Важнейшие результаты

  • Основные научные результаты за 2016 год

    • Разработаны методы, модели, алгоритмы и программные средства для визуализации неформализованных данных, отличающиеся от существующих использованием иерархической компонентно-ориентированной архитектуры, развитыми библиотеками моделей визуализации, универсальными интерфейсами для импорта исходных данных и для экспорта результатов визуализации во внешние системы, обеспечивающие высокую эффективность процессов мониторинга и управления информационной безопасностью.
      Получен в рамках проекта Минобрнауки России, программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Котенко И.В.  д.т.н., проф., Саенко И.Б.
      (Модели управления информационной безопасностью (кибербезопасность) в телекоммуникационных и социальных сетевых структурах)

    • Разработаны модели основных элементов систем поддержки инфомобильности пользователей, а именно: (1) модель организации системы на основе архитектуры «классная доска» и онтологического представления знаний; (2) онтологическая модель контекста решаемой задачи, в которой методы реализованы как вычислительные сервисы; (3) онтологическая модель контекста пользователя, состоящая из информации, предоставляемой самим пользователем (его профиля) и автоматически собранной информации об его окружении; (4) онтологические модели сервисов вышеуказанной системы.д.т.н. Смирнов А.В., к.т.н. Кашевник А.М.
      (Разработка методов анализа, моделирования и синтеза систем управления, базирующихся на фундаментальных знаниях для слабоструктурированных ситуаций)

    • Предложена архитектура многомодальной информационно-навигационной облачной системы для корпоративного киберфизического интеллектуального пространства, включающая множество взаимосвязанных сервисов аутентификации пользователей, корпоративного телевидения, навигации посетителей, видеоконференцсвязи, обработки сенсорной информации и функционирующая согласно сценариям взаимодействия с пользователями и обеспечения безопасности на предприятии за счет интеграции разнородных компонент инфраструктуры организации (информационные экраны, турникеты, камеры видеонаблюдения и другие бесконтактные сенсоры, сетевые и вычислительные ресурсы). Ватаманюк И.В., Левоневский Д.К., д.т.н. Ронжин А.Л. (Методы исследования сенсоров, мониторинга и управления для биологических систем и человека как объекта управления)

    • Предложена технология обработки больших данных (Big data) для решения задач обнаружения закономерностей, машинного обучения, построения моделей оценивания, прогнозирования и принятия решений на конечном множестве альтернатив. Технология включает в себя адаптивную грануляцию данных, управляемую от задачи, полуавтоматическое построение семантической мета-модели и структуры данных (онтологии данных), ориентированной на решение конкретной задачи, обнаружение причинных зависимостей в данных и оптимизацию итоговой причинной модели принятия решений. Все алгоритмы отличаются высокой вычислительной эффективностью и устойчивостью при работе с гетерогенными данными (включая тексты на естественном языке) большого объема и размерности. Разработана программная библиотека в среде программирования Java, реализующая все перечисленные компоненты технологии обработки больших данных. Комплекс разработанных алгоритмов и реализующее их программное обеспечение тщательно исследованы экспериментально на реальных наборах больших данных. Д.т.н. Городецкий В.И., к.т.н. Тушканова О.Н.
       (Создание новых методов консолидации и интеграции различных видов данных)

    •  Разработаны методы, модели, алгоритмы и экспериментальной образец программного обеспечения для агрегации, нормализации и анализа больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных для мониторинга и управления безопасностью сетей «Интернет вещей», базирующиеся на технологии параллельной потоковой обработки, отличающиеся применением генетических алгоритмов для балансировки нагрузки, обеспечивающие высокую масштабируемость, достоверность, производительность и устойчивость обработки данных и ориентированные на использование в широком спектре информационных инфраструктур, построенных на концепции «Интернет вещей». Котенко И.В.  д.т.н., проф., Саенко И.Б. (Разработка научно-методологических основ информатизации общества, направленных на обеспечение национальной безопасности Российской Федерации)

    • Проведён сравнительный анализ состояния и практики национального законодательства государств – членов ОДКБ в сфере защиты государственной тайны (государственных секретов). Раскрываются основные положения правового регулирования обеспечения международной информационной безопасности на пространстве СНГ и ОДКБ. Разработан проект Модельного закона ОДКБ «О государственной тайне», который является своеобразным «мостом» между нормами международного и национального права, способствующим внедрение в национальную нормативную систему принципы и нормы международного права, переводя их в нормативно-концентрированном виде в национальные законодательные акты. К.т.н. Вус М.А.,член-корреспондент РАН Юсупов Р.М. (Разработка научно-методологических основ информатизации общества, направленных на обеспечение национальной безопасности Российской Федерации)

