Сплайновый эталон картографированной информативности корреляционно-экстремальной навигации как потенциал кибернетической ситуационной осведомленности

Выдвинута гипотеза о возможности использования сплайнового эталона картографированной информативности корреляционно-экстремальной навигации как потенциал кибернетической осведомленности. Выявлена целесообразность понимания кибернетической осведомленности как онтологического инжиниринга геометрической реализации сплайнового фрагмента картографирования для обеспечения принципа альтернативного позиционирования. Дан прогноз достижимости эффекта предсказуемости местоположения судна в локальной среде недееспособности спутниковых сигналов при практической реализации потенциала ситуационной осведомленности. Обоснована возможность концептуальной устойчивости разработанных алгоритмов злонамеренного виртуального вмешательства за счет уникальной композиции сплайн-функций при оценке уязвимости бортовых компьютеров мостика кибернетической угрозе. Акцентировано внимание на принципиальной невозможности искажения сплайнового эталона информативности для нарушения классического процесса привязки измеренной экспозиции навигационного поля к опорному для обеспечения автономного позиционирования подвижных объектов при любых попытках хакерских атак на целевой математический актив. Выявлена главная причина устойчивости аппроксимационных конструкций, заключающаяся в кусочной архитектуре сплайна, когда локальные нарушения математической композиции не отражаются на общей задаче формирования реалистичной навигационной изоповерхности как графической структуры семантического моделирования. Апробированы предложения эффективной обработки информации в качестве атрибутов кибернетической осведомленности на примере компьютерной визуализации измерительных полей батиметрии и карты магнитных аномалий в виде фрагментов трехмерного спрединга планетарного магнитного поля. Разработанный пакет прикладных программ адаптирован для синтезирования сплайнового эталона картографированной информативности в парадигме кибернетической осведомленности в качестве интеллектуальной поддержки принятия решений судоводителем с целью снижения его психологической когнитивной нагрузки. Предложено использовать потенциал ситуационной осведомленности как математическое обеспечение автоматизированной системы судовождения с искусственным интеллектом в рамках концепции безэкипажного судоходства в стратегическом соответствии с проектом А-Navigation. Определено принципиальное значение положительной оценки кибернетической осведомленности в продвижении практического использования морских автономных надводных судов в современной практике судовождения. 

1. Gaskova D. Cyber Threat Risk Assessment in Energy Based on Cyber Situational Awareness Techniques / D. Gaskova, E. Galperova, A. Massel // Information Systems and Design: Second International Conference, ICID 2021, Virtual Event, September 6–7, 2021, Revised Selected Papers. — Cham: Springer International Publishing, 2022. — Pp. 134–145. DOI: 10.1007/978-3-030-95494-9_11.

2. Insaurralde C. C. Ontologies to Support Space Traffic Management Awareness / C. C. Insaurralde, E. Blash // 2022 IEEE Aerospace Conference (AERO). — IEEE, 2022. — Pp. 1–10. DOI: 10.1109/AERO53065. 2022.9843812.

3. Массель А. Г. Онтологический инжиниринг для разработки интеллектуальной системы анализа угроз и оценки рисков кибербезопасности энергетических объектов / А. Г. Массель, Д. А. Гаськова // Онтология проектирования. — 2019. — Т. 9. — № 2 (32). — С. 225–238. DOI: 10.18287/2223-9537-2019-9-2-225-238.

4. Гаськова Д. А. Методы, модели и комплекс программ анализа киберситуационной осведомленности энергетических объектов: автореф. дис. … канд. техн. наук / Д. А. Гаськова. — Иркутск, 2021. — 24 с.

5. Гаськова Д. А. Методики анализа киберситуационной осведомленности об энергетическом объекте / Д. А. Гаськова, А. Г. Массель // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. — 2021. — Т. 19. — № 2. С. 17–28. DOI: 10.25205/1818-7900-2021-19-2-17-28.

6. Endsley M. R. Situation awareness / M. R. Endsley // Handbook of human factors and ergonomics. — Hoboken: John Wiley & Sons, 2021. — Pp. 434–455. DOI: 10.1002/9781119636113.ch17.

7. Endsley M. R. Situation awareness global assessment technique (SAGAT) / M. R. Endsley // Proceedings of the IEEE 1988 National Aerospace and Electronics Conference. — IEEE, 1988. — Pp. 789–795. DOI: 10.1109/NAECON.1988.195097.

8. Гаськова Д. А. Метод определения уровня киберситуационной осведомленности энергетических объектов / Д. А. Гаськова // Информационные и математические технологии в науке и управлении. — 2020. — № 4 (20). — С. 64–74. DOI: 10.38028/ESI.2020.20.4.006.

9. Blash E. Cyber Awareness Trends in Avionics / E. Blash, R. Sabatini, A. Roy, K. A. Kramer, G. Andrew, G. T. Schmidt, C. C. Insaurralde, G. Fasano // 2019 IEEE/AIAA 38th Digital Avionics Systems Conference (DASC). — IEEE, 2019. — Pp. 1–8. DOI: 10.1109/DASC43569.2019.9081646.

10. Bracken B. Can Situation Awareness Be Measured Physiologically? / B. Bracken, S. Tobyne, A. Winder, N. Shamsi, M. R. Endsley // Advances in Neuroergonomics and Cognitive Engineering: Proceedings of the AHFE 2021 Virtual Conferences on Neuroergonomics and Cognitive Engineering, Industrial Cognitive Ergonomics and Engineering Psychology, and Cognitive Computing and Internet of Things, July 25–29, 2021, USA. — Springer International Publishing, 2021. — Pp. 31–38. DOI: 10.1007/978-3-030-80285-1_4.

