

Дифференцированная надежность и пропускная способность сред связи в телекоммуникационных каналах, дискретная доступность групп пользователей за счет наличия систематических и спорадических отказов в каналах связи определяют сложность процесса управления телекоммуникационным доступом к ресурсам АСУТП ВиВ (особенно в аварийных и чрезвычайных ситуациях), а также сложность выработки гибкой политики управления прямым и оперативным перекрестным доступом к информационно-технологическим ресурсам. Различные компоненты АСУТП ВиВ отличаются по составу применяемого телекоммуникационного оборудования, протоколов, программно-аппаратных платформ и как правило испытывают проблемы с совместимостью телекоммуникационных протоколов.

Вышеперечисленное подтверждает актуальность исследования и определяет его направленность на совершенствование процесса управления телекоммуникационным доступом в АСУТП ВиВ.

Объектом исследования является процесс управления телекоммуникационным доступом к ресурсам в автоматизированной системе управления технологическими процессами и объектами предприятий водоснабжения и водоотведения.

Предметом исследования являются модели, методы и алгоритмы подсистемы управления телекоммуникационным доступом к ресурсам в АСУТП ВиВ.

Целью диссертационной работы является совершенствование управления телекоммуникационным доступом к ресурсам АСУТП ВиВ за счет использования инструментальных программно-аппаратных средств разграничения прямого и оперативного перекрестного доступа.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- сравнительный анализ актуальных методов управления доступом к информационным и технологическим ресурсам в АСУТП ВиВ;

- формализация процесса управления телекоммуникационным доступом к ресурсам АСУТП ВиВ;

- разработка способов и приёмов предоставления прямого и оперативного перекрестного телекоммуникационного доступа в рамках подсистемы разграничения доступа к ресурсам в АСУТП ВиВ;

- разработка архитектуры программно-аппаратной реализации подсистемы разграничения прямого и оперативного перекрёстного телекоммуникационного доступа в АСУТП ВиВ и оценка эффективности ее применения.

Методы исследования. При проведении теоретических исследований использовались методы: теории множеств, математической статистики, построения подсистем АСУ, имитационного моделирования, методы оценки эффективности алгоритмов, системного анализа, модульного и объектно-ориентированного программирования.

Достоверность и обоснованность результатов, научных положений, и выводов по работе, обусловлены корректным использованием математического аппарата, непротиворечивостью и воспроизводимостью теоретических результатов, и подтверждаются прямой оценкой эффективности по техническим и экономическим показателям, а также результатами вычислительных экпериментов на основе имитационного моделирования.

Научная новизна

1. Предложена теоретико-множественная модель управления прямым и оперативным перекрестным телекоммуникационным доступом к ресурсам АСУТП ВиВ, учитывающая наличие множества разнородных телекоммуникационных каналов и отличающаяся разработанными правилами предоставления прямого и перекрестного доступа.

2. Разработан метод управления доступом к ресурсам АСУТП ВиВ базирующийся на предложенной модели и отличающийся гибкой схемой аутентификации на основе процедур предоставления прямого и оперативного

перекрестного доступа, комбинировании схем предварительного распределения депонированных аутентификаторов, разделения контента, а также процедурой эволюции аутентификаторов.

3. Разработана мультиплатформенная архитектура программно-аппаратной реализации подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП ВиВ, базирующаяся на разработанной математической модели и методе обеспечения доступа, отличающаяся использованием серверов доступа к технологическим ресурсам.

На защиту выносятся:

1. Теоретико-множественная модель управления прямым и перекрёстным доступом к ресурсам автоматизированной системы управления технологическими процессами ВиВ, адекватно учитывающая наличие множества разнородных телекоммуникационных каналов.

2. Метод управления доступом к ресурсам автоматизированной системы управления техпроцессами ВиВ и реализующие его алгоритмы выработки, распределения и эволюции аутентификаторов доступа, обеспечивающий повышение надежности функционирования в нештатных и чрезвычайных ситуациях.

3. Архитектура программно-аппаратной подсистемы управления прямым и перекрестным доступом к ресурсам автоматизированной системы управления техпроцессами ВиВ, позволяющая интегрировать разнородные элементы телекоммуникационной среды.

Практическая значимость связана с реализацией разработанных теоретических положений в архитектуру и программно-аппаратные решения для подсистемы разграничения доступа к ресурсам АСУТП ВиВ и предоставления оперативного перекрестного доступа в случае чрезвычайных ситуаций с использованием открытых, штатных и резервных ителекоммуникационных каналов. По результатам разработок получены свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ №2017617935 и №2017617936.

Внедрение результатов работы. Результаты работы и теоретические положения использованы в деятельности МУП «Брянский городской водоканал», что подтверждено актом внедрения (использования).

Публикации по теме диссертации. Основные положения выносимые на защиту отражены в семи публикациях: три статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ, одна статья в издании индексируемом SCOPUS, три статьи в сборниках научных трудов. На программное обеспечение, разработанное в процессе исследования, получено два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Теоретические положения и результаты работы докладывались на следующих научно-практических конференциях:

1. X-я Международная научно-практическая конференция «Традиции и инновации в государственном и муниципальном управлении: современные вызовы и возможности» 26-27 ноября 2015 года. г. Брянск.

2. International Conference on Information Technologies in Business and Industry 201621-26 September 2016, Tomsk, Russian Federation.

3. XI-я Международная научно-практическая конференция «Традиции и инновации в государственном и муниципальном управлении: современные вызовы и возможности» 17-18 ноября 2016 года. г. Брянск.

4. I-я Научно-практическая международная конференция «Информационные технологии в управлении и моделировании мехатронных систем» 28 августа 2017 года, г. Тамбов.

Объем диссертационной работы 147 страниц. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников (127 наименований) и приложений, содержит 6 таблиц и 34 рисунка.

Глава 1. Анализ методов управления доступом к ресурсам автоматизированной системы управления технологическими процессами предприятий водоснабжения и водоотведения

(АСУТП ВиВ).

1.1. Пример практической реализации автоматизированной системы управления технологическими процессами ВиВ.

В данной главе описана практическая реализация компонентов системы автоматизации управления технологическими процессами водоснабжения и водоотведения на примере городского водоканала [107].

Последовательность этапа постановки задачи автоматизации и этапа определения требований к компонентам автоматизированной информационной системы требует иллюстрации применения разрабатываемых решений на реальных объектах, описания требований, возникающих на этапе работы с пользователями и возможных применяемых технических решений.

Подавляющее большинство предприятий водоснабжения организуются на муниципальном и межмуниципальном уровне, что зачастую обусловливает объединение задач водоснабжения и водоотведения в рамках одного предприятия. В дальнейшем в работе данные задачи, ввиду их схожести рассматриваются неразрывно друг от друга.

Рассмотрен обобщенный пример практической реализации системы, ввиду того, что в виде полного комплекса данное решение не внедрено ни на одном предприятии. Отдельные же рассматриваемые компоненты внедрены и активно используются в течении 7-25 лет [107].

Строительные нормы и правила СНиП 2.04.02-84 и СНиП 2.04.03-85 [79-80] предусматривали необходимость создания систем автоматического управления на всех водопроводных сооружениях и сооружениях

водоотведения. В соответствии с этим проработка вопросов автоматизации являлась неотъемлемой частью создания проектов новых или модернизации действующих систем водоснабжения и водоотведения коммунального хозяйства.

