ri2014_materials

520	РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА – 2014

Коваленко А.Н.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна О МОДЕЛИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Моделирование как направление исследований, как дисциплина и даже как способ мышления прочно вошло сначала в инженерные, а потом и иные знания около 70 лет назад. Первоначально основанное на понятиях математического и физического моделирования, это знание с последней трети прошлого века стало впитывать в себя материал, вызванный бурным развитием компьютерных технологий.

Понятие модели сдвинулось в сторону информационной системы, прикладное отношение к модели сдвигается в сторону увеличения объема перерабатываемой и передаваемой информации. Что окружает нас в реальной жизни? Системы по оплате десятков видов бытовых услуг. Системы по заказу услуг – от билетов и мест в отелях до рефератов и статей. Системы электронных покупок и продаж – от еды и квартиры до акций и долей капитала. Системы осведомления – от разнообразных расписаний и словарной информации до сведений о своих же тратах и штрафах. С точки зрения теории систем ясно, что за этим стоят достаточно сложные информационно-логические модели, причём эти модели постоянно развиваются и захватывают новые прикладные области.

Рискнём ввести термин: информационно-обслуживающие системы.

Прикладное развитие всегда порождало, хотя и с запаздыванием, развитие соответствующей теории. Мы находимся в самом начале подобных изменений.

В теории информационно-логического моделирования (в т.ч. и теории информационнообслуживающих систем) нет даже общепринятой классификации. Не описаны специальные методы исследования в информационно-логической среде. Электронные и бумажные источники минимальны и разбросаны в массе другой информации.

Пока лишь эпизодично внимание философов к проблемам поведения (и изменения) человека в плотной информационной среде; внимание психологов к эффективности интерфейса; внимание эргонометристов к взаимодействию человека с мобильными электронными устройствами. За обоснованными ими выводами будут стоять изменения в используемых моделях.

Вкачестве отличительных признаков информационно-огбслуживающих систем (и моделей) можно указать на массовый характер потребления; на сильно распределённую электронную структуру; на жесткую связь с финансовыми операциями (необходимость надежной оплаты и идентификации личности); на преобладание логических операций над арифметическими; на отсутствие управления в смысле воздействия на внешние для системы объекты; на опору на сильно динамические (меняющиеся) базы данных; на необходимость непрерывного жесткого администрирования системы.

Внастоящий момент для потребителя существуют два входа/выхода в эти системы – специальные терминалы и интернет.

Вкачестве частично схожих объектов можно указать на системы управления транспортом и оборудованием, системы передачи энергии и энергоносителей. По ним имеются зачатки научных знаний. Банковские и финансовые системы используют модели, близкие к докомпьютерным, поэтому здесь дело с теорией моделирования обстоит лучше.

Вывод – в области информационно-логического моделирования практика ощутимо опережает теорию, что типично для бурно развивающихся областей.

Костюк И.В., Медведев И.А.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ В ИЛЛЮСТРАЦИОННОЙ ПЕЧАТИ

Основой полиграфического воспроизведения цветных изображений является триадный автотипный синтез, смешением красок трех основных цветов: голубого, пурпурного, желтого. Однако печатные краски обладают неидеальными спектральными характеристиками, поглощая излучение во всем диапазоне видимого спектра, что во многом обуславливает ограничения цветового охвата печати, а, следовательно, ее репродукционных возможностей в отношении цветопередачи. Для расширения цветового охвата полиграфического синтеза и интервала воспроизводимых градаций предлагаются технологические решения, включающие дополнительные нетриадные (специальные) цвета, например, печать с использованием произвольного количества смесевых красок (PANTONE®, DuPont®, FOCOLTONE®, TRUMATCH® и др.) или определенной комбинации красок (Hi-Fi Color).

К специальным также относится цвет черной краски (CMY+K). Применение черной краски в цветной печати является одним из наиболее технологичных и хорошо отработанных методов увеличения репродукционного потенциала печати. Современные программные средства допечатной подготовки изображений позволяют гибко управлять процессом добавления черной краски к цветным.

http://spoisu.ru

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПОЛИГРАФИИ	521

Однако эти возможности не используются в полной мере, что во многом обусловлено недостатком объективной информации о характере и степени влияния технологии введения черной краски в структуру изображения на качество тоновой репродукции. Вместе с тем, результаты некоторых исследований показали, что изменение соотношения относительных площадей цветных и черной красок, обеспечивающих передачу ахроматической составляющей изображения в интервале воспроизводимых градаций, оказывает существенное влияние на характер передачи градаций и локальные контрасты репродукции. Таким образом, процесс генерации черной краски можно регулировать, обеспечивая наиболее эффективное выполнение репродукционной задачи.

