cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2020-23-4-84-95caht-1730Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTОценка рисков при обеспечении безопасности бортовых систем воздушного суднаRisk assessment in ensuring aircraft on-board systems safetyФурарХ. Э.FourarH. E.

Фурар Хуссам Эддин

г. Батна

Houssam E. Fourar

Batna

houssameddine05500@gmail.comОгунвоулБ. Д.OgunvoulB. D.

Огунвоул Блессинг Деле

г. Абуджа

Blessing D. Ogunvoul

Abuja

dams4iboko@mail.ruБудаевВ. Д.BudaevV. D.

Будаев Владислав Дмитриевич

г. Москва

Vladislav D. Budaev

Moscow

vlad_budaev@mail.ruЛашиФ.LachiF.

Лаши Фахреддин

г. Батна

Lachi Fakhreddine

Batna

fakhroadkins@gmail.comУниверситет Хаджи ЛахдарАлжирHadj Lakhdar UniversityAlgeriaНациональное агентство космических исследований и разработокНигерияNational Space Research and Development AgencyNigeriaДепартамент технического обслуживания ПАО «Аэрофлот»РоссияPJSC "Aeroflot – Russian Airlines"Russian Federation2020040920202348495Copyright © Фурар Х.Э., Огунвоул Б.Д., Будаев В.Д., Лаши Ф., 20202020Фурар Х.Э., Огунвоул Б.Д., Будаев В.Д., Лаши Ф.Fourar H.E., Ogunvoul B.D., Budaev V.D., Lachi F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1730

Рассмотрена методика оценки риска бортовой информационной системы воздушного судна (ВС), позволяющая обеспечивать надёжность и безопасность такой комплексной системы в эксплуатации. Эта методика призвана применять объединенные математические инструменты для оценки рисков, которым подвергаются комплексные изделия авиационной техники (АТ). Существующие методики оценки рисков недостаточно гибки для решения комплексной задачи обеспечения всесторонней безопасности бортовой информационной системы (БИС) воздушных судов из-за сложности в унификации критериев оценки степени опасности по всем концепциям безопасности, т.е. сейчас не учитываются тяжесть рисков, механизм развития одного нежелательного события (события риска) в более сложные формы в процессе технической эксплуатации изделия АТ. Однако предложенная в статье методика призвана стать катализатором формирования новых критериев единой базы оценки безопасности такой технической сложной (комплексной) системы, как БИС, так как содержит в себе трёхкомпонентные параметры риска, т. е. риск по угрозам от актов незаконного вмешательства (АНВ), уязвимости (функциональные опасности, способствующие АНВ и их развития в системе) и ущербу (совокупность критериев, оценивающих последствия АНВ). В результате эти критерии и параметры трёхкомпонентной безопасности позволят находить новый подход в определении комплексного риска, которому подвергаются важные системы ВС, такие, как бортовые информационные системы ВС. В статье предлагается методика определения риска, учитывающая трёхкомпонентную концепцию. Совместно эти компоненты позволят оценивать степень опасности технических систем с учётом их совершенства. Приведенные авторами сведения в данной работе являются научной гипотезой и призваны обратить внимание научного сообщества на проблему отсутствия методик оценки многокомпонентных рисков в такой системе, как БИС. В статье приведены базовые критерии оценки комплексного трёхкомпонентного риска, которые недостаточны для полноценного формирования новых критериев оценки безопасности комплексной системы/изделия АТ и требуется уточнение их параметров. Таким образом, настоящая работа не позволяет в полной мере решить комплексную задачу обеспечения всесторонней безопасности БИС ВС, а лишь предлагает методику унификации трех компонентов безопасности для определения комплексного риска.