В новой редакции соответствующих сводов правил СП 31.13330.2012 и СП 32.13330.2012 [74-75] уточняется, что внедрение компонентов АСУ ТП должно производиться при условии их окупаемости. Рекомендуемые степени автоматизации сооружений, перечни контролируемых параметров и способы автоматизации водозаборных сооружений, насосных станций, очистных сооружений приведены в работе [107].

Описываемые ниже разработки при том, что реализованы в виде отдельных компонентов, выполнены при этом по единым принципам и представляют собой единое структурное решение в плане телекоммуникационного взаимодействия [21, 41, 47, 53, 56, 67, 76-78, 81, 119]. Ввиду этого, предлагаемое решение рассматривается как законченное, единое и комплексное. Традиционно, в процессе разработки структуры [57, 89-90], и отдельных компонентов, участвует большое число специалистов -консультантов, постановщиков, программистов, основных конечных пользователей. В данной главе не ставится целью подробное описание всех составных компонентов. Описание ограничивается только телекоммуникационных компонентов, распределенной архитектуры АСУТП и применяемых методов контроля доступа.

1.2. Архитектура комплекса АСУТП ВиВ

Комплекс АСУТП ВиВ реализует цели снабжения потребителей водой в необходимом количестве и требуемого качества и представляет собой централизованную систему управления водопроводными сооружениями. АСУТП ВиВ [60, 74] включает диспетчерскую систему управления с применением автоматических и автоматизированных средств для оценки

качества работы, экономичности и применения оптимальных режимов водоснабжения и эксплуатации сооружений. В данном примере рассматривается муниципальная система водоснабжения с большим количеством сооружений, располагаемых на разных площадках, и имеющую многоступенчатую структуру и функции диспетчерского управления с центральным и местными пунктами управления. В случае водоотведения АСУТП является системой реального времени. Пункты управления системы водоснабжения требуют создания необходимых условий по уровню шума, вибрации. В связи с этим целесообразно их размещение на территории водопроводных сооружений в административных, бытовых зданиях, зданиях насосных станций подъема, повышающих станций или непосредственно в здании управления водопроводным хозяйством.

Поэтапная разработка и внедрение элементов диспетчерского управления и контроля в АСУТП ВиВ, осуществляется «по отдельным сооружениям системы водоснабжения объекта с перспективой интеграции в комплекс подъема, транспортировки, водоподготовки, подачи и распределения воды в целом по системе» [74]. Данная схема обусловлена в первую очередь текущими экономическими условиями.

Кроме того следует учитывать, что диспетчерское управление системой водоснабжения является по сути составной частью диспетчеризации коммунального хозяйства населенного пункта. Пункт управления системы водоснабжения и водоотведения, как правило, оперативно подчиняется органам управления коммунального хозяйства муниципального образования.

1.3. Кластерно-иерархическая структура АСУТП ВиВ

Пункты управления (ПУ) и отдельные контролируемые сооружения включены в «систему административно-хозяйственной связи города для решения служебных вопросов и создания резервных каналов связи. Функции центрального пункта управления (ЦПУ) при многоступенчатой структуре

диспетчерского управления заключаются в управлении всей системой водоснабжения как единым комплексом и координации работы всех ПУ. Функции ПУ ограничиваются управлением сооружениями подчиненного ему технологического узла» [74].

Под АСУТП водоснабжения подразумевают «комплекс систем, состоящий из следующих подсистем: АСУТП подъема и обработки воды (АСУТП ПОВ), осуществляющей управление насосными станциями первого подъема и водоочистными сооружениями (фильтровальными станциями, отстойниками, дозированием химических реагентов и др.); АСУТП подачи и распределения воды (АСУТП ПРВ) охватывающей резервуары чистой воды, насосные станции второго и последующих подъемов, водопроводные сети» [74]. Целью управления при функционировании АСУТП водоснабжения является «оптимизация режимов для обеспечения надежного водоснабжения с минимальными затратами.

Задачи каждого уровня АСУТП и диспетчеризации водоснабжения:

• нижний уровень объединяет в себе системы локальной автоматики отдельных единиц оборудования или их сочетания (шкафы/щиты/пульты/блоки управления), а также системы контроля технологических или электрических параметров (датчики и приборы КИП), осуществляет полную автоматизацию по технологическому параметру (давление, расход, уровень и т.п.);

• средний уровень - это местный диспетчерский пункт (МДП) -приборный контроль качества стока на участках технологического процесса, оперативная и аварийная сигнализация со всех участков. При насосных и воздуходувных агрегатах большой мощности имеется возможность управления этими агрегатами, локализация аварии путем прекращения подачи сточных вод или управление аварийным сбросом, а также ретрансляция информации на верхний уровень;

• верхний уровень (ДП) - прием, обработка и представление аварийной и оперативной информации по всей системе сооружений системы канализации с возможностью оперативного вмешательства при возникновении аварийной ситуации и невозможности ее локализации средствами МДП.

АСУТП водоотведения подразделяется на четыре уровня:

• уровень технологического процесса (полевой уровень);

• уровень контроля и управления технологическим процессом (контроллерный уровень);

• уровень магистральной сети (сетевой уровень);

• уровень человеко-машинного интерфейса.» [74, 75]

1.3.1. Структура программно-аппаратного комплекса АСУТП ВиВ

Структура программно-аппаратного комплекса АСУТП ВиВ обусловлена и логически увязана со структурой типового предприятия водоснабжения города, приведенной на рисунке 1.1.

Рис.1.1. Структурная схема типового предприятия водоснабжения города

Приведенная структурная схема не включает подразделения не участвующие непосредственно в реализации технологического процесса.

Для практической реализации АСУТП ВиВ в настоящее время выбирают классическую трехуровневую схему. Пример трехуровневой схемы построения АСУТП ВиВ приведен на рисунке 1.2.

Уровни АСУТП Сетевой уровень Человеко-маши нный интерфейс

АРМ ПО

Верхний Средний Сетевые протоколы Сетевые протоколы Сетевые протоколы Руководство Диспетчер ЕИР, РОМ, ОАГАВАЭЕ БОАОА

Нижний Мобильные объекты Протоколы сети контроллеров Контроллерный уровень

ПЛК ША

Полево й уровень

МДВВ, ЧР ТРМ, ПКП, датчики

Технологическое оборудование

Насосы, задвижки, приводы и пр.

Рис.1.2. Реализованные элементы и компоненты АСУТП ВиВ

Темным цветом выделены коммуникационные каналы верхнего/среднего и нижнего уровней АСУТП. В дальнейшем в работе под технологическими ресурсами понимается совокупность устройств контроллерного и полевого уровней, осуществляющих непосредственное управление технологическим процессом. Под телекоммуникационным ресурсом понимается совокупность каналов и сетевых протоколов, предоставляющих сервисы для передачи технологической информации и управляющих сигналов. Система управления, таким образом, является директивной, иерархической.