Широкому применению технологий Hi-Fi Color в тоновой иллюстрационной печати во многом препятствует недостаток результатов объективных исследований их эффективности, определяемой соотношением обеспечиваемого уровня качества и степени повышения трудоемкости репродукционного процесса и экономических затрат на его проведение, а также отсутствие рекомендаций по допечатной подготовке оригинал-макетов. Например, при воспроизведении изображений методом шестиили семикрасочной печати необходимо использование специализированного программного обеспечения для проведения цветоделения, при печати интенсивными красками – цветовой профиль, учитывающий их спектральные характеристики.

Использование смесевых красок можно считать характерной особенностью этикеточноупаковочного производства. Однако специальные цвета крайне редко внедряют в структуру тонового изображения, комбинируя их с триадными цветами, по причине отсутствия отработанного и доступного алгоритма распределения информационного содержания изображения по цветовым каналам при его цветоделении более (или менее), чем на четыре цвета. Поэтому разработка таких алгоритмов для использования в наиболее распространенных дизайнерских и графических программах является весьма актуальной задачей. Таким дополнением к программе обработки изображений Adobe Photoshop является внутреннее приложение (Plug-In) – модуль, относящийся к категории фильтров, легко встраиваемых в программную оболочку.

Проведенное исследование одного из разработанных цветоделительных фильтров показали, что создание подобного программного модуля требует учета большого количества факторов: оптических свойств смесевых красок, характера их взаимодействия с элементами триадных красок (который уже не будет строго подчиняться закону Нюберга-Нейгебауэра) и др. Кроме того, применение подобных фильтров должно быть основано на анализе информационного содержания оригинала, причем не только цветового, но также градационного и контурного, что позволит выполнять процесс адаптивного цветоделения, позволяющего решать конкретную репродукционную задачу.

Легкий С.Д., Дроздова Е.Н.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТРЕКИНГА В ПОСТ ОБРАБОТКЕ И ВО ВНЕДРЕНИИ ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКИ В ВИДЕО

Трекинг это одна из технологий виртуальной реальности, лежащая в основе взаимодействия человека с виртуальным миром. Эта технология предназначена для определения позиции и ориентации реального объекта в виртуальной среде с помощью нескольких степеней свободы.

Двухмерный трекинг включает следующие разновидности:

1.Слежение за точками. Система отслеживает перемещение заданных точек в пространстве, записывает смещение относительно начальной точки поиска и выстраивает траекторию, которую впоследствии можно применять к объектам привязки.

2.Слежение за плоскостью. Система умеет отслеживать не только точки, а целую плоскость и работает, даже если заданная плоскость перекрывается внешним объектом или уходит за пределы кадра.

Трехмерный трекинг включает следующие разновидности:

1.Маркерная система. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, требуемые по сценарию, встаёт в условленные позы, имитирует действия; данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра. Существует большое количество маркерных систем захвата движений: механические, магнитные, гидроскопические, оптические, отически-пассивные. Различие между ними заключается в принципе передачи движений.

2.Безмаркерная технология основана на технологиях компьютерного зрения и распознавания образов. Актер может сниматься в обычной одежде, что сильно убыстряет подготовку к съемкам и позволяет снимать сложные движения без риска повреждения датчиков или маркеров. В данном

http://spoisu.ru

522	РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА – 2014

случае не требуется специального оборудования, специального освещения и пространства. Съёмка производится с помощью обычной камеры (или веб-камеры) и персонального компьютера.

В 2013 году вышла новая версия программы постобработки видео – Adobe After Effects CS6. Вместе с выходом этой версии пользователю стала доступна новая функция «Track Camera». На сегодняшний день данная технология является наиболее эффективной и удобной.

Рассмотрим использование технологии 3D-трекинга виртуальной реальности на примере создания видео-интро для киностудии. Работа над проектом включает следующие этапы: анализ информации о киностудии, разработка идеи видео-интро, создание раскадровки проекта, проведение пост-продакшена видео с использованием технологии 3D-трекинга виртуальной реальности, осуществление цветокоррекции проекта, озвучивание видео. В работе над проектом используются следующие программные продукты: Adobe After Effect CS6, Mocha for After Effects, Adobe Premier Pro CS6, пакет растровой графики Adobe Photoshop CS6, Adobe LightRoom 3 и Sonic Vegas 11.

Использование технологии 3D-трекинга виртуальной реальности при создании видео-интро позволяет сэкономить большое количество времени по сравнению с классической анимацией. Даже, в тех сценах, где можно обойтись без захвата движения, технология 3D-трекинга обеспечивает большую гибкость в решении локальных задач компоузинга монтажного кадра.

Морозов И.С., Вакуленко С.А.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна ВЗРЫВ СЛОЖНОСТИ В БЕЗМАСШТАБНЫХ СЕТЯХ

Впоследнее время, сетям со сложной организацией уделялось большое внимание. Экологические, генетические, информационные сети, в том числе социальные сети имею крайне сложную, но в целом схожую структуру. Изучая устройство этих сетей, становится возможным выделить узлы, находящиеся в сильной связи с другими узлами сети, так называемые хабы. В основном, все взаимодействие в сетях строится на взаимодействии хабов и спутниковых узлов между собой.

