Search academic texts

Registration Number

0820U100038, PhD dissertation

Title

Information technology models and methods of dependability ensuring of healthcare Internet of things systems

Author

Strielkina Anastasiia ,

popup.head Uzun Dmitriy D.
popup.opponent Kazymyr Volodymyr Viktorovych
popup.opponent Krasnobaev Victor A.
popup.review Chukhray Andriy Grigorovich
popup.review Shostak Igor V.

Status

Доктор філософії, 122, Комп’ютерні науки

Date

28-04-2020

Description

Дисертаційна робота присвячена підвищенню гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей базуючись на розробці та практичному застосуванні моделей та методів інформаційної технології для медичних систем. У роботі виконано аналітичний огляд сучасних моделей та методів оцінювання і забезпечення гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей. Встановлено, що існуючі моделі та методи не враховують специфічних особливостей медичної галузі, недостатньо формалізовані і мають обмаль інструментальних засобів підтримки оцінювання і забезпечення гарантоздатності такого роду систем. З урахуванням проведеного аналізу в роботі поставлено та вирішено наукове завдання розроблення моделей та методів інформаційної технології забезпечення гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей з урахуванням атак на вразливості і дефектів програмних та апаратних компонентів, а також процедур функціонування медичного пристрою. Обґрунтована методика проведення досліджень і математичний апарат, що використовується в дослідженні. При вирішенні наукових задач використовувалися методи системного аналізу, методи теоретико-множинного опису, теорії ймовірностей, апарат теорії марковських процесів, числові методи розв’язання лінійних систем диференційних рівнянь, технології аналітичного моделювання алгоритмів поведінки відмовостійких систем, методи математичного моделювання і теорії оптимізації, теорії ігор, методи ризик-аналізу, методи об’єктно-орієнтованого програмування, методи функціонального моделювання. Удосконалено комплекс моделей оцінювання гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей шляхом врахування різних функціональних станів, типів відмов та кібератак, що дає змогу розраховувати показники готовності, функціональної безпеки, кібербезпеки, визначати їх залежність від параметрів медичних мобільних пристроїв та хмарного середовища. Вперше одержано модель функціональної поведінки медичного пристрою, яка, на відміну від відомих, враховує різні закони розподілу часу між заявками на обслуговування, а також різні типи відмов за рівнем критичності, що дозволяє визначити вплив показників медичного пристрою на готовність та гарантоздатність медичної ІоТ системи в цілому. Набув подальшого розвитку метод забезпечення кібербезпеки медичних систем на основі Інтернету речей шляхом вибору контрзаходів з використанням теорії матричних ігор, що дозволяє вибирати за максімінним критерієм множину засобів захисту. Удосконалено метод кейс-орієнтованої оцінки кібербезпеки медичних систем на основі Інтернету речей за рахунок формування профільоутворюючої бази стандартів та функціональних вимог, а також процедури вибору інструментів оцінювання, що дозволяє підвищити повноту оцінювання. Усі теоретичні розробки дисертації доведено до конкретних інженерних методик та алгоритмів із застосуванням запропонованої інформаційної технології оцінювання і забезпечення гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей. Розроблені методики та інструментальні засоби «ІоНТStandard» і «GTC», які є безпосередньо частиною прикладної інформаційної технології оцінювання і забезпечення гарантоздатності медичних систем на основі Інтернету речей, що, в свою чергу, дозволило підвищити повноту оцінювання гарантоздатності такого роду систем. Розроблені моделі, методи, інформаційне та програмне забезпечення використані у ТОВ «ХАІ-МЕДИКА», а також впроваджено під час виконання держбюджетного проекту кафедри комп’ютерних систем, мереж і кібербезпеки, а також у навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «ХАІ» та виконанні міжнародних проектів за програмами TEMPUS і ERASMUS+.