Нижний уровень (объединяет функции полевого и контроллерного) отвечает непосредственную реализацию техпроцесса. Контроль и управление производится посредством измерителей-регуляторов (ТРМ), частотных

регуляторов (ЧР), цифровых измерительных преобразователей, приемно-контрольных пультов (ПКП), модулей дискретного ввода/вывода (МДВВ), программируемых логических контроллеров (ПЛК) и шкафов автоматики. Контрольно-управляющие устройства объединены в локальную сеть контроллеров посредством набора разнообразных протоколов (HART, CAN, Modbus, DeviceNet, Profibus DP/PA и др.) и физических интерфейсов: (RS 485, RS 422, RS 232, Ethernet, USB, и др.) [17, 43, 91, 105].

Средний уровень (объединяет функции сетевого уровня и человеко-машинного интерфейса) включает автоматизированные рабочие места дежурного персонала со специализированным ПО диспетчерского управления и сбора данных (SCADA)[1,8], промежуточные серверы (в случае реализации технологии OPC) а также совокупность каналов связи с нижним уровнем (транспортные протоколы TCP и UDP стека TCP/IP). На практике канал связи чаще всего один, не смотря на то, что нормативная документация предусматривает обязательное наличие резервного канала [73-74, 84].

Верхний уровень (человеко-машинный интерфейс) отвечает за решение задач общего управления, планирования реализации комплекса мер по действиям в аварийных и чрезвычайных ситуациях и включает в себя автоматизированные рабочие места центральной диспетчерской, главного механика, заместителя директора по городу и главного инженера[64,68-69]. Кроме того на этом уровне функционирует программное обеспечение систем управления базами данных технологического оборудования, ERP и PDM системы (при наличии таковых). На верхнем уровне номенклатура каналов связи увеличивается, ввиду распределенной структуры предприятия и необходимости осуществлять диспетчерский контроль за мобильными объектами [87]. В частности в соответствии с требованиями Федерального закона от 13 июля 2015 г. № 248-ФЗ необходимо осуществлять диспетчерский контроль и позиционирование транспортных средств, осуществляющих перевозку опасных грузов.

1.3.2. Состав используемых коммуникационных каналов в существующих АСУТП ВиВ

Коммуникационные каналы верхнего/среднего и нижнего уровней отличаются наличием разнотипных элементов АСУТП использующих различные коммуникационные каналы:

Элементы АСУТП ВиВ Коммуникационные каналы

СДУ стационарного технологического объекта Мобильный технологический объект Мобильный абонент Система позиционирования мобильных объектов Система отслеживания перевозок опасных грузов Охранно-пожарная сигнализация Базы данных технологического оборудования ERP, PDM, SCADA подсистемы и пр. Полудуплексная радиосвязь + радиомодем, GPRS, GSM, аналоговая телефония, ADSL, 3G, 4G, ethernet, оптоволоконные каналы и пр.

Реализации сервисов коммуникационных протоколов разных уровней также различаются по составу используемых технологий, сетей и протоколов [4-5,7,10,31-32,49,55]

На нижнем уровне АСУТП для реализации сервисов коммуникационных каналов используются следующие технологии стандарты и протоколы:

CAN (Controller Area Network) - стандарт сети контроллеров промышленного масштаба, реализующий пакетный широковещательный бит- байт последовательный режим передачи данных. Имеет направленность на сетевую интеграцию множества исполнительных устройств и датчиков.

CAN разработан в качестве стандарта автомобильной автоматики компанией Robert Bosch GmbH в 80-х годах. Имеет широкое распространение в промышленной автоматизации, реализован в технологиях «умного дома», и других областях.

Рис.1.3. Пример решения ООО "НПФ "Ракурс" г. Санкт-Петербург для реализации

АСУТП ВиВ на основе сети CAN

DeviceNet - открытый стандарт протокола связи датчиков, исполнительных устройств и ПЛК - программируемых логических контроллеров между в промышленную сеть типа CAN. Имеет широкое распространение в Российской Федерации в сфере транспорта, в машиностроении и промышленности.

HART (Highway Addressable Remote Transducer) — набор коммуникационных стандартов для промышленных сетей.

Предназначен для подключения промышленных датчиков. Включают проводной и беспроводной физические уровни, а также протокол обмена. Проводной вариант позволяет передавать цифровые данные и питание по двум проводам, сохраняя совместимость с аналоговыми датчиками стандарта токовая петля 4-20 мА.

Рис.1.4. Пример решения ООО «ЭГА 21 век» г. Санкт-Петербург для реализации АСУТП

ВиВ на основе сети HART

Profibus DP (Process Field Bus — шина полевого уровня и Decentralized Peripherals — децентрализованные внешние периферийные устройства) — профиль протоколов промышленной сети Profibus для взаимодействия периферийного оборудования (преобразователь частоты, устройство плавного пуска и пр.) на полевом уровне.

Profibus PA (Process Automation — промышленная сеть, служит для соединения систем автоматизации и систем управления процессами с полевыми устройствами (например датчиками давления, температуры и уровня) на одну линейную шину или кольцевую шину. Может использоваться для аналоговой (от 4 до 20 мА) технологии. Сеть использует основные функции протокола Profibus DP для передачи измеренных величин и состояния контроллера и расширенные функции для операций с полевыми устройствами и параметризации.

Поскольку Profibus DA отвечает требованиям международного стандарта IEC 61158-2, то он помимо датчиков позволяет подключать также приводы.

Modbus — открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре ведущий-ведомый (master-slave). Широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами. Может использоваться для передачи данных через последовательные линии связи RS-485, RS-422, RS-232, и сети TCP/IP (Modbus TCP). Также существуют нестандартные реализации, использующие UDP

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шпичак Сергей Александрович, 2020 год

Литература

1. Аблин И.Е. Сборка SCADA-проекта систем диспетчеризации ЖКХ из готовых компонентов. / И.Е. Аблин// Журнал «ИСУП». - 2015. - №1(55). - С. 43 - 45.

2. Аверченков А.В. Модель многоуровневой идентификации персонала в СКУД на предприятиях строительной индустрии. / Аверченков А.В., Фисун А.П. // Строительство и реконструкция. - 2016.- №2(64) - С. 56 -62.

3. «Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации», решение Председателя Гостехкомиссии России от 30 марта 1992 года;

4. Аленин Д. АСУ ТП для водоснабжения и водоотведения./Д. Аленин //Коммунальный комплекс России. - 2006. - №11.

5. Анашкин А.С. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. / А.С. Анашкин, Э.Д. Кадыров, В.Г. Харазов Под редакцией Харазова В.Г. - Санкт-Петербург: Изд-во "Р-2", 2004. - 367 с.

6. Андерсон, Д. А. Дискретная математика и комбинаторика [Текст] / Джеймс Андерсон Андерсон. - М. : Вильямс, 2004. - 960 с. - ISBN: 5-84590498-6.

7. Андриянец П.И. Основы создания автоматизированной системы управления технологическими процессами. / П.И. Андриянец, А.П. Андриянец, Ю.Н. Похил. // Водоснабжение и санитарная техника. - 2014. -№4 - С. 53-58.

8. Анзимиров, Л.В. Сборка SCADA-проекта систем диспетчеризации ЖКХ из готовых компонентов. / Л.В. Анзимиров, А.Ю. Токарев// Журнал «ИСУП». - 2018. - №4(76). - С. 45 - 47.

