Разработка, создание и исследование распределенных информационных систем для поддержки принятия решений и автоматизации процессов

Объект исследования – методы, модели, алгоритмы и технологии распределенных информационных систем в области информационной безопасности, управления информационными ресурсами, автоматизации научно-информационного процесса, анализа рисков развития сложных природно-техногенных систем, исследования технического состояния и автоматизации процессов критически важных объектов техносферы для научно-обоснованного принятия решений. Цель работы: разработка и развитие эффективных методов, моделей, алгоритмов и технологий распределенных информационных систем для решения фундаментальных и прикладных задач в области информационной безопасности, мониторинга и анализа рисков развития сложных техногенных и природных систем, исследования технического состояния и автоматизации процессов критически важных и опасных промышленных объектов для научно обоснованного принятия решений. В рамках поставленной цели запланировано получение следующих основных результатов: разработка криптографических методов построения систем защиты информации, обладающих доказанным уровнем защиты; разработка методов и алгоритмов обработки и анализа данных в распределенных информационных системах; создание сервиса для совместной работы в распределенной вычислительной среде, использующей технологию «больших» данных; оптимизация быстродействия транспортного протокола информационных потоков между взаимодействующими абонентами с учетом возможности подключения к логике протокола алгоритмических процедур прямой коррекции ошибок; обеспечение информационной поддержки территориального управления, научно- технологической базы мониторинга источников опасностей и чрезвычайных ситуаций, принятия решений по снижению рисков и прогнозу развития территориальных образований на основе мультимодальных потоков пространственных данных и цифровых фабрик-интеграторов; разработка технологических решений для создания надежных и безопасных распределенных систем управления технологическими процессами критически важных и особо опасных промышленных объектов; разработка методов оценки технического состояния объектов техносферы и инженерных сооружений по результатам сейсмометрического мониторинга и сейсмометрических обследований. Методы исследований. В работе использованы методы теории информации (алгоритмической и классической), криптографии, теории вероятностей и случайных процессов, математической статистики и теории сложности алгоритмов; методы и принципы анализа механизмов функционирования распределенных гетерогенных информационных систем, в том числе с использованием анализа потоков данных, ошибок и сбоев, экспертные наборы данных с заранее известными характеристиками; информационные технологии, включая методы имитационного моделирования, математическое моделирование, системный анализ, методы формальной верификации; построение карт рисков осуществлялось с помощью программного комплекса ArcGIS по результатам данных систем мониторинга и технологий дистанционного зондирования; методы построения систем передачи цифровых данных в распределенных средах, системный анализ, информационное моделирование методов сбора, хранения, обработки и передачи данных в информационных системах. Основные результаты первого этапа работ (2021 г.): 1) конструкция, алгоритм и обоснование генератора псевдослучайных чисел для построения и анализа защищенных информационных систем; 2) математическая модель транспортного потока информационных протоколов с учетом процедур прямой коррекции ошибок; 3) развитие методов и алгоритмов обработки и анализа данных в распределенных информационных системах:  развитие архитектуры мультитенантной программной платформы;  технологии поддержки задач поиска, накопления и анализа слабоструктурированной информации;  алгоритмы автоматизации научно-информационного процесса и документального анализа с использованием антологии для сверхбольших массивов документов;  анализ наукометрической информации в распределенных системах; 4) в рамках информационной системы территориального управления рисками и безопасностью (ИСТУ РБ) разработаны:  региональные нормативы качества окружающей среды на основе критериев риск-ориентированного подхода;  макет цифрового паспорта безопасности территории муниципального образования; 5) с целью реализации задач сбора, анализа и обработки мониторинговой информации для ИСТУ РБ разработаны:  модели мультимодальных информационных потоков, способы их получения, протоколы передачи данных;  архитектуры и программное обеспечение цифровых фабрик для систем мониторинга; 6) развитие научных основ мониторинга сейсмостойкости зданий и сооружений; 7) совершенствование структуры и алгоритмов функционирования отладочного комплекса тестирования программно-аппаратных средств АСУТП для построения защищенных информационных систем. Область применения. Основными направлениями перспективного применения разработок является решение следующих задач:  обеспечение информационной безопасности компьютерных систем, передачи и обработки данных;  развитие методов и алгоритмов обработки и анализа данных в распределенных информационных системах;  оперативный мониторинг и поддержка принятия управленческих решений при обеспечении безопасности территорий и их социально-природно-техногенных систем;  разработка отечественных защищенных от несанкционированного доступа АСУ ТП;  технологии мониторинга и поддержки принятия решений при обеспечения безопасной эксплуатации уникальных сооружений, стратегически и критически важных объектов техносферы. Результаты работ опубликованы в отечественных и зарубежных рецензируемых журналах, доложены на российских и международных конференциях, программные комплексы защищены свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.