<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.16.617-624</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-208</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>RELIABILITY OF TECHNICAL SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Задачи и численные алгоритмы оптимизации надежности аппаратно-избыточной технической системы в конфликтной ситуации при различных стратегиях защиты от атак противника</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Tasks and Numerical Algorithms for Optimization of Reliability of the Hardware-Redundant Technical Systems in a Conflict Situation under Different Strategies for Protection Against Enemy Attacks</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Потапов</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Potapov</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">ivt@omgtu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Омский государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Omsk State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>16</volume><issue>9</issue><fpage>617</fpage><lpage>624</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/208">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/208</self-uri><abstract><p>Поставлены и решены четыре задачи оптимизации надежности аппаратно-избыточной технической системы, участвующей в конфликтной ситуации, при различных стратегиях защиты от нападающей стороны путем соответствующего выбора стратегии защиты путем замещения избыточными резервными блоками отказавших блоков под воздействием атак противника, направленных на увеличение интенсивности их отказов в процессе конфликта. Для решения всех рассмотренных задач разработаны численные алгоритмы, легко реализуемые на современных персональных компьютерах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The subject of the article is the situation when a side in a conflict, defending itself from the enemy attacks, is a hardware-redundant technical system, containing the main and standby units, which can be involved for recovery of its functionality in the process of a conflict in accordance with the chosen protection strategy instead of the main unites, which failed under the impact of the enemy attacks. During a conflict the attacking side with its attack resources tries to weaken the targeted technical system by focusing its attacks on the functional units, increasing their failure rate during the period of the conflict and thus reducing the faultless operation and average uptime of the targeted technical system. Given the probabilistic character of the process, the behavior of the considered technical system involved in a conflict situation is approximated by Markov process and is described by Kolmogorov system of differential equations with variable coefficients. For solving of these equations the method of discretization and integer programming is used. The essence of this method, applied to the considered problem, is that the system of differential equations describing the behavior of a technical system in a conflict situation, the coefficients of which are functions of time, should be replaced by a system of discrete analogues, the coefficients of which can be considered constant with a predetermined degree of accuracy at discrete time intervals during the conflict. In order to optimize the reliability function and average time before a failure of the defender hardware-redundant technical systems in the process of the conflict, the author in this work proposes mathematical models for solving of these problems under different strategies for the use of the reserve units instead of the faulty ones. These strategies boil down to a targeted redundant power distribution between the main units of the technical system prior to the beginning of a conflict and dynamic reallocation of them in the process of conflict for achievement of the tasks, set before the technical system in a confrontation with the enemy. For implementation of these strategies the author proposes a method for computing of the corresponding vectors of redundancy and sequence of moments of redistribution of the reserve units between the main ones in the process of a conflict. Numerical algorithms were developed for solving of four problems of optimization of reliability of the considered technical system in the process of the conflict by selection of an appropriate backup strategy, convenient for implementation with the help of modern personal computers.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>математическая модель</kwd><kwd>численный алгоритм</kwd><kwd>конфликтная ситуация</kwd><kwd>оптимизация надежности</kwd><kwd>стратегия защиты</kwd><kwd>mathematical model</kwd><kwd>numerical algorithm</kwd><kwd>conflict situation</kwd><kwd>optimization of reliability</kwd><kwd>protection strategy</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Саати Т. Математические модели конфликтных ситуаций. М.: Сов. радио, 1977. 304 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Саати Т. Математические модели конфликтных ситуаций. М.: Сов. радио, 1977. 304 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петросян Л. А., Зенкевич Н. А. Оптимальный поиск в условиях конфликта. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 77 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Петросян Л. А., Зенкевич Н. А. Оптимальный поиск в условиях конфликта. