Інформаційна технологія інтелектуального управління маршрутизацією в сенсорних мережах варіативної топології за умов обмежень і невизначеностей

Abstract

Семко О.В. Інформаційна технологія інтелектуального управління маршрутизацією в сенсорних мережах варіативної топології за умов обмежень і невизначеностей. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 «Інформаційні технології». – Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України, Київ, 2019. Дисертаційна робота присвячена дослідженню і вирішенню актуальної наукової задачі оптимального управління маршрутизацією потоків даних в сенсорних мережах (СМ) варіативної топології (ВТ), які побудовані на основі сервіс-орієнтованої архітектури (SOA) і функціонують в умовах обмежень та невизначеностей, за рахунок функціонування розподіленої системи інтелектуального управління (СІУ) маршрутизацією. Для рішення зазначеної задачі запропоновано метод інтелектуального управління мережою, що базується на математичній моделі вирішення задачі конфлікту, як задачі дискретної динамічної дискретної оптимізації, що забезпечує децентралізоване управління маршрутизацією в реальному часі за відсутності базових станцій або опорних вузлів. Метою дисертаційної роботи є підвищення швидкодії і стійкості функціонування СІУ маршрутизацією потоків даних (ПД) в конфліктуючих СМ ВТ за умов обмежень, невизначеностей та забезпечення гарантоздатності, а також cтворення інформаційної технології динамічного управління маршрутизацією ПД за рахунок вдосконалення існуючих та розробки нових моделей і методів. В результаті дисертаційного дослідження отримані такі наукові результати: 1. Отримав подальшого розвитку метод опису топології СМ у вигляді графу, математичної моделі і нотації (мови), що дозволило за рахунок застосувння теоретико-множинної моделі (ТММ) опису процесів взаємодії елементів мережі: - визначити методологію побудови СІУ; - визначити можливість синтезу управління топологією мережі, що відрізняється від базових топологічних описів, як то «шина», «зірка» і «кільце»; - сформувати модель опису процесів взаємодії елементів СМ; - визначити множини станів елементів СМ в просторі її функціонування незалежно від лінійності або нелінійності формальних співвідношень, що описують це середовище в системі обмежень, яка є визначальною щодо способу їх поведінки. 2. Отримав подальшого розвитку метод рішення конфліктів при функціонуванні гарантоздатних сервіс-орієнтованих СМ ВТ в умовах обмежень і невизначеностей, що дозволило за рахунок інтегрального формального множинного уявлення простору функціонування: - визначити множину гарантованого значення параметрів управління; - визначити чисельне, а не аналітичне подання моделі рішення задачі оптимального управління маршрутизацією в конфліктуючій мережі; - визначити спосіб синтезу гарантоздатного оптимального управління сервіс-орієнтованою СМ; - визначити формалізовану структуру алгоритму, що спрощує процес рішення конфлікту за умов забезпечення гарантоздатності при функціонуванні сервіс-орієнтованої мережі; - дослідити показники функціонування гарантоздатної сервісорієнтованої СМ ВТ в умовах обмежень і невизначеностей. 3. Розроблено модель динамічної дискретної оптимізації щодо рішення конфлікту при управлінні сервіс-орієнтованою гарантоздатною СМ ВТ в умовах обмежень і невизначеностей, що дозволило за рахунок системноструктурного та системно-функціонального дослідження явища: - дослідити основні взаємозв'язки конфліктуючої сенсорної мережі з середовищем її функціонування; - визначити характер і способи взаємодії елементів і підструктур мережі; - сформувати формальну модель динамічної дискретної оптимізації щодо управління сервіс-орієнтованою сенсорною мережою; - розробити математичну модель забезпечення гарантоздатності при функціонуванні сервіс-орієнтованої сенсорної мережі. Практична цінність роботи полягає в доведенні отриманих наукових результатів до інформаційної технології функціонування розподіленою СІУ маршрутизацією ПД в СМ ВТ. Отримані результати досягнуті завдяки коректному використанню методів досліджень та математичного апарату. Адекватність обраних методів і моделей підтверджується узгодженістю аналітичних досліджень, імітаційного моделювання та експериментальних перевірок, а відповідність висновків витікає зі змісту роботи. Практична цінність роботи підтверджена актами впровадження основних результатів дисертаційного дослідження на підприємствах та організаціях: 1. Проекту «Програма для прогнозування, оцінки готовності та реагування на штучні та природні катастрофи в ENPI Східного регіону EuropeAid/129397/C/SER/Multi» Молдова, Україна, Беларусь, Арменія, Азербайджан, Грузія», схваленого Європейською комісією (Ares(2014)691843). 2. Проекту з доопрацювання складових компонентів інформаційнотелекомунікаційної системи електронної взаємодії органів виконавчої влади (шифр НДР «ДЦІР5-1», державний номер реєстрації 0115U006734). 3. Проекту з розробки вимог до архітектури системи електронної взаємодії державних інформаційних ресурсів (шифр НДР «НП/2-2015», державний номер реєстрації 0115U007171). 4. Проекту з розробки єдиного інформаційного ресурсу звернень громадян до органів державної влади і органів місцевого самоврядування (шифр НДР «НДР-08/12-2015», державний номер реєстрації 0115U007172).