Theoretical substantiation of a mathematical model of failure-free for the information processing system of automated robotic platforms in the residue number system

Назва

Англійська

Українська

ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ БЕЗВІДМОВНОСТІ СИСТЕМИ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОТОТЕХНІЧНИХ ПЛАТФОРМ У СИСТЕМІ ЗАЛИШКОВИХ КЛАСІВ

Опис

Англійська

This article addresses the critical issue of ensuring the failure-free operation of information processing systems (IPS) in automated robotic platforms (ARPs) operating in conditions of electronic warfare (EW). The increasing role of ARPs in the modern world and its vulnerability to EW influences, which can lead to loss of control, data corruption, and even physical destruction of the platform, are emphasized. The necessity of developing effective methods to protect ARP IPS from electromagnetic threats is substantiated. Existing approaches to increasing the reliability of IPS, including the use of redundancy and modern information technologies, are analyzed. It is noted that traditional protection methods are often insufficient to counter modern EW means. In this regard, an alternative approach to creating mathematical support for ARP IPS is proposed, aimed at increasing fault tolerance, survivability, and reliability based on the modular design of IPS computing paths and the self-correcting properties of non-positional code structures of the residue number system (RNS). The properties of the RNS that make them promising for use in ARP IPS are studied in detail, in particular, the ability to adapt to the tasks being solved depending on the requirements for accuracy, speed, and reliability of calculations. The possibility of changing the quantitative relationship between the number of information and control modules in the process of solving the problem and flexibly using the reserves of accuracy and reliability of the IPS is emphasized. A mathematical model of the reliability of ARP IPS in the RNS is developed, which takes into account the features of the system's functioning and the influence of external factors. The structure of the IPS in the RNS is described, the main factors affecting reliability are identified, and mathematical relationships between them are formulated. An algorithm for calculating the probability of failure-free operation of the IPS is presented. The research results presented in the paper can be used to develop and implement more effective methods of protecting ARPs from EW, which will contribute to increasing its reliability and safety of operation in the difficult conditions of the modern battlefield. The proposed mathematical model is an effective tool for determining the reliable characteristics of ARP IPS, namely the probability of failure-free operation, and allows estimating the influence of various factors on the reliability of the IPS and optimizing the system parameters to achieve the required level of protection in EW conditions.

Українська

У статті розглянуто актуальну проблему забезпечення безвідмовності систем обробки інформації (СОІ) автоматизованих робототехнічних платформ (АРП) в умовах радіоелектронної боротьби (РЕБ). Обґрунтовано необхідність розробки ефективних методів захисту СОІ АРП від електромагнітних загроз. Проаналізовано існуючі підходи до підвищення надійності СОІ, зокрема використання резервування та сучасних інформаційних технологій. Зазначено, що традиційні методи захисту часто є недостатніми для протидії сучасним засобам РЕБ. У зв'язку з цим, запропоновано альтернативний підхід до створення математичного забезпечення СОІ АРП, спрямований на підвищення відмовостійкості, живучості та безвідмовності на основі використання модульності конструкції обчислювальних трактів СОІ та самокорегуючих властивостей непозиційних кодових структур системи залишкових класів (СЗК). Детально досліджено властивості СЗК, які роблять їх перспективними для застосування в СОІ АРП, зокрема можливість адаптації до вирішуваних завдань залежно від вимог до точності, швидкодії та надійності обчислень. Наголошено на можливості змінювати кількісне співвідношення між числом інформаційних та контрольних модулів у процесі вирішення задачі та гнучко використовувати резерви точності та надійності СОІ.Розроблено математичну модель безвідмовності СОІ АРП у СЗК, яка враховує особливості функціонування системи та вплив зовнішніх факторів. Описано структуру СОІ у СЗК, визначено основні фактори, що впливають на безвідмовність, та сформульовано математичні залежності між ними. Наведено алгоритм розрахунку ймовірності безвідмовної роботи СОІ. Результати дослідження, представлені в роботі, можуть бути використані для розробки та впровадження більш ефективних методів захисту АРП від РЕБ, що сприятиме підвищенню їх надійності та безпеки функціонування в складних умовах сучасного поля бою. Запропонована математична модель є ефективним інструментом для визначення надійної характеристики СОІ АРП, а саме ймовірності безвідмовного функціонування, та дозволяє оцінити вплив різних факторів на надійність СОІ та оптимізувати параметри системи для досягнення необхідного рівня захисту в умовах РЕБ.

Автор

Англійська

Yanko, A.

Англійська

Kruk, O.

Англійська

Goncharenko, S.

Українська

Янко, А. С.

Українська

Крук, О. О.

Українська

Гончаренко, С. О.

Тематика

Англійська

automated robotic platform

Англійська

transition probability of failure-free operation

Англійська

reliability indicators

Англійська

electronic warfare

Англійська

residue number system

Англійська

information processing system

Українська

автоматизована робототехнічна платформа

Українська

перехідна ймовірність безвідмовного функціонування

Українська

показники надійності

Українська

радіоелектронна боротьба

Українська

система залишкових класів

Українська

система обробки інформації

Видавництво

Українська

Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»

Тип

info:eu-repo/semantics/article

info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Українська

Рецензована Стаття

Формат

application/pdf

Ідентифікатор

https://journals.nupp.edu.ua/sunz/article/view/3672

10.26906/SUNZ.2025.1.72-76

Джерело

Англійська

Control, Navigation and Communication Systems. Academic Journal; Vol. 1 No. 79 (2025): Control, Navigation and Communication Systems; 72-76

Російська

Системы управления, навигации и связи. Сборник научных трудов; Том 1 № 79 (2025): Системи управління, навігації та зв’язку; 72-76

Українська

Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць; Том 1 № 79 (2025): Системи управління, навігації та зв’язку; 72-76

2073-7394

10.26906/SUNZ.2025.79

2025. №1 (79)

Мова

uk

Відношення

https://journals.nupp.edu.ua/sunz/article/view/3672/3011

Права

Українська

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0

eNUPPIR

Властивості

Набори елементів 1

Збірник наукових праць. Системи управління, навігації та зв’язку

Інформація про метадані