Встатье показано, что в динамике безмасштабных сетей наблюдается «взрыв сложности», даже при условии измененного взаимодействия топологии и взаимодействующих элементов.

Вработе мы рассматриваем сеть Хопфилда и используем классическую модель теории аттракторных сетей.

Централизованными сетями мы обозначаем те, которые содержат несколько сильно связанных узлов и несколько слабо связанных саттелитных узлов. Централизованные сети были опытно отождествлены с молекулярной биологией, или же информационными сетями, где центры могут быть, например, транскрипционными факторами, или сетевыми концентраторами. Так же, примером данных сетей могут служить империи и государства, в которых контроль происходит бюрократическими центрами. Мы предполагаем, что саттелитные узлы ответят на возмущения быстрее центров.

Посредством использования теории аттракторов, мы получаем результат, суть которого заключается в увеличении их количества. Этот результат можно интерпретировать как «взрыв сложности». С другой стороны, этот результат показывает возможность всех видов сложного мультистабильного поведения для всех безмасштабных сетей независимо от деталей структуры топологии, при изменении сетевых параметров.

Возможным применением представленных результатов является эволюция способности к развитию генно-регулируемой сети, данная тема привлекла особое внимание в последние десятилетия. В рамках интерпретации сети, как империи, эти результаты означают, что слишком малое значение параметра инноваций может послужить причиной возникновения хаоса.

Тропец В.А., Кудрин Ю.В.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ БАКАЛАВРИАТА

ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ «ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО И УПАКОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА» С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ РЫНКА ТРУДА

На современном этапе качество рассматривается с позиции удовлетворения и предвосхищения потребностей заказчика. Качество образовательных услуг не является исключением. Представленное исследование посвящено изучению возможностей методологии развертывания функции качества (Quality Function Deployment, QFD) при формировании основной образовательной программы по направлению подготовки 261700 - Технология полиграфического и упаковочного производства.

Основная образовательная программа (ООП) предусматривает вариативную часть, устанавливаемую вузом. Это дает возможность учитывать требования рынка при формировании вариативной части ООП.

http://spoisu.ru

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПОЛИГРАФИИ	523

Требования работодателей к уровню подготовки специалистов должны быть представлены в профессиональных стандартах, но их разработка отстает по времени от разработки образовательных стандартов. Таким образом, учесть требования рынка труда без тесного взаимодействия образовательного учреждения и отрасли практически невозможно. В конечном счете, это приводит к нарушению системного подхода при формировании ООП и отсутствию согласованности. Для того чтобы не допустить такого рода несоответствия, авторами предлагается методология формирования ООП на основе применения развертывания функции качества.

Технология развертывания функции качества представляет собой инструмент, позволяющий преобразовать требования потребителей в характеристики процесса, в данном случае образовательного. Процесс реализации метода заключается в построении четырех «домов качества».

На подготовительном этапе были установлены требования работодателей и их значимость. С этой целью использовались различные методы, такие как анкетирование, интервьюирование представителей отрасли, мониторинг интернет-ресурсов и различных публикаций по проблемам отраслевого образования. Все требования были разделены на две группы – профессиональные и личностные, и ранжированы в порядке значимости. Далее работодатели оценили соответствие предъявляемым требованиям выпускников данного направления подготовки, уже работающих на предприятиях отрасли по пятибалльной шкале. Оценивались выпускники Северо-Западного института печати (СЗИП), а также других вузов, реализующих смежные направления подготовки.

После подготовительного этапа был построен первый дом качества, который отражает связи между требованиями работодателей и образовательного стандарта в виде общекультурных и профессиональных компетенций. Построенный дом не только представляет взаимосвязь требований, но и отражает направления совершенствования образовательного процесса и конкурентоспособность выпускников СЗИП на рынке труда. По результатам анализа были установлены дополнительные компетенции, которые необходимо учитывать при формировании ООП.

Второй дом качества позволяет выявить взаимосвязь между требованиями образовательного стандарта и учебными циклами ООП. На основе данной матрицы формируется паспорт компетенций направления подготовки, в котором представлено распределение ранжированных по значимости компетенций по учебным модулям. На основании этого были выделены учебные циклы, формирующие наибольшее количество значимых для работодателей компетенций. Таким образом, при составлении учебного плана на данные модули необходимо выделять большее количество зачетных единиц.

Третий дом позволяет установить взаимосвязь учебных модулей и дисциплин учебного плана. Было выявлено, что некоторые традиционные для данного направления дисциплины не удовлетворяют требованиям образовательного стандарта и рынка. А определенные модули необходимо расширить дополнительными учебными курсами с целью формирования соответствующих компетенций.