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 77 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горелик В. А., Горелов М. А., Кононенко А. Ф. Анализ конфликтных ситуаций в системах управления. М.: Радио и связь, 1991. 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Горелик В. А., Горелов М. А., Кононенко А. Ф. Анализ конфликтных ситуаций в системах управления. М.: Радио и связь, 1991. 288 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aubin Y. Optima and Equilibria. В.: Springer, 1993. 417 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aubin Y. Optima and Equilibria. В.: Springer, 1993. 417 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Theodore L. Turocy, Bernhard von Stengel. Game Theory. Texas A &amp; M University, London School of Economics, 2001. 39 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Theodore L. Turocy, Bernhard von Stengel. Game Theory. Texas A &amp; M University, London School of Economics, 2001. 39 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данилов Н. Н. Теоретико-игровое моделирование конфликтных ситуаций. Томск: Изд-во ТГУ, 2005. 445 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Данилов Н. Н. Теоретико-игровое моделирование конфликтных ситуаций. Томск: Изд-во ТГУ, 2005. 445 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Выпасняк В. И. Моделирование вооруженного противоборства: перспективы развития // Военная мысль. 2009. № 7. С. 12-21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Выпасняк В. И. Моделирование вооруженного противоборства: перспективы развития // Военная мысль. 2009. № 7. С. 12-21.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галаев А. А., Маслов Е. П., Рубинович Е. Я. Об одной задаче управления движением объекта в конфликтной среде // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009. № 3. С.134-140.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Галаев А. А., Маслов Е. П., Рубинович Е. Я. Об одной задаче управления движением объекта в конфликтной среде // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009. № 3. С.134-140.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Куливец С. Г. Моделирование конфликтных ситуаций с несогласованными представлениями у агентов на основе игр на линейных когнитивных картах // Проблемы управления. 2010. № 4. С. 42-48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Куливец С. Г. Моделирование конфликтных ситуаций с несогласованными представлениями у агентов на основе игр на линейных когнитивных картах // Проблемы управления. 2010. № 4. С. 42-48.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Губанов Д. А., Новиков Д. А., Чхартишвили А. Г. Социальные сети: модели информационного влияния, управления и противоборства. М.: Физматлит, 2010. 244 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Губанов Д. А., Новиков Д. А., Чхартишвили А. Г. Социальные сети: модели информационного влияния, управления и противоборства. М.: Физматлит, 2010. 244 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Flesch Y., Schoenmakers G., Vrieze O. J. Loss of skills in coordination games // Int. J. Game Theory. 2011. N 40. P. 769-789.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Flesch Y., Schoenmakers G., Vrieze O. J. Loss of skills in coordination games // Int. J. Game Theory. 2011. N 40. P. 769-789.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Добровидов А. В., Кулида Е. А., Рудько И. М. Выбор траектории движения объекта в конфликтной среде // Проблемы управления. 2011. № 2. С. 64-75.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Добровидов А. В., Кулида Е. А., Рудько И. М. Выбор траектории движения объекта в конфликтной среде // Проблемы управления. 2011. № 2. С. 64-75.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сергеев С. М. Антагонистические дифференциальные игры в задачах моделирования коммерческих сетей // Вестник ТГУ. 2012. Т. 17. Вып. 3. С. 872-874.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сергеев С. М. Антагонистические дифференциальные игры в задачах моделирования коммерческих сетей // Вестник ТГУ. 2012. Т. 17. Вып. 3. С. 872-874.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Потапов В. И. Математическая модель и алгоритм оптимального управления подвижным объектом в конфликтной ситуации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 7. С. 16-22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Потапов В. И. Математическая модель и алгоритм оптимального управления подвижным объектом в конфликтной ситуации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 7. С. 16-22.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вентцель Е. С. Исследование операций. М.: Сов. радио, 1972. 550 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Вентцель Е. С. Исследование операций. М.: Сов. радио, 1972. 550 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Козлов Б. А., Ушаков И. А. Сбавочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975. 472 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Козлов Б. А., Ушаков И. А. Сбавочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975. 472 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Потапов В. И., Братцев С. Г. Новые задачи оптимизации резервированных систем. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1986. 112 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Потапов В. И., Братцев С. Г. Новые задачи оптимизации резервированных систем. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1986. 112 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