11. Gaskova D. A. Modeling scenarios of extreme situations in the energy sector caused by cyber threats / D. A. Gaskova, A. G. Massel // E3S Web of Conferences. — EDP Sciences, 2021. — Vol. 289. — Pp. 03005. DOI: 10.1051/e3sconf/202128903005.

12. Chiou E. K. Towards Human-Robot Teaming: Tradeoffs of Explanation-Based Communication Strategies in a Virtual Search and Rescue Task / E. K. Chiou, M. Demir, V. Buchanan, C. C. Coral, M. R. Endsley, G. J. Lematta, N. J. Cooke, N. J. McNeese // International Journal of Social Robotics. — 2022. — Vol. 14. — Pp. 1117–1136. DOI: 10.1007/s12369-021-00834-1.

13. Ююкин И. В. Кибернетическая безопасность альтернативной автономной навигации с позиций сплайновой технологии / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 346–364. DOI: 10.21821/2309-5180-2022- 14-3-346-364.

14. Insaurralde C. C. Ontology-Based Situation Awareness for Air and Space Traffic Management / C. C. Insaurralde, E. Blash, R. Sabatini // 2022 IEEE/AIAA 41st Digital Avionics Systems Conference (DASC). — IEEE, 2022. — Pp. 1–8. DOI: 10.1109/DASC55683.2022.9925810.

15. Ююкин И. В. Навигационное использование e-Loran в модификации с методом сплайн-функций / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2020. — Т. 12. — № 4. — С. 703–715. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-4-703-715.

16. Blash E. Space Track Ontology elements for Space Domain Awareness / E. Blash, G. Chen, D. Shen, C. C. Insaurralde, K. Pham // Sensors and Systems for Space Applications XV. — SPIE, 2022. — Vol. 12121 — Pp. 98–107. DOI: 10.1117/12.2619580.

17. Ююкин И. В. Сплайновое синтезирование картографированного эталона информативности поля в задаче корреляционно-экстремальной навигации / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 25–39. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-1-25-39.

18. Endsley M. R. The Divergence of Objective and Subjective Situation Awareness: A Meta-Analysis / M. R. Endsley // Journal of cognitive engineering and decision making. — 2020. — Vol. 14. — Is. 1. — Pp. 34–53. DOI: 10.1177/1555343419874248.

19. Endsley M. R. A Systematic Review and Meta-Analysis of Direct Objective Measures of Situation Awareness: A Comparison of SAGAT and SPAM / M. R. Endsley // Human Factors. — 2021. — Vol. 63. — Is. 1. — Pp. 124–150. DOI: 10.1177/0018720819875376.

20. Gaskova D. Intelligent System for Risk Identification of Cybersecurity Violations in Energy Facility / D. Gaskova, A. Massel // 2018 3rd Russian-Pacific Conference on Computer Technology and Applications (RPC). — IEEE, 2018. — Pp. 1–5. DOI: 10.1109/RPC.2018.8482229.

21. Гаськова Д. А. Технология анализа киберугроз и оценка рисков нарушения кибербезопасности критической инфраструктуры / Д. А. Гаськова, А. Г. Массель // Вопросы кибербезопасности. — 2019. — № 2 (30). — С. 42–49. DOI: 10.21681/2311-3456-2019-2-42-49.

22. Ююкин И. В. Сплайн-интерполяция навигационных изолиний / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 6. — С. 1026–1036. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-1026-1036.

23. Ююкин И. В. Сплайновая модель оперирования гридированными данными как принцип электронного картографирования топографии морского дна / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 5. — С. 656– 675. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-5-656-675.

24. Ююкин И. В. Применение сплайновых интерполирующих функций в парадигме универсального стандарта обмена цифровыми гидрографическими данными / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 6. — С. 875–890. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-6-875-890.

25. Canciani A. J. Magnetic Navigation on an F 16 Aircraft Using Online Calibration / A. J. Canciani // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System. — 2022. — Vol. 58. — Is. 1. — Pp. 420–434. DOI: 10.1109/ TAES.2021.3101567.

26. Ююкин И. В. Перспективная магнитная навигация с использованием метода сплайн-функций для оптимального формирования эталона картографирования / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 4. — С. 519–534. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-4-519-534.

27. Song R. Constructed Knowledge Maps for Situation Awareness of Maritime Autonomous Surface Ships / R. Song, E. Papadimitriou, R. R. Negenborn, P. van Gelder // Proceedings of the International Ship Control Systems Symposium. — 2022. — Vol. 16. — Pp. 21. DOI: 10.24868/10722.

28. Sui Z. Marine traffic profile for enhancing situational awareness based on complex network theory / Z. Sui, Y. Huang, Y. Wen, C. Zhou, X. Huang // Ocean Engineering. — 2021. — Vol. 241. — Pp. 110049. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2021.110049.

29. Zagar D. Human Factor in Navigation Overview of Cognitive Load Measurement during Simulated Navigational Tasks / D. Zagar, M. Svetina, A. Kosir, F. Dimc // Journal of Marine Science and Engineering. — 2020. — Vol. 8. — Is. 10. — Pp. 775. DOI: 10.3390/jmse8100775.

30. Song R. Semantic Modeling of Ship Behavior in Cognitive Space / R. Song, Y. Wen, W. Tao, Q. Zhang, E. Papadimitriou, P. van Gelder // Journal of Marine Science and Engineering. — 2022. — Vol. 10. — Is. 10. — Pp. 1347. DOI: 10.3390/jmse10101347.