9. Ахо, А. В. Структуры данных и алгоритмы / А. В. Ахо, Дж. Э. Хопкрофт, Дж. Д. Ульман. - М. : Вильямс, 2007. - 384 с. - ISBN: 5-8459-0122-7.»[]

10. Бажуков, И.М.Удаленный мониторинг объектов ЖКХ с использованием сети GSM и технологии передачи данных GPRS. / И.М. Бажуков, Г.Л. Веселуха// Журнал «ИСУП». - 2011. - №5(35). - С. 34 - 37.

11. Безопасность АСУ ТП: итоги 2017 года. Доклад компании Positive Technologies [Электронный ресурс]. URL: https://www.ptsecurity.com/upload/corporate/ru-ru/analytics/ICS-Security-2017-rus.pdf

12. Баррет, С. Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68НС12 / НСS12 с применением языка С. / С. Баррет, С Д. Пак - ДМК-Пресс, 2014. - 640 p. - ISBN 978-5-457-38723-2.

13. Белим С.В., Богаченко Н.Ф., Богаченко А.В. Ассоциативные правила на множестве прав доступа в дискреционной политике безопасности // Информационная безопасность и защита персональных данных: проблемы и пути их решения. Материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции 28 апреля 2014 года Брянск Издательство БГТУ 2014 с.13-17

14. Белим С.В., Белим С.Ю., Поляков С.Ю. Модификация схемы Блома предварительного распределения ключей с учетом дискреционной политики безопасности // Информационная безопасность и защита персональных данных: проблемы и пути их решения. Материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции 28 апреля 2014 года Брянск Издательство БГТУ 2014 с.18-19

15. Белим С.В., Белим С.Ю., Поляков С.Ю. Предварительное распределение ключей по KDP-схеме с учетом дискреционной политики безопасности // Информационная безопасность и защита персональных данных: проблемы и пути их решения. Материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции 28 апреля 2014 года Брянск Издательство БГТУ 2014 с. 20-22

16. Боев, В. Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учеб. пособие. / В.Д. Боев. - СПб : БХВ-Петербург, 2004 - 368 с.

17. Борисов Г.Б. Обзор протоколов передачи данных приборов учета для российского рынка. / Г.Б. Борисов // Автоматизация в промышленности. - 2016. - №11. - С. 3 - 6.

18. Волосухин В. А. Планирование научного эксперимента : Учебник / В.А. Волосухин, А.И. Тищенко. - 2-е изд. - М. : РИОР: ИНФРА-М, 2014. -176 с. : ил. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 171-173. - ISBN 978-5-36901229-1. - ISBN 978-5-16-006915-9 : Б. ц.

19. Гайдамакин, Н. А. Разграничение доступа к информации в компьютерных системах / Н. А. Гайдамакин. — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2003. — 328 с.

20. Гарбук, С.В. Методические основы исследования уязвимостей компонентов АСУ ТП. / С.В. Гарбук, А.Г. Бурцев // Защита информации. Инсайд. - 2012. - №3(45) - С. 34-38.

21. Горбунов А.К. Современная АСУ ТП водоподготовки станций централизованного водоснабжения. / А.К. Горбунов, О.П. Петросян, А.Б. Кожевников // Водоснабжение и канализация. - 2012. - №1-2 - С. 104-108.

22. Горячкин, П. Пособие по составлению сметных расчетов (смет) на пусконаладочные работы по АСУ ТП. /Горячкин П., Жуков А., Милов П. -2-е изд. - Координатный центр по ценообразованию и семтному нормированию в строительстве. - 2006. - 144 с. ISBN 5-91018-005-3

23. ГОСТ Р 22.2.06-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Менеджмент риска чрезвычайной ситуации. Оценка риска чрезвычайных ситуаций при разработке паспорта безопасности критически важного объекта и потенциально опасного объекта" (утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 29.06.2016 N 726-ст)

24. ГОСТ Р 34.13-2015 Национальный стандарт Российской Федерации. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Режимы работы блочных шифров. М.: Стандартинформ. 2016. -28 с. (утв. и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июня 2015 г. № 750-ст)

25. ГОСТ Р 55059-2012 Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Менеджмент риска чрезвычайной ситуации. Термины и определения

26. Гриншпон, С.Я., Рогозинский М.И. ^-вполне транзитивность однородно разложимых групп // Вестник Томского государственного университета №4(24) - Томск, 2017. с 5-14

27. Девянин, П. Н. Анализ безопасности управления доступом и информационными потоками в компьютерных системых / П. Н. Девянин. -М. : Радио и связь, 2006. - 176 с. - ISBN: 5-526-017688-3.

28. Демидов, А.В. Автоматизация разграничения перекрёстного доступа к информационным ресурсам корпоративных порталов (на примере газотранспортных предприятий) [Текст] : Дисс. . . кандидата наук : 05.13.06 / Александр Владимирович Демидов ; ФГБОУ ВПО «Госуниверситет -УНПК». - Орёл : [б. и.], 2013. — 151 с

29. Демурчев, Н. Г. Проектирование системы разграничения доступа автоматизированной информационной системы на основе функционально-ролевой модели на примере высшего учебного заведения [Текст] : Дисс. . . кандидата наук / Никита Георгиевич Демурчев ; ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет». — [Б. м. : б. и.], 2006.

30. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М.: Горячая линия - Телеком, 2009.

31. Дианов И.В. GPRS-модемы в системах учета энергоносителей. / И.В. Дианов // Журнал «ИСУП». - 2010. - №2(26). - С. 13 - 17.

32. Дядюн, С.В. Построение организационно-технологической автоматизированной системы управления водоснабжением крупного города. / С.В. Дядюн, И.М. Писаревский, О.Н. Штельма // Технологический аудит и резервы производства. - 2015. - №3(26) - Том 6.- С. 9-13.

33. Еременко, В. Т. Том 3. Актуальные технико-экономические и организационные аспекты информатизации В 2-х кн.: Кн. 1. [Текст] / В.Т. Ерёменко, А.П. Фисун, В.А. Минаев. — Орёл : ОГУ, ГУ-УНПК, 2012.

34. Еременко, В. Т. Выбор профилей обработки данных в системах контроля и диагностики технических объектов на основе их качественного анализа. / В.Т. Еременко, А.В. Тютякин, А.А. Кондрашин // Информационные системы и технологии. -2014. - № 5. - С. 88 - 97.

35. Еременко В.Т. Имитационная модель процессов информационного обмена. / В.Т. Еременко, О.В. Озаренко // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Информационные системы и технологии. - 2008. - №1-4 - С. 187-190.

36. Еременко В.Т. Имитационное моделирование процессов информационного обмена в коммуникационной среде АСУ предприятия газоснабжения ЖКХ. / В.Т. Еременко, Н.Г. Пеньков // Информационные системы и технологии. - 2016. - №5(97) - С. 5-13.

37. Еременко В.Т. Метод формирования тестовых комплектов для протоколов безопасности в системах обработки данных./ В.Т. Ерёменко, В.М.Парамохин // Информационные системы и технологии. - 2015. -№ 2 (88). - С. 131-137.

38. Еременко, В. Т. Методологические аспекты выбора профилей сбора и обработки данных в системах неразрушающего контроля и диагностики технических объектов [Текст] / В. Т. Еременко, А. В. Тютякин // Контроль. Диагностика. — 2013. — № 1. — С. 24-31.