Дополнительно были построены две корреляционные матрицы для установления взаимосвязей между базовой и вариативной частью ООП, а также профессиональным и другими учебными циклами с целью установления междисциплинарных связей для реализации системного подхода к обучению.

Последний, четвертый дом качества представляет собой матричную диаграмму учебных дисциплин и изучаемых в них разделов. Данная диаграмма дополнительно демонстрирует объемность различных курсов, а также количество и значимость компетенций.

По результатам проделанной работы можно сделать вывод, что применение QFD-методологии позволяет не только установить характеристики основной образовательной программы с учетом требований рынка труда, а также определить направления совершенствования качества подготовки будущих специалистов.

Шефер Е.А.

Россия, Санкт-Петербург, Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ МЕТОДОВ РАСТРИРОВАНИЯ К РАСТИСКИВАНИЮ

Цель контроля качества в полиграфии заключается в правильном и устойчивом воспроизведении цветов по всему тиражу. На этот процесс влияют многие факторы. Наиболее важными параметрами являются толщина красочного слоя, относительная площадь растровых точек, цветовой баланс, красковосприятие и последовательность нанесения цветов.

При переносе растровых точек с пленки на бумагу через печатную форму и офсетное полотно их размер и форма могут изменяться под действием различных факторов, В результате относительная площадь растровых точек изменяется, причем эти изменения зачастую непредсказуемы. Увеличение площади печатного элемента на оттиске относительно его площади, предусмотренной оригинал-макетом, называют растискиванием. При просмотре оттиска невооруженным глазом он кажется слегка темнее, а в тенях с плотностью более 80% может вообще

http://spoisu.ru

524	РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА – 2014

все слиться. Еще сильнее растискивание влияет на цветопередачу, особенно в тех случаях, когда цвет образуется наложением двух или трех базовых триадных цветов, каждый из которых имеет небольшое процентное содержание.

Для полиграфического воспроизведения полутоновых изображений используются различные методы растрирования. На практике нашли применение растровые структуры различных типов с точками разной формы. Каждая растровая структура в той или иной степени чувствительна к изменению размеров точки. Следовательно, при воспроизведении разных растровых структур меняются требования к точности настройки оборудования. Влияние растискивания на конечный результат, как правило, исследуется при помощи пробной печати, процедура которой связана со значительными затратами материальных ресурсов и времени. В связи с этим представляется целесообразной разработка средств компьютерного моделирования процесса растискивания при печати.

Внастоящем исследовании предпринята попытка промоделировать процесс растискивания для того, чтобы оценить его влияние на конечный результат для разных методов растрирования и выявить наиболее устойчивые к этому процессу методы, используя количественные характеристики.

Входе исследования проведено сравнение двух крайних случаев растрирования, когда печатные элементы образуют точку, состоящую из группы пикселей, и когда запечатанные элементы изолированы, как в стохастическом методе или в методе диффузии ошибки.

Исследование проводилось в системе программирования MATLAB. В рамках эксперимента разработан программный код, моделирующий процесс растрирования изображения различными методами. Предусмотрена возможность подачи на вход программы любого изображения. Кроме того,

вразработанной модели задан массив коэффициентов растискивания, который может быть постоянным во всей плоскости изображения, т. е. можно моделировать такой процесс, как вязкость краски или впитываемость бумаги. Также коэффициент может быть переменным в случае дефектов цилиндра печатного аппарата.

Врезультате компиляции программного кода получены бинарные изображения, наглядно отображающие процесс растискивания с различными коэффициентами для разных методов растрирования.В ходе эксперимента оценивалась также разность матриц растрированного изображения и исходного полутонового изображения по евклидовой норме. Кроме того, оценивалась погрешность как евклидово расстояние между исходным изображением и изображением, полученным на выходе низкочастотного фильтра, моделирующего простейшую модель зрения человека.

http://spoisu.ru

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ	525

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Астафьев Г.О.

Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургское государственное унитарное предприятие «Санкт-Петербургский информационно-аналитический центр» ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗОВЫХ КАРТ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ДЛЯ НУЖД ИОГВ

В настоящее время географические информационные системы являются одним из наиболее адекватных средств информационного обеспечения задач управления в городе и регионе. Их картографические возможности позволяют обеспечить дружественный интерфейс с пользователем и в большей степени соответствуют представлению данных в подразделениях органов государственной власти, учреждений и предприятий Санкт-Петербурга, постоянно работающих с территорией, где карта давно является основной ее моделью.

Базовая карта должна выполнять роль единого исходного источника опорных сведений. Она является неотъемлемой частью любой картографической системы и должна отвечать следующим определённым требованиям: полноте (тематическое наполнение необходимое и достаточное), актуальности, наглядности (по визуальному представлению), картографическая точности (корректная топология, позиционная точность), универсальности. Необходимо упомянуть, что на сегодняшний день в Санкт-Петербурге таких требований не существует, как не существует и сколько-нибудь сформированного понятия «базовая карта».

