Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2018, № 10 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

Прогнозирование помехоустойчивости вычислительной техники при электромагнитных воздействиях через металлоконструкции здания

R.M. Gizatullin1, A.A. Mukhammadiev1, E.S. Konstantinov1, E.A. Khuziiakhmetova1

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д.10, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2018.10.12 UDC 621.391.825; 004.056 EDN MHFNBB

Abstract

An important problem of protecting information in computers is the problem of distortion, blocking or loss of information when exposed to intentional electromagnetic interference. The intentional electromagnetic impacts through the metal structures of the building one of the main ways of effects on the functioning of computers. Elements of metal structures of the building - fittings, metal pipes of hot and cold water, heating, lightning conductors and others. The study of electromagnetic effects through metal structures of buildings through full-scale tests is associated with difficulties in the manufacture of electromagnetic field simulators in real scale. For physical modeling, at present, there are no regulated techniques. Therefore, for the case of physical testing of relatively small computers, it is recommended to use alternative methods. The task of modeling electromagnetic interference in computers using an alternative method under the influence of continuous and pulsed currents on the elements of the metal structure of a building is discussed in the article. Methods for predicting the noise immunity of computers under the influence of simulated electromagnetic interference are proposed.

  • защита информации
  • преднамеренная электромагнитная помеха
  • вычислительная техника
  • металлоконструкция здания
  • моделирование
  • прогнозирование
  • information security
  • intentional electromagnetic interference
  • computer
  • metal structure of the building
  • modeling
  • forecasting
Аннотация (на русском)

Прогнозирование помехоустойчивости вычислительной техники при электромагнитных воздействиях через металлоконструкции здания

Важной частью проблемы защиты информации в вычислительной технике является задача искажения, блокирования или потери информации при воздействии преднамеренных электромагнитных помех. Одним из основных путей преднамеренного электромагнитного воздействия на функционирование вычислительной техники являются элементы металлоконструкции здания, внутри которых они эксплуатируются. Элементы металлоконструкции здания - арматура, металлические трубопроводы горячей и холодной воды, отопления, проводники молниеотводов и другие. Исследование электромагнитных воздействий через металлоконструкции зданий путем полномасштабных натурных испытаний связано с трудностями с изготовлением имитаторов электромагнитного поля в реальном масштабе. Для физического моделирования, в настоящее время, отсутствуют регламентированные методики. Поэтому, для случая физических испытаний относительно небольших вычислительных средств рекомендуется использовать альтернативные методы. В работе проводится моделирование электромагнитных помех в линиях связи вычислительной техники при воздействии непрерывных и импульсных токов на элементы металлоконструкции здания альтернативным методом. Предложены методы для прогнозирования помехоустойчивости вычислительной техники при воздействии моделируемых электромагнитных помех.

For citation

Gizatullin R.M., Mukhammadiev A.A., Konstantinov E.S., Khuziiakhmetova E.A. Прогнозирование помехоустойчивости вычислительной техники при электромагнитных воздействиях через металлоконструкции здания // Journal of Radio Electronics. – 2018. – No. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.10.12