39. Ерёменко, В.Т. Направления и проблемы интеграции автоматизированных систем управления для предприятий с непрерывным технологическим циклом. / В.Т. Ерёменко, Д.С. Мишин, Т.М. Парамохина, А.В. Ерёменко, С.В. Ерёменко //Информационные системы и технологии. -2014. - № 3. - С.51 -58

40. Еременко, В. Т. Функциональная стандартизация протоколов информационного обмена в распределенных управляющих системах [Текст]: Диссертация доктора технических наук : 05.13.06 / В. Т. Еременко ; Орловский государственный технический университет. - Орёл : [б. и.], 2005. - 404 с

41. Карташев, А.А.Применение АСУ ТП в ЖКХ. / А.А. Карташев, Г.Б. Лященко// Журнал «ИСУП». - 2010. - №2(26). - С. 24 - 28.

42. Кинебас А.К. Обеспечение защиты информации в ключевых системах информационной инфраструктуры предприятия. / А.К. Кинебас, Е.Н. Чемоданов, С.В. Старченко // Защита информации. Инсайд. - 2016. -№2(68) - С. 60-68.

43. Китайчик, Е.Г. Системы управления для насосных станций с применением частотных преобразователей. / Е.Г. Китайчик// Журнал «ИСУП». - 2011. - №3(33). - С. 45 - 47.

44. Кнут, Д. Э. Искусство программирования. Том 1. Основные алгоритмы / Д. Э. Кнут. - М. : Вильямс, 2010. - 720 с. - ISBN: 5-8459-0080-7.

45. Кнут, Д. Э. Искусство программирования. Том 2. Получисленные алгоритмы / Д. Э. Кнут. - М. : Вильямс, 2011. - 832 с. - ISBN: 5-8459-0081-6.

46. Кнут, Д. Э. Искусство программирования. Том 3. Сортировка и поиск / Д. Э. Кнут. - М. : Вильямс, 2012. - 824 с. - ISBN: 5-8459-0082-1.

47. Колесов П.Ю. АСУ ТП горячего водоснабжения. / П.Ю. Колесов, А.А. Шилин, С.В. Ляпушкин // Энергетика и энергосбережение: теория и практика. Материалы I всероссийской научной конференции. Под ред. С.В.Беспаловой. Издательство Кузбасского федерального технического университета им. Т.Ф. Горбачева: - 2014. - С 76.

48. Константинов, И.С. К вопросу обеспечения связи в процессе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах строительства. / И.С. Константинов, О.В. Пилипенко, К.А. Польщиков, О.Д. Иващук. // Строительство и реконструкция. - 2016.- №1(63) - С. 40 -46.

49. Костомаров, Д.В. Диспетчеризация в промышленности с использованием сетей мобильной связи 3G. / Д.В. Костомаров// Журнал «ИСУП». - 2014. - №2(50). - С. 45 - 47.

50. Краснов А.Г. О киберугрозах для ЖКХ. / А.Г. Краснов // Журнал «ИСУП». - 2015. - №5(59). - С. 45 - 47.

51. Крылов, Юрий Алексеевич . Энергосбережение и автоматизация производства в теплоэнергетическом хозяйстве города. Частотно-регулируемый электропривод : [учебное пособие] / Ю. А. Крылов, А. С. Карандаев, В. Н. Медведев. - Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2013. - 176 с. : ил., табл. ; 21 см. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Библиография: с. 172-174 (27 названий). - 1000 экз.. -ISBN 978-5-8114-1469-7 (в пер.)

52. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. / Е. М. Кудрявцев - М.: ДМК Пресс, 2004 - 320 с (Серия «Проектирование»).

53. Лукин, Н.А. Система управления скважинным водозабором «Смычка» г.Семей. /Н.А. Лукин, А.П. Усачев, А.В. Гордейчик // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2018. - №5(125) - С. 46-51.

54. Мазаев, Валерий Тихонович. Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения : учеб. пособие / В. Т. Мазаев, А. П. Ильицкий, Т. Г. Шлепнина. - М. : МИА, 2008. - 320 с. : ил. - Библиогр.: с. 306319. - ISBN 5-89481-642-4 : Б. ц.

55. Маликова П.В. Применение модемов ATM2 в сфере ЖКХ. / П.В. Маликова// Журнал «ИСУП». - 2015. - №1(55). - С. 45 - 47.

56. Маляр, А.В. Автоматизированная система управления технологическим процессом водоснабжения. / А.В. Маляр, В.А. Мисюренко, Р.В. Гике, Я.Е. Джал // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2013. - №12(118) - С. 64-68.

57. Нестеров А. Проектирование АСУТП: методическое пособие. Книга 1./ А. Нестеров - М. : ДЕАН, 2010. - 552 с. : ил. ISBN 978-5-93630797-3

58. Павский, Валерий Алексеевич. Моделирование процесса очистки природных и сточных вод : монография / В. А. Павский, Ю. Л. Сколубович, Т. А. Краснова ; Новосиб. гос. архитектурно-строит. ун-т. - Новосибирск : НГАСУ, 2005. - 145 с. : ил. - Библиогр.: с. 139-142. ISBN 5-77950281-1 : Б. ц.

59. Пособие к СНиП 2.04.02-84. Пособие по объему и содержанию технической документации внеплощадочных систем водоснабжения и канализации. Стройиздат № 1988. Утвержден Союзводоканалпроект от 198603-26.

60. Пособие к СНиП 2.04.02-84. Пособие по проектированию автоматизации и диспетчеризации систем водоснабжения. М.: Госстрой СССР, 1985 г.

61. Постановление Правительства Российской Федерации от 21 мая 2007 г. № 304 "О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера"

62. Постановление Правительства РФ от 23 декабря 2016 г. № 1467 "Об утверждении требований к антитеррористической защищенности объектов водоснабжения и водоотведения, формы паспорта безопасности объекта водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации"

63. Приказ Министерства регионального развития Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. N 624 "Об утверждении Перечня видов работ по инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации,

по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов капитального строительства, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства".

64. Пупырев, Евгений Иванович. Системы жизнеобеспечения городов / Е. И. Пупырев. - М. : Наука, 2006. - 248 с. : ил., табл. - Библиогр.: с. 244-247. - ISBN 5-02-033966-0 : Б. ц.

65. РД-35.240.00-КТН-210-16. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов АСУТП И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СЕТИ СВЯЗИ ОРГАНИЗАЦИЙ СИСТЕМЫ «ТРАНСНЕФТЬ». Руководящий документ.

66. РД 50-34.698-90. «Методические указания. Информационная технология. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».

67. Редин И. АСУ ТП для ЖКХ./Д. Аленин //Коммунальный комплекс России. - 2006. - №8.

68. Романчук С.М. Интеллектуальный анализ данных в АСУ ТП водоснабжения городов. / С.М. Романчук, О.Н. Саакян, В.В. Перебейнос // Донецкие чтения 2016. Образование, наука и вызовы современности. Материалы I Международной научной конференции. Под ред. С.В.Беспаловой. Издательство Южного федерального университета: - 2016. - С 360-361.