    • Разработана методология и интеллектуальная технология создания и применения унифицированной программной платформы (УПП) и соответствующей распределенной многофункциональной системы поддержки принятия решений (СППР) при управлении объектами военно-государственного управления на стратегическом, оперативно-тактическом и оперативном уровнях. Технология основана на комбинированных логико-динамических моделях, методах и алгоритмах проактивного (опережающего) мониторинга и управления, позволяющих осуществлять в реальном масштабе времени обработку сверхбольших объемов поступающей измерительной информации о состоянии сил и средств при наличии в ней некорректных, неточных и противоречивых данных, выработку своевременных и обоснованных управляющих воздействий. Данная разработка получила одобрение руководства Генерального Штаба МО РФ при проведении командно-штабных учений «Кавказ», «Восток», «Щит Союза».
      Соколов Б.В. Зеленцов В.А. (Разработка методов интеллектуального анализа данных для решения задач предсказательного моделирования и оптимизации).

    • Разработаны и исследованы нейросетевые гибридные акустические модели для систем автоматического распознавания речи, в которых глубокие нейронные сети (DNN) используются для получения апостериорных вероятностей скрытых марковских моделей, при этом исследовано применение нейронных сетей с различным числом скрытых слоев и числом элементов в скрытом слое, а также различными активационными функциями. Разработанные модели были внедрены в систему автоматического распознавания русской речи со сверхбольшим (более 150 тыс. словоформ) словарем. Применение гибридных моделей позволило уменьшить ошибку распознавания слов на 20% (в относительных значениях) по отношению к распознаванию с базовыми акустическими моделями, построенными с использованием смесей гауссовских распределений д.т.н. Карпов А.А. к.т.н. Кипяткова И.С (Лингвистические методы и модели обеспечения когнитивной интероперабельности в процессе экспертной деятельности)

    • Разработана онтологическая модель для самоорганизации группы мобильных роботов на основе механизма публикации / подписки, состоящая из онтологий роботов и онтологии задачи, опубликованных в интеллектуальном пространстве (ИП). Онтология робота описывает его компетенции и ограничения, при которых он может выполнять свои действия. При публикации задачи производится сопоставление её онтологии с онтологиями роботов. Роботы, онтологии которых сопоставились с онтологией задачи, выполняют свои части задачи и публикуют в ИП информацию о результатах их выполнения. При удовлетворении ограничений, входящих в шаблоны подписок роботов в ИП, последние приступают к выполнению своих частей задачи. Такая последовательность действий повторяется до завершения выполнения задачи. д.т.н. проф. А.В. Смирнов, к.т.н. А.М. Кашевник (Алгоритмы управления группами мобильных роботов)

    • Созданы научные основы применения метода структурного резонанса (СР) для решения фундаментальной задачи раскрытия закономерностей строения химических структур и взаимосвязей «структура-активность» (SAR). Уникальные возможности метода СР находить в многомерных данных сильные и сложные логические ассоциации, а также способность анализировать большие данные (Big Data) позволяют по-новому использовать известные системы дескрипторов химических соединений, оперировать новыми системами дескрипторов и создавать высокоточные модели SAR. Показано, что по сравнению с конкурирующими решениями метод СР обеспечивает более высокую точность, производительность, а также интерпретируемость результатов, позволяющую осуществлять направленный дизайн фармацевтических препаратов. д.т.н. В.А. Дюк (Мониторинг психосоматического статуса человека)

    • Предложен программно-определяемый способ удаленного мониторинга пилотируемого летательного аппарата (ЛА) в режиме реального времени. Новизна состоит в динамической организации программно-определяемого канала связи с ЛА на базе коммуникационных сетей общего пользования. Значимость состоит в повышении эффективности использования радиоканала и обеспечении поддержки унаследованных технологий переходного периода, что позволяет осуществлять мониторинг и локализацию ЛА в реальном времени. При этом технические ограничения на количество подвергаемых одновременному мониторингу ЛА в большинстве случаев снимаются. Кулешов С.В., Зайцева А.А., Аксенов А.Ю. (Построение системы онтологического мониторинга интернет-ресурсов).

    • Предложены подходы к созданию программно-реконфигурируемых телекоммуникационных систем с использованием концепции активных данных. Новизна состоит в программной реконфигурации форматов при применении концепции активных данных и использовании принципа вложенных контейнеров в конфигурируемом формате. Значимость состоит в обеспечении доступа к телекоммуникационным сервисам в точках, где отсутствует покрытие сотовых сетей общего пользования, а использование специальных радиосредств или спутниковых систем нецелесообразно, или при динамическом развертывании специализированных сетей передачи данных из стандартных телекоммуникационных устройств. Кулешов С.В. д.т.н.; Александров В.В. д.т.н., проф.; Зайцева А.А. к.т.н.
      (Теория и методы цифровых технологий когнитивного программирования).