В настоящее время для решения разнообразных городских задач в муниципальных информационных системах в качестве базовой информационной основы используется несколько различных формаций цифровых базовых карт, принципы создания которых не совсем ясны. Специфика среды формирования базовых карт для нужд органов государственной власти заключается в том, что исходная информация обязательно должна исходить от легитимных источников, т.е. «на выходе» будет «суррогатная» карта-схема. В идеальной ситуации необходимо иметь единую базу данных и программно-технический инструмент для преобразования содержания базы данных в любой заданный масштаб и тематическую категорию. С другой стороны, при «классическом» подходе – когда базовые карты могут быть производными топографических карт, главным «отягощающим» фактором будет являться «избыточность» топографических карт, т.к. они реально содержат гораздо больше информации, чем того требуется.

Таким образом, выработана предварительная концепция подхода к созданию базовой карты для нужд ИОГВ. Решена проблема с выбором базового масштаба – он должен соответствовать масштабам традиционных топографических карт (для уровня населённых пунктов и отдельно взятых территорий 1:2000). Решена проблема формирования элементов базовой карты. Учтены особенности формирования пообъектного состава. Разработан порядок обновления карты. Выработаны основные направления использования карт.

Бабуров В.И., Иванцевич Н.В., Саута О.И.

Россия, Санкт-Петербург, ЗАО «ВНИИРА-Навигатор» ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПРИ

СОВМЕСТНОЙ ОБРАБОТКЕ РАЗНОРОДНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

Основой средств координатно-временного и навигационного обеспечения Российской Федерации в настоящее время является спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС, которая в авиации может использоваться в качестве основного средства навигации. При этом, однако, всегда требуется обеспечить возможность применения дополнительных навигационных средств.

В современной авиации требуется решать навигационные задачи с высокой точностью и достоверностью для высокодинамичных объектов, при ограничениях на прямую видимость спутников, например, для горных аэродромов, в условиях радиопомех естественного и искусственного происхождения и в других нестандартных ситуациях.

Одним из способов повышения точности навигационных определений в сложных условиях применения авиации является дополнение спутниковой навигационной информации данными от датчиков другой физической природы.

Совместное использование разнородной навигационной информации для повышения точности и надежности навигационных определений приводит к необходимости решать задачу оценивания при

http://spoisu.ru

526	РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА – 2014

нечеткой априорной информации, что существенно снижает эффективность традиционных способов оптимальной комплексной обработки информации ввиду невозможности количественного задания априорных данных. Одним из перспективных путей построения эффективной навигационной системы является использование теории нечетких множеств.

Примерами нечетких показателей альтернативных навигационных систем являются показатели, обусловленные ограниченными возможностями эталонирования, характеризующие неизвестные методические погрешности, учитывающие опыт эксплуатации, в том числе деградацию свойств системы со временем, определяемые нечеткими условиями распространения навигационных сигналов, а также не имеющие точного числового эквивалента.

В докладе функции принадлежности показателей альтернативной системы строятся на основе данных о наиболее вероятных значениях параметров альтернатив, с учетом степени неточности имеющихся оценок, а альтернативами являются конкретные навигационные системы или средства, их приемные датчики. При этом ограничениями являются требования по достоверности, доступности, имеющемуся опыту эксплуатации конкретных систем и другие.

Целевой функцией при координировании является функция пересчета эффекта от применения конкретного навигационного средства в погрешности определения координат потребителя. Определение коэффициентов значимости допустимых навигационных средств при комплексной обработке информации производится с учетом достоверности исходных данных, параметрической неопределенности и неточности сведений о законах распределения погрешностей конкретных навигационных средств.

Предложенный метод был применен при разработке структуры программного обеспечения навигационно-пилотажного комплекса летательного аппарата. Это позволило учесть дополнительные существенные факторы, в том числе и такие, которые ранее не формализовывались, не имея четкого количественного выражения. Результатом явилось повышение точности, непрерывности, целостности и достоверности навигационной информации по сравнению с традиционными способами комплексирования.

Бухарметов М.Р., Гурьянов Д.Ю., Рыданов А.А., Суслонова А.А.

Россия, Санкт-Петербург, ЗАО «Информационные технологии. Безопасность. Проекты» ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПЕРАТИВНОГО МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИКОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ПРИ ЕЕ ОБРАБОТКЕ СРЕДСТВАМИ НАЗЕМНОГО КОМПЛЕКСА

Всовременных условиях, когда информация превратилась в мощный ресурс, имеющий большую ценность, чем некоторые другие ресурсы, когда информация стала товаром, все большее значение приобретает проблема обеспечения информационной безопасности.