69. Романчук С.М. Направления развития городских АСУ ТП водоснабжения и водоотведения. / Романчук С.М.// Научные труды ДонГТУ (Серия «Информатика, кибернетика и вычислительная техника»). - 2014. -№1(19) - С. 131 - 138.

70. Руководство по технологии объединенных сетей, 3-е изд.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2002 - 1040 с.

71. Рытов М.Ю. Криптографическое обеспечение защиты информации. Монография [Текст] / М.Ю. Рытов, С.А. Шпичак, И.В. Павлинова, Е.И. Павлинова. - Рыбница: 2014. - 220 с.

72. Санитарные нормы. Полный справочник / М. А. Краснова, Е.О. Мурадова, М.А. Шальнов, В.Н. Шилов; под ред. Ю. Ю. Елисеева. - М. :

Эксмо, 2006. - 768 с. : табл. - Библиогр.: с. 752-754. - ISBN 5-699-16355-7 : Б. ц.

73. Салиев Э.И. Модернизация системы водоснабжения на основе комплексной оценки проблемы и средств применимых в ее решении. / Э.И. Салиев // ЭСТА. - 2001. №6 - С. 26 -30.

74. Свод правил СП 31.13330.2012 "СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" Актуализированная редакция

СНиП 2.04.02-84* (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 29 декабря 2011 г. N 635/14).

75. Свод правил СП 32.13330.2012 "СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения" (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 29 декабря 2011 г. N 635/11).

76. Сердюков О.В. Опыт создания АСУ ТП на базе ПТК «Торнадо» (1 часть). / О.В Сердюков// Журнал «ИСУП». - 2014. - №2(50). - С. 35 - 37.

77. Сердюков О.В. Опыт создания АСУ ТП на базе ПТК «Торнадо» (2 часть). / О.В Сердюков// Журнал «ИСУП». - 2014. - №3(51). - С. 45 - 47.

78. Сиволов Г.Е. Многоуровневая автоматизированная система управления технологическими процессами водоснабжения и водоотведения. / Г.Е. Сиволов, А.И. Кармалов, П.Б. Ивансон, Ю.Б. Исхаков // Водоснабжение и санитарная техника. - 2011. - №9-1 - С. 47 - 56.

79. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». С поправками БСТ 9-86, БСТ 9-85, БСТ 11-85, БСТ 2-87, БСТ 12-87, БСТ 4-2000, БСТ 9-2002.

80. СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». Согласно распоряжению Правительства РФ от 21.06.2010 N 1047-р являются обязательными: разделы 2 - 6, 8, 9. С 01.01.2013 действует СП 32.13330.2012 "Канализация. Наружные сети и сооружения", актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85.

81. Сушков А.А. АСУ ТП водоподготовительной установки Архангельского ЦБК. / А.А. Сушков// Журнал «ИСУП». - 2006. - №1(9). - С. 45 - 47.

82. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. - "Питер", 2003. - 992

с.

83. Теория информации и информационных процессов: Монография [Текст] / В.Т. Ерёменко, И.С. Константинов, А.В. Коськин [и др.]. — Орёл : ОГУ, ОрелГТУ, 2008. — 478 с.

84. Требования к обеспечению защиты информации в автоматизированных системах управления производственными и технологическими процессами на критически важных объектах, потенциально опасных объектах, а также объектах, представляющих повышенную опасность для жизни и здоровья людей и для окружающей природной среды», Приказ ФСТЭК России от 14.03.2014г. N 31 (Зарегистрировано в Минюсте России 30.06.2014г. N 32919)

85. Трубопроводные системы энергетики: управление развитием и функционированием / [Н. Н. Новицкий, Е. В. Сеннова, М. Г. Сухарев [и др.]]; под общ. ред. А. Д. Тевяшева ; Ин-т систем энергетики им. Л. А. Мелентьева

СО РАН. - Новосибирск : Наука, 2004. - 460 с. : ил., табл. ; 26 см. - Авторы указаны на обороте титульного листа и выпускных данных. - Библиография: с. 447-457. - 250 экз.. - ISBN 5-02-032443-4 (в обл.) : Б. ц.

86. Федеральный закон от 21.12.1994 N 68-ФЗ (ред. от 23.06.2016) "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера"

87. Федеральный закон от 13 июля 2015 г. № 248-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части совершенствования норм, регулирующих движение по автомобильным дорогам тяжеловесных и крупногабаритных транспортных средств и транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных грузов"

88. Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов". - 2-е изд, с изм. - М.: ФГУП "НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России"., 2004. - 28 с.

89. Федоров, Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. /Ю.Н. Федоров; М.: Инфра-Инженерия. - 2016 г. - 928 с. ISBN 978-5-9729-0122-7

90. Федоров, Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: проектирование и разработка. /Ю.Н. Федоров; М.: Инфра-Инженерия. - 2011 г. - 576 с. ISBN 978-5-9729-0039-8

91. Фомин, Геннадий Сергеевич. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам : Энцикл. справочник / Г.С. Фомин. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Протектор, 2010. - 1001 с. : ил., табл. - (Междунар. стандарты - нар. хоз-ву России). - Библиогр.: с. 974-981. - ISBN 5-900631-13-3 : Б. ц.

92. Хазарадзе, Т.О. Построение масштабных АСУ ТП: опыт решения проблемы. / Т.О. Хазарадзе, А.И Куликов. - Мир компьютерной автоматизации, №5, 2002, с. 37-45.

93. Черемушкин, А.В. Комбинаторно-геометрические подходы к построению схем предварительного распределения ключей (обзор) / А.В. Черемушкин // Прикладная дискретная математика. - 2008. - №1(1). - С. 5563.

94. Черкесов, Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. - СПб.: Питер, 1005. - 479 с.

95. Шишов, О.В. Элементы систем автоматизации: предприятие как целостный объект автоматизации: пособие. /Ю.Н. Федоров; М.: Директ-Медиа. - 2015 г. - 41 с.

96. Шпичак С.А., Рытов М.Ю. Метод управления оперативным доступом на основе комбинирования схем предварительного распределения ключей и разделения секрета// Информация и безопасность.- 2016.-Т.19, вып. 1 -118-122 с.

97. Шпичак, С.А., Рытов М.Ю. Метод обеспечения доступа к информационно-технологическим ресурсам автоматизированной системы управления предприятиями водоснабжения // Вестник Брянского Государственного технического университета. 2016. №2(50) С 167-174 DOI: 10.12737/20286

98. Шпичак, С.А., Еременко В.Т. Автоматизация управления доступом к ресурсам АСУ ТП предприятий строительной индустрии и ЖКХ // Вестник Белгородского Государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. №6 С.141-146.

99. Шпичак, С.А. Автоматизированная подсистема управления доступом к ресурсам АСУ ТП. [Св-во о госрегистрации программы для ЭВМ №2017617935 от 17 июня 2017 г.]

100. Шпичак, С.А. Автоматизированная подсистема предварительного распределения аутентификаторов на основе схемы Блома. [Св-во о госрегистрации программы для ЭВМ №2017617936, от 17 июня 2017 г].