    • Разработаны теоретические основы и практические подходы к созданию программно-определяемых систем в интересах импортозамещения компонентов аппаратного обеспечения путем замены специализированных импортных компонентов их программными реализациями. Новизна состоит в замене специализированных импортных компонентов их программными реализациями. Значимость состоит в разработке программно-определяемых каналов передачи данных (развитие технологии SDR), позволяющих экономить на инфраструктуре специализированных каналов (физической транспортной составляющей) путем программной реализации требуемых свойств, реализованных на базе имеющихся каналов, а также в гибком управлении свойствами таких каналов. д.т.н. В.В. Александров, д.т.н. С.В. Кулешов, член-корреспондент РАН Р.М. Юсупов (Модели и методы адаптивной обработки информации)

    • Разработаны структурная и принципиальная электрическая схема модуля SMARC-AM335x на основе процессора ARM Cortex A8 с частотой до 1000 МГц, оперативной памяти DDR3 объемом до 1024 МБ, энергонезависимой памяти до 8ГБ, поддерживающего внешние интерфейсы периферийных устройств (USB, UART, ADC, GPIO, Ethernet и др.), отличающегося низкой себестоимостью, малыми габаритами (82*50*5 мм), низким энергопотреблением (2-3 Вт); открыто серийного производство модуля для реализации вычислительных модулей обработки сенсорной информации и управления активационными устройствами во встраиваемых системах и мобильных робототехнических комплексах. к.т.н. Дашевский В.П., к.т.н. Будков В.Ю., Ржимский В.Г. (Создание высокопроизводительных сверхнадежных вычислительных систем)

    • Разработан подход к оценке эффективности использования различных комбинаций дисциплин планирования и протоколов доступа к разделяемым информационным ресурсам в многозадачных программных комплексах реального времени. Предусматривается проверка выполнимости приложений на основе анализа многодольных графов, отражающих их структуру. Разработан инструментальный программный комплекс, реализующий предложенный подход. Он позволяет устанавливать выполнимость конкретного программного приложения и получать оценку его эффективности. Комплекс ориентирован на использование разработчиками систем реального времени, работающих в условиях жестких ограничений на используемые ресурсы.  Д.ф.-м.н. Баранов С.Н., д.т.н. Никифоров В.В.
      (Методы построения безопасных информационных систем)

    • Разработан подход к построению социального графа сотрудников организации на основе социальных и структурных данных, извлекаемых из социальных сетей. Проведён анализ методов построения профиля уязвимостей пользователя на основе информации о характеристиках виртуальных сообществ для оценивания параметров реальных связей. Предложены вероятностные графические модели для оценки интенсивности социально-значимого поведения по данным о последовательных эпизодах поведения. Разработанные модели позволяют оценить устойчивость работы информационной системы в условиях компрометации пользователя или группы пользователей социоинженерными атакующими воздействиями злоумышленника. Д.т.н. Тулупьев А.Л. к.ф.-мат. Н. Суворова А.В. (Методы построения безопасных информационных систем на основе надежных с точки зрения информационной безопасности программных и аппаратных средств)

  • Основные научные результаты за 2015 год

    • Разработаны концепция и методология исследования потенциала сложных социо-технических систем (СТС) в условиях рисков. Впервые предложены принципы, модели и методы, обеспечивающие аналитическое оценивание показателей потенциала сложных СТС в условиях рисков и позволяющие вскрывать функциональные зависимости значений этих показателей от характеристик принимаемых решений. Результаты были успешно применены при решении актуальных научных задач по совершенствованию ОПК и при решении других важных государственных задач (Лысенко И.В. Гейда А.С.)

    • Разработана модель злоумышленника, совершающего социо-инженерные атакующие воздействия  на пользователей информационных систем, выделены ее критичные свойства. (Тулупьев А.Л. Суворова А.В.)

    • В интересах обеспечения национальной безопасности Российской Федерации   разработан «Комментарий к модельному закону МПА СНГ «О государственных секретах». Документ принят Постановлением МПА СНГ № 43-16 от  26.11.2015 г. для использования государствами СНГ  (Вус М.А. Юсупов Р.М.)