A method of risk assessment of an aircraft on-board information system is being considered, which allows ensuring reliability and safety of such a complex system in operation. This technique implies application of combined mathematical tools to estimate the risks that complex systems/items are being exposed to. The existing risk assessment methods are not flexible enough to solve the complex task of enhancing comprehensive safety of an aircraft information system (AIS) due to difficulty in unifying the criteria for estimating the degree of hazard in reference to all safety concepts. Currently, risks severity and mechanism for the development of one undesirable event (risk event) into more complex forms during technical operation of an aircraft items/system are not being considered. However, the method proposed in this article intends to become a catalyst for generation of new criteria on a unified basis for estimating safety of such a technical complex system such as AIS, since it contains three-component risk parameters. I.e. the risk for threats from violators (cases of unlawful interference (UI)), vulnerabilities (functional hazards that contribute to UI and its development in a system) and loss (set of criteria that evaluates consequences of UI). As a result, these criteria and parameters of threecomponent safety will allow us to find a new approach to determining the complex risk to which important aircraft systems, such as on-board aircraft information systems, are exposed. This article presents a method for determining risk that takes into account the three-component safety concept. Together, these components will make it possible to evaluate technical systems hazard degree, taking into account their sophistication. The information provided in this paper by the authors is a scientific hypothesis designed to draw attention of the scientific community to the problem of lack of methods for evaluating multicomponent risks in such a system as AIS. The article presents the basic criteria for evaluating a complex three-component risk; they are not sufficient for the full formation of new criteria for evaluating the safety of a complex aircraft system/item and requires clarification of their parameters. Thus, this work is not absolute as a complete solution to the complex problem of enhancing comprehensive safety of AIS, but only offers a methodology for unifying the three safety components to evaluate complex risk.