101. Шпичак С.А., Рытов М.Ю. Алгоритмы и средства защищенного хранения аутентификаторов пользователей автоматизированных систем управления критически важных объектов. //Традиции и инновации в государственном и муниципальном управлении: Современные вызовы и возможности. Сборник статей и материалов юбилейной X международной научно-практической конференции 26-27 ноября 2015 года. Т.2. Брянск 2016. с. 165 - 168

102. Шпичак С. А., Рытов М. Ю. Модель, метод и алгоритмы разграничения доступа к ресурсам автоматизированной системы управления технологическими процессами // Информационные технологии в управлении и моделировании мехатронных систем [Электронный ресурс] : материалы 1-й научно-практической международной конференции / под общ. ред. А. Г. Дивина ; ФГБОУ ВО «ТГТУ». - Вып. 1. - Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). с 214 - 220

103. Шпичак С.А., Лозбинев Ф.Ю. Автоматизация управления доступом к ресурсам АСУ ТП // Информационная безопасность социотехнических систем. №1 (1) 2017 Орел 2017. - с. 94 - 101

104. Штейнберг Ш.Е. Идентификация в системах управления. М.: Энергоатомиздат, 1987, 80 с.

105. Штейнберг Ш.Е., Сережин Л.П., Залуцкий И.Е., Варламов И.Г. Проблемы создания и эксплуатации эффективных систем регулирования //Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. №7. с. 1-7.

106. Щуров, И.И. Методы построения схем предварительного распределения ключей / И.И. Щуров // Вестник МЭИ. - 2004. - №6. - C. 94104.

107. Эгильский, И.С. Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды. -Л.:Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 188. - 216с., ил.

108. Blom R. Nonpublic key distribution // Advances in Cryptology. -Proceeding of EUROCRYPT'82 Plenum New York. - 1983. - pp. 231-236.

109. Dyer M., Fenner T., Frieze A., Thomason A. On key storage in secure networks // J. Cryptology. - 1995. - 8. - pp. 189 - 200.

110. Hwang J.H., Xie T., Hu V., Altunay M. Mining Likely Properties of Access Control Policies via Association Rule Mining / Data and Applications Security and Privacy XXIV // Lecture Notes in Computer Science. 2010. Volume 6166. P. 193 - 208.

111. ISO/IEC 12207:1995. Информационные технологии. Процессы жизненного цикла программного обеспечения [Текст]. - [Б. м. : б. и.], 1995. -18 с.

112. ISO/IEC 14764:2006. Разработка программного обеспечения. Процессы жизненного цикла программного обеспечения. Сопровождение [Текст]. - [Б. м. : б. и.], 2006. - 44 с.

113. ISO/IEC 2382-8:1998 Security [Text]. - [S. l. : s. n.].

114. ISO/IEC 27000 Information technology - Security techniques -Information security management systems - Overview and vocabulary [Text]. -[S. l. : s. n.].

115. ISO/IEC 9797-1:2011 Information technology - Security techniques -Message Authentication Codes (MACs) - Part 1: Mechanisms using a block cipher [Text]. - [S. l. : s. n.].

116. Lamport L. (July 1978). Time, Clocks and the Ordering of Events in a Distributed System // Communications of the ACM 21 (7). - 1979. - pp. 558-565.

117. Oliveira S.R.M., Zaiane O.R. Foundations for an access control model for privacy preservation in multi-relational association rule mining / Proceeding CRPIT '14 Proceedings of the IEEE international conference on Privacy, security and data mining. 2002. V. 14. P. 19 - 26.

118. PKCS #11 Base Functionality v2.30: Cryptoki - Draft 4. RSA Laboratories. 10 July 2009

119. Privin, D. I. Advanced automated process control system for water supply and wastewater disposal systems. / D. I. Privin, A.M. Salop, G.S. Savelev // Водоснабжение и санитарная техника. - 2014. - №7 - С. 51-57.

120. Remote authentication dial in user service (radius) [Electronic resource] / C. Rigney, S. Willens, A. Rubens, W. Simpson // Request for Comments. - 2000. - URL: http: //www.ietf.org/rfc/rfc2865.txt (online; accessed: 29.03.2012).

121. Shpichyack, S., Rytov M., Fedorov P., Petreshin D. The Model and Control Methods of Access to Information and Technology Resources of Automated Control Systems in Water Supply Industry // Journal of Physics: Conference Series, 2017. Vol. 803. No. 1. pp. 012132. DOI: 10.1088/17426596/803/1/012132

122. Solomon, M. Policy driven management for distributed systems [Text] / M. Solomon // Network and Systems Management. - 1994. - no. 2(4). - P. 333-360

123. Jean J. Labrosse, et al. Chapter 8. DSP in Embedded Systems // Embedded Software. - Newnes, 2007. - 792 p. - ISBN 978-0-7506-8583-2.

124. Jack Ganssle and Michael Barr. Embedded systems dictionary. - CMP Books, 2003. - 293 p. - ISBN 1-57820-120-92.

125. Dimosthenis Kyriazis, Theodora Varvarigou, Kleopatra Konstanteli. Achieving Real-Time in Distributed Computing. - IGI Global, 2011. - 452 p. -ISBN 978-1-60960-827-9.

126. Rajib Mall. Real-Time Systems: Theory and Practice. - IGI Global, 2006. - 242 p. - ISBN 9788131700693.

127. Phillip A. Laplante, Seppo J. Ovaska. Real-Time Systems Design and Analysis: Tools for the Practitioner. - John Wiley & Sons, 2011. - 560 p. - ISBN 978-0-470-76864-8.

Приложение А. Экранные формы подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП ВиВ.

Приложение Б. Имитационная модель функционирования подсистемы управления доступом к ресурсам АСУТП в GPSS

World

Имитационная модель функционирования подсистемы управления доступом

к ресурсам АСУТП в GPSS World

ACMS_Exp

ACMS_Itog MATRIX ,4,2,3 ; /* Задание результирующей матрицы */ INITIAL ACMS_Itog,UNSPECIFIED ; /* Инициализация матрицы результатов */ EXPERIMENT ACMS_Exp() BEGIN

TEMPORARY CanSt, EmkSt, DPrCan, DtEmk, LevCan, LevEmk; CanSt=1; /*1й фактор -Начальное количество каналов связи*/ LevCan=4; /*Уровни квантования 1 фактора */ DPrCan=1; /*Интервал значений 1 фактора */ EmkSt=100000; /*Начальная емкость буфера (фактор 2)*/ LevEmk=2; /* Уровни квантования 2 фактора */ DtEmk=100000; /*Интервал значений 2 фактора */ /* Журналирование резуьтатов эксперимента */ DoCommand("SHOW """" ");

DoCommand("SHOW (""*Контроль доступа АСУТП*"")"); DoCommand("SHOW (""******Двухфакторный дисперсионный анализ******"")");

DoCommand("SHOW """" ");

PrCan = CanSt; /*Текущему количеству каналов связи — начальное значение*/

WHILE (PrCan<=LevCan) DO BEGIN/^икл изменения 1 фактора */ Emk=EmkSt;/* емкости буфера*/ PrLevEmk=1; /* Инициализация начального значения 2 фактора */

WHILE (PrLevEmk<=LevEmk) DO BEGIN/*Цикл изменения фактора

2*/

Replicate=1,•/*Инициализация начального значения номера наблюдения */

WHILE (Replicate<=5) DO BEGIN/*Цикл проведения

наблюдений*/

/*Запуск процедуры выполнения очередного наблюдения*/ ACMSRun(PrCan,Emk,Replicate);