    • Компьютерная система паралингвистического анализа естественной речи  для автоматического распознавания эмоциональных состояний человека по речи и классификации речевых паралингвистических явлений. Система заняла 1-е место в Международном соревновании в рамках 16-й Международной конференции Interspeech-2015 (Дрезден). (Карпов А.А., Кипяткова И.С., Верходанова В.О)

    • Разработана методология и интеллектуальная технология и программный комплекс (ПК) оперативного прогнозирования наводнений на основе комплексного упреждающего моделирования и интеграции разнородных данных. ПК обеспечивает ежечасными геопривязанными контурами и картой глубин, перечнем объектов, находящихся в зоне  риска прогнозируемого затопления, автоматическим уведомлением заинтересованных лиц и организаций, визуализацией результатов моделирования с использованием разработанного геопортала. (Соколов Б.В., Зеленцов В.А.)

    • Созданы теоретические основы и программно-аппаратное обеспечение технологической платформы разработки и функционирования многомодальных интерфейсов на основе пространственно-временной структуризации данных о пользователях, применении модулей многоканальной обработки аудио- и видеосигналов, отличающиеся направленностью на проектирование и поддержку  информационно-управляющих сервисов и гетерогенных робототехнических комплексов (Ронжин А.Л., Будков В.Ю., Савельев А.И.)

    • Разработана эффективная алгоритмическая поддержка для построения и оптимизации целевых моделей больших данных, которая основана на семантическом анализе понятий – новом подходе, разработанном в  развитие формального анализа понятий, а также использует известные базы данных понятий для построения и оптимизации причинных моделей больших данных для принятия решений. (Городецкий В.И.) 

    • Разработана методология самоорганизации группы мобильных роботов и информационно-вычислительных ресурсов для их совместной работы над задачей в интеллектуальном пространстве, позволяющей организовывать совместный доступ к информации и знаниям роботов / ресурсов такого пространства с использованием технологии управления онтологиями. (Смирнов А.В., Кашевник А.М.)

    • Установлена неизвестная ранее закономерность распределения показателей ситуативной тревожности  у людей, больных злокачественными новообразованиями. (Рудницкий С.Б.)

    • Разработаны методы эффективного представления и хранения пространственных данных, полученных в результате 3D-сканирования физических объектов в рамках расширения методологии когнитивных технологий применительно к аддитивным технологиям  физического уровня инфокоммуникационных процессов. (Александров В.В. Кулешов С.В., Зайцева А.А., Аксенов А.Ю.)

    • Разработан способ скоростного отрицаемого шифрования, отличающийся выполнением критерия вычислительной неотличимости по шифртексту от вероятностного шифрования, перспективный для использования в качестве механизма обеспечения защищенности информации к атакам с принуждением отправителя и получателя сообщений раскрыть ключ шифрования. Способ может быть применен в новых методах аутентификации пользователей, защиты ключевой информации и ориентирования атакующего по ложному пути. (Молдавян Н.А.)

    • Разработаны новые теоретические положения, модели, методы и устройства, реализующие когнитивную аналоговую нейросетевую оперативную обработку разнородной информации с применением мемристоров. Новизна заключается в разработке ассоциативно-пространственной адресации к памяти нейронных сетей. Полученные решения позволяют осуществить прорыв в создании малогабаритных когнитивных аналоговых нейросетевых машин, нового когнитивного вооружения, военной и гражданской техники. Эти машины позволят оперативно решать такие прикладные задачи со сложностью, которую не преодолеть  современнымх СуперЭВМ. Получено 5 патентов на на способы и устройства в 2011-2015 гг. (Осипов В.Ю.) 

    • Теория компьютерного звуковидения подводных объектов в океаническом волноводе. Сущность состоит в формировании в виртуальном пространстве подводной среды распределений интенсивностей акустических полей подводных объектов на основе согласованной со средой обработки принятых акустической антенной сигналов. Новизна определяется разработкой новых методов и алгоритмов расчета акустического поля и решения обратной задачи в подводном волноводе ( Ермолаев В.И., Чиров Д.В.) 

    • Программно-аппаратное обеспечение технологической платформы разработки и функционирования многомодальных интерфейсов на основе пространственно-временной структуризации данных о пользователях, применении модулей многоканальной обработки аудио- и видеосигналов для проектирования и поддержки гетерогенных робототехнических комплексов, ряд из которых успешно апробирован и эксплуатируется в организациях Минпромторговли России (Ронжин А.Л.)

    • Компьютерная система паралингвистического анализа естественной речи для автоматического распознавания эмоциональных состояний человека по речи и классификации речевых паралингвистических явлений (Карпов А.А.)

