Проект КИБЭВС-2502

практико-ориентированный

Поиск, анализ, воспроизведение и документирование практических кейсов моделирования информационных и телекоммуникационных систем с использованием доступных российских сред дискретно-событийного моделирования AnyLogic и Engee.

1. Изучение основ теории массового обслуживания, логико-алгебраических и алгоритмических принципов моделирования систем массового обслуживания.
2. Формирование перечня классических моделей массового обслуживания, используемых в качестве основы при моделировании информационных и телекоммуникационных систем, определение их характеристик и границ применимости.
3. Исследование классических моделей массового обслуживания в средах Engee, AnyLogic и с применением языков программирования общего назначения, подготовка соответствующих руководств пользователя.
4. Поиск задач исследования информационных и телекоммуникационных систем в научно-технической литературе, сводящихся к адаптации и применению рассмотренных классических моделей массового обслуживания.
5. Проработка простых кейсов моделирования с целью оценки качества и производительности информационных и телекоммуникационных систем в различных конфигурациях и условиях среды с применением AnyLogic и Engee.
6. Подготовка руководств пользователя по применению AnyLogic, Engee и языков программирования общего назначения для дискретно-событийного моделирования информационных и телекоммуникационных систем.
7. Адаптация разработанных моделей для решения научных и прикладных задач в интересах реализации проектов ЦК НТИ «Технологии доверенного взаимодействия».
8. Подготовка на основе руководств пользователя комплекта учебно-методических материалов для ряда профильных дисциплин, реализуемых на кафедре КИБЭВС.

Каф. КИБЭВС ТУСУРа в части совершенствование учебного процесса, за счёт использования проработанных практических кейсов и доступного в России программного обеспечения (в том числе с сертификатом Минцифры).

ЦК НТИ «Технологии доверенного взаимодействия» в части использования отдельных результатов проекта, в частности библиотек и алгоритмов, для моделирования надёжности и пропускной способности информационных сервисов и каналов связи.

Ассигнования не требуются.

Не предусмотрено.

Профессиональная деятельность специалистов в сфере информационной безопасности информационно-коммуникационных систем связана с необходимостью оценки эксплуатационных характеристик и уровня защищённости этих систем уже на этапе проектирования. Одним из эффективных подходов к решению этой задачи является дискретно-событийное имитационное моделирование организационных и технических систем, формализуемое с помощью логико-алгебраического или теоретико-множественного описания процессов, протекающих в этих системах. Создание таких моделей, а также проведение симуляций с их использованием представляют собой важные практические навыки. Их освоение требует как базового понимания математического аппарата (например, теории массового обслуживания), так и владения специализированными программными средствами. Эффективное применение методов и инструментов дискретно-событийного моделирования для оценки производительности и надёжности информационно-телекоммуникационных систем в научно-технических проектах требует компетенций, программных наработок и информационного обеспечения. На создание всего перечисленного направлен предлагаемый проект.

Проект не является научным исследованием в строгом смысле и направлен, прежде всего, на разбор и воспроизведение типовых кейсов дискретно-событийного моделирования, а также на определение границ применимости таких кейсов в реальных практических задачах. Тем не менее, в рамках проекта предлагается альтернативный подход к изложению и интерпретации концепции моделей массового обслуживания. В отличие от традиционного подхода, основанного на строгом математическом формализме и графовых представлениях марковских процессов, предлагается алгоритмическое описание, использующее примитивы, отражающие логику функционирования моделируемых систем. Такой подход способствует лучшему практическому пониманию процессов, подлежащих моделированию, и может быть полезен в образовательных и проектных целях.

Результаты проекта ориентированы на практическое применение в учебной и проектной деятельности, связанной с моделированием информационных и телекоммуникационных систем. Разработанные примитивы, библиотеки и кейсы позволят расширить инструментарий моделирования, используемый в проектах Центра компетенций НТИ «Технологии доверенного взаимодействия» и на кафедре КИБЭВС. Проект способствует формированию прикладных навыков работы с российскими программными средствами AnyLogic и Engee, а также развитию компетенций в области оценки надёжности и пропускной способности систем связи и сервисов. Материалы проекта могут быть использованы при подготовке проектной отчётности, учебно-методических пособий, квалификационных и научных работ.

1. Библиотеки компонентов адаптированных моделей массового обслуживания, реализованные в средах AnyLogic, Engee и с использованием языков программирования общего назначения, предназначенные для моделирования производительности и надёжности информационных и телекоммуникационных систем.
2. Комплект пользовательских руководств по применению разработанных моделей и программных средств моделирования для решения прикладных и научных задач, в том числе в интересах Центра компетенций НТИ «Технологии доверенного взаимодействия» и его индустриальных партнёров, включая компанию «Инфотекс».
3. Набор кейсов дискретно-событийного моделирования, воспроизводящих задачи из научно-технической литературы и соотносящихся с текущими проектами ИСИБа (моделирование квантовых сетей, беспилотных систем, объектов критической информационной инфраструктуры).
4. Учебно-методические материалы, интегрируемые в образовательный процесс кафедры КИБЭВС, включая материалы для лабораторных, курсовых и выпускных квалификационных работ по направлениям моделирования и информационной безопасности.

Реализация проекта может занять до двух с половиной лет в зависимости от сложности задач, возникающих в рамках проектов Института системной интеграции и безопасности, таких как моделирование пропускной способности сегментов квантовой сети, производительности протоколов беспроводной связи в беспилотных системах и анализ живучести объектов критической инфраструктуры. Детализация задач потребует обзора научной литературы и значительных изменений в типовых моделях массового обслуживания. Адаптация моделей для проектной отчётности может потребовать альтернативных инструментов для их реализации из-за ограничений академических лицензий, которыми владеет университет.

Целевая аудитория проекта включает сотрудников Центра компетенций НТИ «Технологии доверенного взаимодействия» и кафедры КИБЭВС, а также специалистов, участвующих в реализации научно-технических проектов в интересах индустриальных партнёров университета, включая компанию «Инфотекс». Результаты настоящего проекта будут полезны при выполнении таких проектов, как создание квантовой сети Большого университета Томска и «Квант-БАС», сочетающий инфраструктуру квантового распределения ключей с алгоритмами постквантовой криптографии для управления беспилотными летательными аппаратами. Помимо прикладных целей, проект имеет и учебное значение — его результаты могут быть использованы в образовательном процессе, а также при подготовке курсовых, выпускных квалификационных и научных работ в области моделирования и информационной безопасности.