moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2023.40.1.002 1289 Обеспечение целостности телеметрической информации о состоянии сложного технического объекта Ensuring the integrity of telemetric information on the state of a complex technical object Фрид Аркадий Исаакович Frid Arkady Isaakovich frid46@mail.ru aff-1 0000-0001-5857-2413 Вульфин Алексей Михайлович Vulfin Alexey Mikhailovich vulfin.alexey@gmail.com aff-2 Гузаиров Мурат Бакеевич Guzairov Murat Bakeevich guzairov@ugatu.su aff-3 Берхольц Виктория Викторовна Berkholts Victoria Viktorovna torina4@yandex.ru aff-4 Уфимский университет науки и технологий Ufa University of Science and Technology Уфимский университет науки и технологий Ufa University of Science and Technology Уфимский университет науки и технологий Ufa University of Science and Technology Уфимский университет науки и технологий Ufa University of Science and Technology 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2023.40.1.002 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения защищенности передаваемой на предприятие-изготовитель телеметрической информации, позволяющей анализировать состояние бортовых подсистем, возникающие сбои и неисправности, а также обнаруживать возможные воздействия злоумышленника. На основе алгоритмов предиктивной аналитики телеметрической информации могут быть выявлены неисправности и предотказные состояния бортовых подсистем и системы автоматического управления газотурбинным двигателем летательного аппарата. Оперативный сбор и анализ телеметрии позволяет специалистам наземных технических служб планировать ремонтные и профилактические мероприятия. Накапливаемая в течение длительного периода телеметрия позволяет непрерывно адаптировать цифровые модели подсистем, блоков и модулей летательного аппарата, с использованием которых возможна значимая поддержка принятия решений в случае технического сбоя. В связи с этим, целью работы является повышение вероятности выявления несанкционированной модификации передаваемых данных телеметрии о состоянии сложного технического объекта – системы автоматического управления газотурбинным двигателем. Основным методом исследования данной проблемы является интеллектуальный анализ многомерных временных рядов параметров, характеризующих состояние бортовых систем летательного аппарата. В статье разработана структура системы мониторинга целостности телеметрической информации, передаваемой с борта летательного аппарата, основанная на анализе согласованности многомерных временных рядов. Выполняется сравнение телеметрии с борта летательного аппарата и выходов цифровой модели сложного технического изделия. На выходе системы формируется оценка вероятности нарушения целостности переданных на предприятие-изготовитель данных. Материалы статьи представляют практическую ценность для повышения уровня защиты информации при ее передаче с борта летательного аппарата на предприятие-изготовитель.

The relevance of the study is due to the need to improve the security of telemetry information transmitted to the manufacturer, which allows analyzing the state of on-board subsystems, failures and malfunctions, as well as detecting possible intruder impacts. On the basis of algorithms for predictive analytics of telemetric information, malfunctions and pre-failure states of on-board subsystems, and automatic control systems for the gas turbine engine of an aircraft can be detected. Efficient collection and analysis of telemetry helps specialists of ground technical services to plan repair and preventive measures. Telemetry accumulated over a long period makes it possible to continuously adapt digital models of aircraft subsystems, blocks and modules, which can be used to provide significant decision support in the event of a technical failure. In this regard, the purpose of the research is to increase the probability of detecting unauthorized modification of the transmitted telemetry data on the state of a complex technical object – a gas turbine engine automatic control system. The main method for studying this problem is the intellectual analysis of multidimensional time series of parameters characterizing the state of the onboard systems of the aircraft. The article develops the structure of the system for monitoring the integrity of telemetric information transmitted from the aircraft based on the analysis of the consistency of multidimensional time series. A comparison is made between telemetry from the aircraft and the outputs of a digital model of a complex technical product. At the output of the system, the probability estimate of integrity violation of the data transmitted to the manufacturer is formed. The materials of the article are of practical value for increasing the level of information protection when it is being transmitted from the aircraft to the manufacturer.

