Категорні моделі представлення структури і динамічного стану ієрархічних систем для виявлення факторів атак і ризиків

Abstract

В статті на підставі системного аналізу і теорії категорій розглянуто метод виявлення факторів впливу атак на структуру і динаміку ієрархічних систем, які приводять до ризику виникнення аварійних ситуацій у виробничих та техногенних системах. Метод актуальний як для існуючих систем так і для тих які проектуються, ґрунтується на виявленні змін простору станів систем за рахунок атак на ресурсні, інформаційні потоки і параметри структури. Глобальна система на загальному рівні описується як відношення на абстрактних множинах. Поведінка таких систем з динамічними властивостями описується через абстрактні функції часу у просторі станів, з метою відслідковування зміни положення. В загальному динамічна система визначається за типом поведінки у просторі станів. На основі поняття системи, з визначеними на її вході і виході моделями сигналів для об’єктів, агрегатів, блоків, АСУ-ТП, ІАСУ, можна прийти до різних динамічних реалізацій в просторах станів та цільовому просторі. Велике значення, при цьому має побудова простору станів системи і кожного об’єкту в її структурі на основі початкової інформації про організацію системи та моделі поведінки, якщо задано метод функціонування та стратегія поведінки. Структури представляються у вигляді перетворення технологічних та інформаційних ресурсів, процесів відбору і оцінювання даних за умови їхнього доповнення наступними поняттями: простори цілей, керованість, спостережуваність, режими та стани. Обґрунтовано управління ієрархічних систем з багаторівневою організацією, яке ґрунтується на аналізі потоків даних і управлінні, що прогнозують та пов’язують всі рівні ієрархії інформаційними зв’язками. Цільові функції систем реалізуються на генерації стратегій та процедурах прийняття рішень. Розглянуто вплив скритих факторів на функціонування, як на інформаційну так і енергетичну основу системи, що приводить до неконтрольованих змін стану агрегатів і об’єктів (інформаційно-ресурсних атак). The article considers the method of revealing the factors of the attacks impact on the structure and dynamics of the hierarchical systems based on the system analysis and category theory that lead to the risk of emergencies in industrial and technological systems. This method is actual for both systems: existing ones and those that are projected. This method is based on the detecting changes in the system state space at the expense of the attacks on the resource and information fl ows as well as on the parameters structures. The global system is described as the relation on abstract sets at general level. The behavior of such systems with dynamic properties is described through the abstract time functions in the state space, in order to track the change of position. In general, the dynamic system is determined by the type of behavior in the space of states. On the basis of the notion of system, with the signals and models determined at its input and output for the objects, aggregates, blocks, automated control systems – technological process, intelligent automated control systems, it is possible to come to various dynamic implementations in the space of states and the target space. Of great signifi cance is the construction of the space of states of the system and of each object in its structure on the basis of the initial information about the organization of the system and behavior patterns, if the method of functioning and behavior strategy is given. Structures are presented in the form of transformation of technological and informational resources, processes of selection and evaluation of data provided that they are supplemented by the following concepts: objectives, manageability, observation, regimes and conditions. The article also substantiates the management of hierarchical systems with a multilevel organization, which is based on the analysis of data fl ows and management, which predict and relate all levels of hierarchy to information links. The target functions of the systems are implemented in generating strategies and decision-making procedures. Also, the infl uence of hidden factors on functioning, both on the informational and energy basis of the system, is considered, which leads to uncontrolled changes in the state of aggregates and objects (information and resource attacks).