    • Разработана интеллектуальная информационная технология и распределённая информационная система интегрированной обработки и анализа разнородных наземно-аэрокосмических данных для решения задач мониторинга, многовариантного прогнозирования и проактивного управления природно-технологическими объектами и территориями в динамически изменяющихся условиях. Разработанные технология и информационная система  апробированы в 2014-2015 г. при решении задач управления территориями в городских и сельских муниципальных районах г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Соколов Б.В., . Зеленцов В.А., Потрясаев С.А.)

    • Разработаны устройства, реализующие когнитивную аналоговую нейросетевую оперативную обработку разнородной информации с применением мемристоров.   Полученные решения позволяют создавать малогабаритные когнитивные аналоговых нейросетевые машин, нового когнитивного вооружения, военной и гражданской техники. Эти машины могут оперативно решать  прикладные задачи со сложностью, которую не преодолеть  современным СуперЭВМ. Получено 5 патентов на  способы и устройства в 2011-2015 гг. (Осипов В.Ю.)

  • Основные научные результаты за 2014 год

    • Научно обоснованы и разработаны:  проект «Стратегия обеспечения  информационной безопасности» и трех модельных законодательных актов (для государств – участников СНГ. Документы приняты на 41 пленарном заседании МПА СНГ 28.11.2014 г. ; «Рекомендации по сближению и гармонизации национального законодательства государств – членов ОДКБ в сфере обеспечения информационно - коммуникационной безопасности». Документ принят седьмом пленарном заседании ПА ОДКБ 27.11.2014 г. (Юсупов  Р.М., Вус М.А.)

    • Созданы теоретические основы и программно-аппаратное обеспечение технологической платформы разработки и функционирования многомодальных интерфейсов на основе пространственно-временной структуризации данных о пользователях, применении модулей многоканальной обработки аудио- и видеосигналов, отличающиеся направленностью на проектирование и поддержку многомодальных персонифицированных информационно-управляющих сервисов и гетерогенных робототехнических комплексов. (Ронжин А.Л. )

    • Разработан метод компьютерного звуковидения подводных объектов в океаническом волноводе. Сущность его заключается в оценке распределений интенсивностей акустических полей подводных объектов на основе согласованной со средой обработки принятых акустической антенной сигналов. Новизна состоит в разработке новых алгоритмов расчета акустического поля и решения обратной задачи в подводном волноводе. Метод предназначен для освещения подводной обстановки в гидроакустических системах подводного наблюдения.  (Попович В.В.)

    • Разработана модель и алгоритмическая поддержка технологии построения моделей целевых переменных больших данных. Технология полностью реализована программно, проверена экспериментально и подтвердила свою вычислительную эффективность и работоспособность. (Гордецкий В.И.)

    • Разработан опциальный алгоритм анализа и прогноза поведения облачных приложений, которые используют модели профиля активности и прогнозирования временных рядов. Обнаружение аномальности основывается на данных, поступающих от анализатора. Перспективность метода заключается в возможности обнаружения принципиально новых видов атак.  (Воробьев В.И.)

    • Разработан новый способ построения криптосхем, позволяющая преодолеть трудности одновременного решения задач факторизации и дискретного логарифмирования. Способ обеспечивает расширение арсенала криптографических алгоритмов и протоколов, обладающих повышенным уровнем безопасности. (Молдовян А.А.)

    • Разработаны модели социально-значимого поведения на основе байесовских сетей доверия, которые предлагают новые подходы к обработке данных особого типа (результатов опроса) и обеспечивают поддержку принятия решений в условиях, когда для получения данных невозможно организовать длительное наблюдение. (Тулупьев А.Л.)

    • Созданы алгоритмы и методы препроцессинга электрофизиологических данных, согласованные с математическими методами последующего интеллектуального анализа данных. Проведена модернизация инструментов структурно-лингвистической обработки и анализа электрофизиологических сигналов и разработаны новые методы, использующие конструктивные и статистические связи параметров и фрагментов электрофизиологических сигналов. Что позволяет улучшить оценку функционального состояния пациентов и проводить более глубокий анализ психологических воздействий. (Рудницкий С.Б.)

    • Разработан алгоритм сжатия 3D-данных, отличающийся применением заполняющей пространство кривой для переупорядочивания элементов в облаках точек и не требующий для работы восстановленной поверхности объекта. Определено понятие реплицируемости 3D-модели и определены его свойства. (Александров В.В.)

    • Разработаны модели, методика и программная среда моделирования процессов защиты информационно-телекоммуникационных сетей от инфраструктурных атак, отличающиеся от существующих использованием иерархической компонентно-ориентированной архитектуры и развитыми библиотеками атак и механизмов защиты. Данные результаты важны для исследования работы различных видов вредоносного программного обеспечения, поиска оптимальных конфигураций механизмов противодействия, а также оценки эффективности их функционирования. (Котенко И.В.)