 телеметрическая информация интеллектуальный анализ многомерные временные ряды ансамбль нейросетевых классификаторов параметры согласованности временных рядов telemetry information intellectual analysis multidimensional time series ensemble of neural network classifiers time series consistency parameters Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 20-08-00668. The reported research was supported by the RFBR grant No. 20-08-00668. References Васильев В.И., Жернаков С.В. Классификация режимов работы ГТД с использованием технологии нейронных сетей. Вестник УГАТУ. 2009;12(1):53–60. Васильев В.И., Жернаков С.В., Муслухов И.И. Бортовые алгоритмы контроля параметров ГТД на основе технологии нейронных сетей. Вестник УГАТУ. 2009;12(1):61–74. Боев Н.М., Шаршавин П.В., Нигруца И.В. Построение систем связи беспилотных летательных аппаратов для передачи информации на большие расстояния. Известия ЮФУ. Технические науки. 2014;3(152):147–158. Гуревич О.С. и др. Беспроводная демонстрационная система управления ГТД. Системы автоматического управления авиационными газотурбинными двигателями: Труды ЦИАМ №1346. 2010:46–58. Bhoopathi Rapolu Internet of aircraft things: an industry set to be transformed. Доступно по: https://aviationweek.com/aerospace/connected-aerospace/internet-aircraft-things-industry-set-be-transformed (дата обращения: 10.12.2022). Hugo Teso Aircraft Hacking. Practical Aero Series. n.runs Professionals. 2013. Доступно по: http://conference.hitb.org/hitbsecconf2013ams/materials/ (дата обращения: 10.12.2022). Bandyopadhyay D., Sen J. Internet of things: Applications and challenges in technology and standardization. Wireless personal communications. 2011;58(1):49–69. Niggemann O. et al. Data-Driven Monitoring of Cyber-Physical Systems Leveraging on Big Data and the Internet-of-Things for Diagnosis and Control. DX. 2015:185–192. Gao W. et al. On SCADA control system command and response injection and intrusion detection. 2010 eCrime Researchers Summit. IEEE. 2010:1–9. Zhang Y. et al. Distributed intrusion detection system in a multi-layer network architecture of smart grids. IEEE Transactions on Smart Grid. 2011;2(4):796–808. Bigham J., Gamez D., Lu N. Safeguarding SCADA systems with anomaly detection. International workshop on mathematical methods, models, and architectures for computer network security. Springer, Berlin, Heidelberg. 2003:171–182. He Q., Blum R.S. Smart grid monitoring for intrusion and fault detection with new locally optimum testing procedures. 2011 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). 2011:3852–3855. Kim M. et al. Design of a steady-state detector for fault detection and diagnosis of a residential air conditioner. International journal of refrigeration. 2008;31(5):790–799. Guzairov M.B. et al. The concept of integrity of telemetric information about the state of an aircraft power plant monitoring. 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). IEEE. 2019:1–6. Фрид А.И., Вульфин А.М., Берхольц В.В. Способ мониторинга целостности телеметрической информации о состоянии двигателя летательного аппарата. Безопасность информационных технологий. 2020;27(4):65–76. Фрид А.И., Вульфин А.М., Берхольц В.В. Патент № 2740544 C1 Российская Федерация, МПК G06F 21/31. Способ и система мониторинга целостности данных: № 2020122967: опубл. 15.01.2021. Frid A.I. et al. Architecture of the security access system for information on the state of automatic control systems of aircraft. Acta Polytechnica Hungarica. 2020;17(8):151–164. Frid A.I., Vulfin A.M., Berkholts V.V. Analysis of the methods of constructing information attack models for the system of telemetric information transmission. Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений (ITIDS'2018). 2018:226–229. Frid A.I. et al. The architecture of the web application for protected access to the informational system of processing critically important information. Computer Science and Information Technologies (CSIT'2017). 2017:16–22. Guzairov M.B. et al. Simulation modelling of the transmission system of the telemetric information on the status of the on-board aircraft status. Data Science. IV International Conference on Information Technology and Nanotechnology. 2018:105–111. Berkholts V.V. et al. The structure of secure system for collection, storage and processing of telemetric information on the state of aircraft subsystems. Industrial 4.0. 2018;3(4):209–212. Гузаиров М.Б. и др. Защищенный доступ к базе данных о состоянии систем автоматического управления (САУ) авиационными ГТД через веб-приложение. Информация и безопасность. 2017;20(3):410–413. Гвишиани А.Д. Нечеткие сравнения и распознавание аномалий на временных рядах. Кибернетика и системный анализ. 2008;44(3):3–18. Ярушкина Н.Г., Афанасьева Т.В., Перфильева И.Г. Интеллектуальный анализ временных рядов: учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ; 2010. 320 с. Armstrong J.S., Collopy F. Error measures for generalizing about forecasting methods: Empirical comparisons. International journal of forecasting. 1992;8(1):69–80. Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. Новосибирск: ИМ СО РАН; 1999. 270 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.