/*Внесение результата наблюдения в итоговую матрицу*/

ACMS_Itog[PrCan,PrLevEmk,Replicate]=X$VPerK; Replicate=Replicate+1;/*Смена наблюдения*/ END;

PrLevEmk=PrLevEmk+1,•/*Смена уровня 2 фактора */ Emk=Emk+DtEmk; /*Смена значения 2 фактора */ END;

PrCan=PrCan+DPrCan; /*Смена уровня 1 фактора */ END;

ANOVA(ACMS_Itog,3,2); /*Проведение двухфакторного дисперсионный анализ*/ END;

PROCEDURE ACMSRun(NPrCan,NEmk,NReplicate) BEGIN

TEMPORARY RandomN; /*Инициализация стохастической переменной*/ /* Задать инициализационный вектор генератора ПСП */ RandomN = 137 # NReplicate;

DoCommand("CLEAR OFF"); /* OFF сохранение результата */ /*Задать инициализационный вектор генератора ПСП */ DoCommand(Catenate("RMULT ",RandomN));

DoCommand(Catenate("QvCan EQU ",NPrCan)); /*Задать значение 1 фактора */

DoCommand(Catenate("EBuf EQU ",NEmk)); /*Задать значение 2

фактора */

DoCommand("START 100,NP");/* Игнорировать режим вне соединения */

DoCommand("RESET"); /* Начало сбора статистики */ DoCommand("START 1000,NP"); /* Старт моделирования */

END;

; /* Моделирование разграничения доступа к компонентам АСУТП */ ; /*Ввод исходных данных */

QvCan EQU 5 ; /*MAX кол-во каналов связи */

L1 EQU 7 ; /*Усредненный период поступления запросов*/

TOtk EQU 2000 ; /*Средний период работоспособности*/

L2 EQU 20 ; /*Среднее время восстановления работоспособности */

L3 EQU 10 ; /*Среднеквадратичный разброс периода восстановления*/

EBuf EQU 100000 ; /*Емкость буфера, байт*/

Skor EQU 1000 ; /*Пропускная способность канала, бит/с*/

LengMin1 EQU 1400 ; /*Минимальная длина запросов 1-й категории*/

LengMaxl EQU 6000 ; /*Максимальная длина запросов 1-й категории*/

SrLeng2 EQU 2000 ; /*Средняя длина запросов 2-й категории*/

SkLeng2 EQU 300 ; /*Среднеквадратичный разброс*/

; /*длины запросов 2-й категории */ VrMod EQU 1000000 ; /*Модельное время, 1 ед. мод. времени = 1 с*/ Transit TABLE M1,.5,1,20 ; Задание зависимостей для вычисления ; длины запроса 1-й категории

Leng1 VARIABLE LengMin1+((LengMax1WLengMin1)#(RN1/1000)) ; длины запроса 2-й категории Leng2 VARIABLE Normal(144,SrLeng2,SkLeng2) WrPer VARIABLE (8#V2)/Skor ; Время передачи запроса ; векторы спорадических и систематических отказов VPeK VARIABLE N$Ter1/N$MeL2; Вероятность передачи команд VNfl VARIABLE N$Ter2/N$MeL3; запросов 2-й категории VPoK VARIABLE N$Ter3/N$MeL2; Вероятность отказа при передаче VPNfl VARIABLE N$Ter4/N$MeL3; запросов 2-й категории GENERATE (Exponential(11,0,L1)) ; Сегмент имитации потока команд (запросов), т. е. запросов 1-й категории

TRANSFER .75,Met22,Met23; Категория запроса Met22 ASSIGN 1,1 ; Код 1 - запрос 1-й категории

ASSIGN 2,V$Leng1 ; Расчет длины запроса 1-й категории ASSIGN 3,V$WrPer ; Расчет времени передачи ; запроса 1-й категории

PRIORITY 10 ; Команде - высокий приоритет TRANSFER ,MeL1 ; Отправить на AKMS ; Сегмент имитации потока запросов 2-й категории MeL3 ASSIGN 1,2 ; Код 2 - запрос 2-й категории

ASSIGN 2,V$Leng2 ; Расчет длины запроса 2-й категории ASSIGN 3,V$WrPer ; Расчет времени передачи ; запроса 2-й категории

PRIORITY 0 ; Понижение приоритета запросов 2-й категории ; Имитация буфера и работы каналов связи Met21 TEST LE V2,(EBufWX$TEmk),Met25; Проверка: есть ли место ; в буфере Buf? при отсутствии то запрос отбрасывается SAVEVALUE TEmk+,V2 ; Повышение текущей емкости буфера Met218 ASSIGN4,0 ; Инициализация цикла Met216 ASSIGN 4+,1 ; Цикла нахождения свободного и ; доступного канала

GATE FV V4,Met21 ; Определение исправности канала GATE U V4,Met21 ; Определение доступности канала

TEST GE V4,QvCan,Met216; Признак окончания наличествующих каналов LINK Spis,PR ; Помещение запроса в буфер Met221 SEIZE V4 ; Зарезервировать канал под передачу SAVEVALUE TEmkW,V2 ; Уменьшить емкость буфера ADVANCE V3 ; Задержка на время передачи запроса RELEASE V4 ; Покинуть канал связи UNLINK Spis,Met218,1; Очередной запрос передачи TRANSFER ,

Met210 ; Блок имитации недоступности и отказов в канале

GENERATE ,,,1 Met219 ADVANCE (Exponential(238,0,NumOtk)) ; Генерация номера недоступного канала связи SAVEVALUE 1,(RN318/1000) ASSIGN 5,0 ; Цикл определения доступности Met222 ASSIGN 5+,1 ; Шаг цикла + 1

TEST LE X1,(V5#(1/QvCan)),Met222; Условный переход ASSIGN 4,V5 ; Номер недоступного канала связи

GATE FV V4,Met219 ; Проверка возникновения повторного отказа ; Имитация возникновения отказов и восстановления доступности FUNAVAIL V4,RE,Met220 ; Смена состояния - недоступен ADVANCE L2,L3 ; Имитация восстановления FAVAIL V4 ; Смена состояния - доступен TRANSFER ,Met219 ; Запустить генерацию отказа Met220 RELEASE V4

TEST NE V1,1,Met21 ; Условный переход по запросу 1-й категории TRANSFER ,Met5 ; отправить в буфер ; Сегмент счета переданных и потерянных запросов Met210 TEST E V1,1,Ter22 Ter21 TABULATE Transit

TERMINATE ; Кол-во прошедших запросов 1-й категории

Ter22 TERMINATE ; Кол-во прошедших запросов 2-й категории Met25 TEST E V1,1,Ter24

Ter23 TERMINATE ; Кол-во отклоненных запросов 1-й категории Ter24 TERMINATE ; Кол-во отклоненных запросов 2-й категории ; Задание времени моделирования, получение результатов GENERATE VrMod

SAVEVALUE VPek,V$VPek ; Вероятность прохождения команд SAVEVALUE VNfI,V$VNfI ; запросов 2-й категории SAVEVALUE VPoK,V$VPoK ; Вероятность отклонения команд SAVEVALUE VPNfI,V$VPNfI; запросов 2-й категории TERMINATE 1