Внастоящее время для комплексной защиты от возможных угроз необходимо использовать различные средства безопасности, включая межсетевые экраны, антивирусы, системы защиты от спама, системы обнаружения атак, сканеры безопасности, средства защиты от утечки конфиденциальной информации и др. Однако, вместе с ростом количества средств защиты существенно увеличивается и объём информации, которую должен обработать администратор безопасности. Это в свою очередь приводит к увеличению времени, которое должен тратить оператор для анализа всей информации, поступающей от различных средств защиты для принятия адекватных решений по реагированию на выявленные атаки.

Как показывает анализ, система обработки космической информации дистанционного зондирования Земли (КИ ДЗЗ) имеет сложную гетерогенную структуру, характеризующуюся применением большого количества программных и аппаратных средств. Очевидно, что в этих условиях крайне сложно организовать оперативное обнаружение атак и прочих угроз, а также своевременные действия по их ликвидации. Обслуживающий персонал вынужден постоянно отслеживать текущие параметры функционирования огромного количества элементов информационной инфраструктуры (прежде всего, операционных систем серверов и АРМ, сетевого оборудования и др.), следить за обновлением и стойкостью паролей, вскрывать попытки НСД к информации, просматривать лог-файлы, данные аудита. Подобный подход (без применения средств автоматизации) не только требует привлечения большого количества высококвалифицированных специалистов и приводит к повышенным трудозатратам, но и является малоэффективным: многие атаки обнаруживаются постфактум, велика вероятность вообще не выявить те или иные злонамеренные действия в отношении систем обработки информации.

Для решения задачи оперативного мониторингабезопасности КИ ДЗЗ при ее обработке средствами наземного комплекса может быть использован программный комплекс системы мониторинга информационной безопасности КИ ДЗЗ (ПК СМ ИБ КИ ДЗЗ), обеспечивающийобнаружение в реальном масштабе времени следующих основных угроз:

изменение состава и состояния (работоспособности) аппаратных средств;

нарушение требований к парольной защите;

http://spoisu.ru

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ	527

попыток преднамеренного несанкционированного доступа к циркулирующей информации из информационно-телекоммуникационных сетей и со стороны внутренних нарушителей.

В тоже времяПК СМ ИБ КИ ДЗЗ обеспечивает обнаружение угроз безопасности информации, которым подвержена сама система мониторинга.

ПК СМ ИБ КИ ДЗЗ представляет собой модульный программный продукт разработанный с применением многоуровневого подхода при котором все модули разнесены по уровням. Модули, составляющие каждый уровень, сформированы таким образом, что для выполнения своих задач они обращаются к запросам только к соседним по иерархии уровням.

Нижний уровень - уровень взаимодействия протоколов SNMP, ICMP, HTTP, SYSLOG. На данном уровне производится получение информации от аппаратных средств, входящих в состав наземного комплекса обработки КИ ДЗЗ (НКО КИ ДЗЗ).

Средний уровень - уровень хранения и обработки данных. Служит для сбора всей информации об устройствах сети в реляционную базу данных для дальнейшей их систематизации и обработки. На основе полученных данных ПК СМ ИБ КИ ДЗЗ на данном уровне осуществляется мониторинг парольной защиты, своевременное выявление попыток несанкционированного доступа к циркулирующей информации, а также слежение за работоспособностью аппаратных средств НКО КИ ДЗЗ.

Верхний уровень - прикладной уровень.Служит для удобного представления данных, обрабатываемых сервером мониторинга через веб-интерфейс, позволяющий осуществлять распределенный мониторинг с централизованным администрированием. Использование вебинтерфейсапозволяет отслеживать состояние сети и жизнедеятельность серверов, а также обеспечивается возможность оценивания их работоспособность из любого места сети.

Предлагаемый ПК СМ ИБ КИ ДЗЗ позволяет автоматизировать рутинные процедуры сбора и обработки большого объема информации, предупредить возможные потери важнейших событий информационной безопасности, а также значительно повысить уровень безопасностиКИ ДЗЗ при ее обработке средствами наземного комплекса.

Горяинов О.Н.

Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургское государственное унитарное предприятие «Санкт-Петербургский информационно-аналитический центр» РЕАЛИЗАЦИЯ ДОСТУПА К КАРТОГРАФИЧЕСКИМ СЕРВИСАМ НА ОСНОВЕ ЗАЯВОК

(LEVERAGING CLAIMS BASED ACCESS CONTROL FOR GIS SERVICES)

В рамках модернизации «Территориальной отраслевой региональной информационной системе» («ТОРИС») в Санкт-Петербурге проводятся работы по развитию реализованных на предыдущих этапах компонентов системы иразработка новых функций. Важными нефункциональными требованиями развития системы выступили: квотирование и ограничение доступа к ресурсам, использование современных кроссплатформенных промышленных средств аутентификации и авторизации, обеспечение ГОСТовских алгоритмов шифрования и средств криптографии. Это потребовало выработки новых подходов к описанию ресурсов, замены ролевой модели безопасности на управление доступом на основе заявок, а также разработки общих компонентов и подходов по реализации механизмов аутентификации и авторизации.