References

  1. ГОСТ Р 51317.1.5-2009 Совместимость технических средств электромагнитная. Воздействия электромагнитные большой мощности на системы гражданского назначения. - М.: Стандартинформ, 2009. - 40 с.
  2. ГОСТ Р 51275 - 2007 Защита информации. Объект информатизации. Факторы, воздействующие на информацию. Общие положение. - М.: Стандартинформ, 2007. - 10 с.
  3. ГОСТ Р 52863-2007 Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Испытания на устойчивость к преднамеренным силовым электромагнитным воздействиям. Общие положения. - М.: Стандартинформ, 2008. - 34 с.
  4. ГОСТ Р 56115-2014. Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства защиты от преднамеренных силовых электромагнитных воздействий. - М.: Стандартинформ, 2015. - 46 с.
  5. Гизатуллин З.М, Нуриев М.Г., Гизатуллин Р.М. Физическое моделирование электромагнитных помех при электромагнитном воздействии на макрообъекты // Журнал радиоэлектроники. - 2015. - №6. - Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/jun15/1/text.pdf
  6. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Нуриев М.Г. Методика физического моделирования воздействия разряда молнии на летательные аппараты // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2016. - №2. - С. 3-6.
  7. Нуриев М.Г., Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М. Физическое моделирование электромагнитных помех в беспилотном летательном аппарате при воздействии высоковольтной линии электропередачи // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2017. - №2. - С. 119-125.
  8. Gizatullin Z.M., Nuriev M.G., Shleimovich M.P. Physical Modeling of Electromagnetic Interference in Unmanned Aerial Vehicle under Action of Indirect Lightning Strike // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics): Proc. of 11th International Scientific and Technical Conference, Nov. 14-16, Omsk, Russia, 2017. P. 1-4.
  9. Нуриев М.Г., Гизатуллин З.М. Физическое моделирование преднамеренного электромагнитного воздействия на вычислительную технику через металлоконструкции здания // Информация и безопасность. - 2017. - №3. - С. 456-459.
  10. Гизатуллин З.М., Нуриев М.Г., Гизатуллин Р.М. Физическое моделирование помехоустойчивости электронных средств при электромагнитном воздействии индустриальных макроисточников // Радиотехника и электроника. - 2018. - №1. - С. 97-102.
  11. Кечиев Л.Н., Пожидаев Е.Д. Защита электронных средств от воздействия статического электричества. - М.: Издательский дом «Технологии», 2005. - 352 с.
  12. Гизатуллин З.М. Электромагнитная совместимость электронно-вычислительных средств при воздействии электростатического разряда // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2009. - №1-2. -С. 104-112.
  13. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М. Экспериментальные исследования помехоустойчивости персонального компьютера при импульсном разряде статического электричества // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2011. - №3. - С. 78-83.
  14. ГОСТ Р 51317.4.4-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 2000.-28 с.
  15. ГОСТ Р 50648-94. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты»: - М.: Изд-во стандартов, 1994. - 29 с.
  16. ГОСТ Р 50649-94. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к импульсному магнитному полю»: - М.: Изд-во стандартов, 1994. - 15 с.
  17. Кравченко В.И., Болотов Е.А., Летунова Н.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987. - 256 с.
  18. Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры. М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. - 616 с.
  19. Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Повреждения интегральных микросхем в полях радиоизлучения // Журнал радиоэлектроники. - 2013. - №6. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/jun13/15/text.pdf
  20. Здухов Л.Н., Исаев А.П., Парфёнов Ю.В., Титов Б.А. Методика оценки вероятности сбоев цифровых устройств при воздействии сверхкоротких электромагнитных импульсов // Журнал радиоэлектроники. - 2011. - №5. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/may11/1/text.pdf
  21. Henry O.W. Electromagnetic Compatibility Engineering. - New Jersey: John Wiley & Sons, 2009. 872 p.
  22. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Назметдинов Ф.Р., Набиев И.И. Повышение помехоустойчивости электронных средств при электромагнитных воздействиях по сети электропитания // Журнал радиоэлектроники. - 2015. - №6. - Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/jun15/14/text.pdf
  23. Газизов А.Т., Заболоцкий А.М., Газизов Т.Р. Разложение сверхкороткого импульса в структурах с лицевой связью // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2017. - №3. - С. 70-75.
  24. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Зиатдинов И.Н., Шарафутдинов И.И. Помехоустойчивость средств вычислительной техники при динамических изменениях напряжения сети электропитания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2013. - №1-2. - C. 105-115.
  25. Гизатуллин З.М. Повышение эффективности экранирования металлических корпусов электронных средств // Технологии электромагнитной совместимости. - 2010. - № 3. - С. 37-43.
  26. Гизатуллин З.М. Снижение электромагнитных помех в межсоединениях многослойных печатных плат // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2012. - №2. - С. 199-205.
  27. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Зиатдинов И.Н. Моделирование электромагнитного воздействия на электронные средства по сети электропитания здания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2014. - №7-8. - С. 104-110.
  28. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Нуриев М.Г., Назметдинов Ф.Р. Снижение электромагнитных помех и защита информации в вычислительной технике с помощью экранирующих стекол // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2017. - №3. - С. 46-57.
  29. Шлеймович М.П., Ляшева С.А., Кирпичников А.П. Вычисление признаков изображений на основе вейвлет-преобразования // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. -№18. - С. 223-228.