Для реализации геоинформационной подсистемы была выбрана платформа ArcGIS, разрабатываемая компанией Esri, являющаяся лидером на рынке геоинформационных систем. ArcGIS представлена полной линейкой программных продуктов, включающей настольные и серверные ГИС, API для работ с различными типами хранилищ данных, пользовательские приложения и т.д.

Однако, несмотря на улучшения от версии к версии, серверная часть платформы, представленная продуктом ArcGIS for Server, предлагает ограниченный набор готовых функций и API для интеграции в инфраструктуру предприятия: все та же ролевая модель предоставления доступа к ресурсам, небольшой набор готовых механизмов аутентификации (например, для платформы Windows это Basic, Digest, Windows и проприетарная, основанная на заявках). Это продиктовало необходимость выработки новых подходов и компонентов:

ограничения доступа пользователей по слою, экстенту, а так же, по типу выполняемого действия (редактирование, чтение);

обеспечение механизма SingleSign-on (SSO), поддержка протокола SAML2p, передача токенов SAML 2.0 в качестве маркера безопасности для REST сервисов;

шифрация и подпись сообщений криптографическими средствами;

разработка механизма взаимодействия и реализация программных компонентов предоставления доступа к картографическим сервисам для различных типов клиентов (ArcGIS API for JavaScript, ArcGIS Runtime SDK for .Net и пр.);

перенос описания прав и глубины доступа из Менеджера ArcGIS for Server во внешнюю

систему;

http://spoisu.ru

528	РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА – 2014

обеспечение возможности встраивать новые механизмы аутентификации и авторизации

(OAuth 2.0, OpenID Connect).

Результаты проведенной работыуспешно внедрены в геоинформационную подсистему, а разработанные подходы применятсяпри реализации вновь создаваемых ИС для органов власти и порталов открытого доступа.

Емельянов А.А.

Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный экономический университет ОБЗОР НЕКОТОРЫХ ГЕОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕРВИСОВ

В настоящее время весьма важной задачей является предоставление сервисов определения географических координат для устройств различного класса. Спектр применения данных технологий весьма широк: от прокладки автомобильных маршрутов - до использования в службах спасения и кризисных центров при локализации пострадавших и оказания им помощи в кратчайшие сроки.

На текущий момент актуальными системами определения пространственных координат являются GPS, A-GPS, ГЛОНАСС, WPS, LBS. Использование данных систем позволяет определить местонахождение устройства (географические координаты) с точностью от нескольких метров до нескольких километров.

После определения координат необходимо отобразить местоположение устройства на карте. Для реализации данной цели используются следующие методы:

1.Векторные карты. Представляют собой большой массив данных, предварительно скопированных на устройство навигации. Преимущества – отсутствие необходимости постоянного подключения к сети Интернет, неограниченная возможность масштабирования без потерь качества изображения, высокая скорость прорисовки объектов. Недостатки – большой объём хранимых данных, ограниченная область покрытия, коммерчески распространяемое ПО. Характерные примеры

–iGo, Navitel, Sygic, СитиГид.

2.Растровые карты. Это точечные изображения, к которым привязана координатная сетка. Динамически подгружаются с удалённых серверов на устройство через сеть Интернет. Преимущества

–исключение предварительной установки существенных объёмов данных, область покрытия – весь земной шар (с различной степенью детализации), наибольшая актуальность данных по точкам пользовательского интереса (POI), бесплатное распространение. Недостатки – необходимость постоянного высокоскоростного подключения к сети Интернет (особенно в случае быстрого перемещения), низкая степень детализации для многих районов вне крупных городов. Примеры – Google.Maps, Яндекс.Карты. Для частичного купирования указанных выше недостатков применяется прямое и упреждающее кэширование – хранение части картографической информации на устройстве, привязанной к посещённым местам, и предварительная загрузка данных о местности с применением прогностических алгоритмов анализа схемы перемещений.

Рациональность применения данных методов в существенной мере зависит от местности, где планируется использовать геонавигационное программно-аппаратное обеспечение. В случае, когда область локализации лежит в пределах крупных городов, одинаково обоснованны оба варианта, и выбор зависит лишь от предпочтений пользователя по интерфейсу конкретного ПО. Если же необходимо строить маршруты и записывать треки перемещений на местности с труднодоступным либо вовсе отсутствующим подключением к сети Интернет (леса, горы), то более разумно применение первого метода, так как для корректного функционирования будет достаточно находиться в зоне открытой видимости для фиксации координат спутниковой группировки GPS или ГЛОНАСС.

Кроме отображения текущего местоположения устройства на карте, современные геонавигационные комплексы позволяют фиксировать пройденный маршрут, использовать теорию графов для прокладки маршрутов, учитывая особенности правил дорожного движения на участке, «пробки» и аварийные ситуации, пожелания пользователя по промежуточным пунктам, и т.д.

На текущий момент большинство современных мобильных устройств (смартфоны/коммуникаторы, планшеты) позволяют реализовывать описанный выше функционал, что существенно увеличивает возможности пользователя при перемещениях.

Иванов В.Г., Бантюков Р.Г, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ НА ПОЛЕВЫХ УЗЛАХ СВЯЗИ ПУНКТОВ УПРАВЛЕНИЯ

Беспроводные сенсорные сети (БСС) могут быть неотъемлемой частью военного управления, связи. Быстрое развертывание, самоорганизации и отказоустойчивость – это характеристики сенсорных сетей, которые делают их перспективным инструментом для решения задач в военной области.

http://spoisu.ru

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ	529

Использования БСС в системе военной связи вооруженных сил, по сравнению с проводнымидает ряд преимуществ, к примеру:

масштабируемость сетей с плотным размещением узлов в пространстве (от десятков до тысяч устройств);

отсутствие необходимости в прокладке кабелей связи и передачи данных;

низкая стоимость комплектующих, монтажа, пуско-наладки и технического обслуживания

системы;

возможность самонастройки и самовосстановления сети;

быстрота и упрощенность развертывания сети;

надежность всей системы в целом при выходе из строя отдельных узлов или компонентов;

возможность внедрения и модификации сети на любом объекте без вмешательства в процесс функционирования самого объекта;

возможность быстрого и при необходимости скрытного монтажа всей системы в целом.

К основным технологиям БСС относятся:

Технология Zigbee обеспечивает невысокое потребление энергии и передачу данных на частоте 2.4 ГГц со скоростью до 250 Кб/с, на расстояние до 75 метров.СетиZigbee используются как для коммутации отдельных устройств,так и для организации сложных сетей по автоматизации управления домом и офисом.

WirelessHART – протокол передачи данных по беспроводной линии связи, предназначен для передачи данных в виде HART сообщений в беспроводной среде.WirelessHART обеспечивает передачу данных со скоростью до 250 кбит/сна расстояние до 200 м при частоте передачи данных в диапазоне 2.4 ГГц.

One-Net – открытый протокол для организации беспроводных сенсорных сетей и сетей автоматизации зданий и распределенных объектов. Передача данных обеспечивается на расстояния до 100 метрах в помещении и до 500 метрах на открытых пространствах при скорости передачи данных 28.4 – 230 Кбит/с.

RuBee – локальная беспроводная сеть, которая, в основном, используется как сеть датчиков. Для передачи данных в RuBee используются магнитные волны, и передача осуществляется на частоте 131 КГц, что обеспечивает скорость 1200 бот в секунду на расстояниях от 1 до 30 метров.

Развертывание беспроводных сенсорных сетей осуществляется по различным топологиям построения вычислительных сетей.

Топология “Все-Со-Всеми”. В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радиоадаптеров,снабжённых всенаправленными антеннамии использующих в качестве среды передачи информации радиоволны.Такая сеть реализуется топологией “Все-Со-Всеми” и работоспособна в здании при дальности 50–200 м.

Топологиятипа "звезда".Если в сеть нужно объединить несколько сегментов ЛВС, то используетсятопология типа “звезда”. При этом в центральномузле устанавливается всенаправленная антенна, а удалённых узлах — направленные, т.е. типа “тарелка”. Сети звездообразной топологии могут образовывать сети разнообразной конфигурации.

В основу построения организационно-технической структуры существующих УС (при автономных вторичных сетях), в настоящее время, положен принцип объединения средств связи в элементы по их функциональному предназначению в системе связи. Он наиболее полно учитывает особенности функциональных и топологических структур УС.

Структурно полевого УС ПУ объединения состоит из элементов (центров, групп). В зависимости от предназначения и задач, возложенных на УС, в его состав могут входить не все элементы, а некоторые из них могут объединяться в один комплексный элемент.Элементы узла связи и аппаратные (станции) внутри элемента соединяются между собой внутриузловыми соединительными кабелями.

Применение БССвзамен (частичной замены) соединительных кабельных линий на узлах связи пунктах управления,позволит сократить трудозатраты и время на развертывание УС ПУ, сохранив при этом принятую структуру узла связи с учетом требований предъявляемых к УС.При этом стоимость узлов БССиих эксплуатация не дороже соединительных кабельных линий, что доказывает экономическую целесообразность в их применении.Применение БСС позволяет связать аппаратные «все со всеми» при совершении марша, на этапе развертывания, свёртывания УС и в ходе его эксплуатации.

Иванов В.Г., Королев К.В.

Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И

ТЕХНОЛОГИЙ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

Двухмерное изображение не создаст такого полного представления об объекте, как трехмерная модель. Трехмерные программные модули в геоинформационной системе (ГИС)

http://spoisu.ru