рискбезопасностьбортовая информационная системапроцесс технической эксплуатацииrisksafetyon-board information systemtechnical operation processReferencesФедосов Е.А. Перспективный облик и технологии разработки комплексов бортового оборудования воздушных судов / Е.А. Федосов, Г.А. Чуянов, В.В. Косьянчук, Н.И. Сельвесюк // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 8. С. 41–52.Fedosov, E.A., Chuyanov, G.A., Kosyanchuk, V.V. and Selvesyuk, N.I. (2013). Future image of technology and the development of the aircraft onboard equipment. Scientific-Technical Journal "Polyot" ("Flight"), no. 8, pp. 41–52. (in Russian)Белов Е.Б. Основы информационной безопасности: учеб. пособие для вузов / Е.Б. Белов, В.П. Лось, Р.В. Мещеряков, А.А. Шелупанов. М.: Горячая линия–Телеком, 2006. 544 с.Belov, E.B., Los, V.P., Meshcheryakov, R.V. and Shelupanov, A.A. (2006). Ocnovy informatsionnoy bezopasnosti: uchebnoye posobiye dlya VUZov [Information security fundamentals: Tutorial]. Moscow: Goryachaya liniya-Telekom, 544 p. (in Russian)Демин В.В., Суворов Е.В. Интегрированная система информационной безопасности // Сети и системы связи. 1996. № 9. С. 127–133.Demin, V.V. and Suvorov, E.V. (1996). Integrirovannaya sistema informatsionnoy bezopasnosti [Integrated information security system]. Seti i sistemy svyazi, no. 9, pp. 127–133. (in Russian)Biesecker C. Boeing 757 testing shows airplanes vulnerable to hacking [Электронный ресурс] // Aviation explorer. URL: https://www.aviationtoday.com/2017/11/08/boeing-757-testingshows-airplanes-vulnerable-hacking-dhs-says/ (дата обращения 11.05.2020).Biesecker, C. Boeing 757 testing shows airplanes vulnerable to hacking. Aviation explorer. Available at: https://www.aviationtoday.com/2017/11/08/boeing-757-testing-showsairplanes-vulnerable-hacking-dhs-says/ (accessed: 11.05.2020).Alhabeeb M. Information security threats classification pyramid / M. Alhabeeb, A. Almuhaideb, P.D. Le, B. Srinivasan // Proceedings of the 24th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops, 2010. Pp. 208–213.Alhabeeb, M., Almuhaideb, A., Le, P.D. and Srinivasan, B. (2010). Information security threats classification pyramid. Proceedings of the 24th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops, pp. 208–213.Strohmeier M. On perception and reality in wireless air traffic communication security / M. Strohmeier, M. Schäfer, R. Pinheiro, V. Lenders, I. Martinovic // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2017. Vol. 18, no. 6. Pp. 1338–1357.Strohmeier, M., Schäfer, M., Pinheiro, R., Lenders, V. and Martinovic, I. (2017). On perception and reality in wireless air traffic communication security. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 18, no. 6, pp. 1338–1357.Jacob J.M. High assurance security and safety for digital avionics // The 23rd Digital Avionics Systems Conference (IEEE Cat. No.04CH37576), USA: Salt Lake City, UT, 2004. Pp. 8. DOI: 10.1109/DASC.2004.1390776Jacob, J.M. (2004). High assurance security and safety for digital avionics. The 23rd Digital Avionics Systems Conference (IEEE Cat. No.04CH37576), Salt Lake City, UT, USA, pp. 8. DOI: 10.1109/DASC.2004.1390776Sun J.Z. Integration of scheduled structural health monitoring with airline maintenance program based on risk analysis / J.Z. Sun, D. Chen, C.Y. Li, H.S. Yan // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability. 2018. Vol. 232, iss. 1. Pp. 92–104. DOI: 10.1177/1748006X17742777Sun, J.Z., Chen, D., Li, C.Y. and Yan, H.S. (2018). Integration of scheduled structural health monitoring with airline maintenance program based on risk analysis. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, vol. 232, issue 1, pp. 92–104. DOI: 10.1177/1748006X17742777Liao N., Li F., Song Y. Research on real-time network security risk assessment and forecast // International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA), China: Changsha. 2010. Vol. 3. Pp. 84–87.Liao, N., Li, F. and Song, Y. (2010). Research on real-time network security risk assessment and forecast. International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA), Changsha, China, vol. 3, pp. 84–87.Jungwirth P. Cyber defense through hardware security / P. Jungwirth, P. Chan, T. Barnett, A.H. Badawy // Disruptive Technologies in Information Sciences. International Society for Optics and Photonics, 2018. Vol. 10652. Pp. 106520P. DOI: 10.1117/12.2302805Jungwirth, P., Chan, P., Barnett, T. and Badawy, A.H. (2018). Cyber defense through hardware security. Disruptive Technologies in Information Sciences. International Society for Optics and Photonics, vol. 10652, pp. 106520P. DOI: 10.1117/12.2302805Ortalo R., Deswarte Y., Kaaniche M. Experimenting with quantitative evaluation tools for monitoring operational security // IEEE Transactions on Software Engineering. 1999. Vol. 25, no. 5. Pp. 633-650. DOI: 10.1109/32.815323Ortalo, R., Deswarte, Y. and Kaaniche, M. (1999). Experimenting with quantitative evaluation tools for monitoring operational security. IEEE Transactions on Software Engineering, vol. 25, no. 5, pp. 633–650. DOI: 10.1109/32.815323Ben Mahmoud M.S., Larrieu N., Pirovano A. A risk propagation based quantitative assessment methodology for network security-aeronautical network case study // 2011 Conference on Network and Information Systems Security. La Rochelle, 2011. Pp. 1–9. DOI: 10.1109/SARSSI.2011.5931372Ben Mahmoud, M.S., Larrieu, N. and Pirovano, A. (2011). A risk propagation based quantitative assessment methodology for network security-aeronautical network case study. 2011 Conference on Network and Information Systems Security, La Rochelle, pp. 1–9. DOI: 10.1109/SARSSI.2011.5931372Barlow R.E., Proschan F. Importance of system components and fault tree events // Stochastic Processes and their Applications. 1975. Vol. 3, iss. 2. Pp. 153–173. DOI: 10.1016/0304-4149(75)90013-7Barlow, R.E and Proschan, F. (1975). Importance of system components and fault tree events. Stochastic Processes and their Applications, vol. 3, issue 2, pp. 153–173. DOI: 10.1016/0304-4149(75)90013-7Barlow R.E., Proschan F. Statistical theory of reliability and life testing.probability models. Silver Springs, MD, 1981. 290 p.Barlow, R.E and Proschan, F. (1981). Statistical theory of reliability and life testing.probability models. Silver Springs, MD, 290 p.Goncharenko A. Development of a theoretical approach to the conditional optimization of aircraft maintenance preference uncertainty // Aviation. 2018. Vol. 22, no. 2. Pp. 40–44. DOI: 10.3846/aviation.2018.5929Goncharenko, A. (2018). Development of a theoretical approach to the conditional optimization of aircraft maintenance preference uncertainty. Aviation, vol. 22, no. 2, pp. 40–44. DOI: 10.3846/aviation.2018.5929Obadimu S.O., Karanikas N., Kourousis K.I. Development of the minimum equipment list: Current practice and the need for standardization [Электронный ресурс] // Aerospace. 2020. Vol. 7, iss. 1. 7. URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/7/1/7 (дата обращения 3.05.2020). DOI: 10.3390/aerospace7010007Obadimu, S.O., Karanikas, N. and Kourousis, K.I. (2020). Development of the minimum equipment list: Current practice and the need for standardisation. Aerospace, vol. 7, issue 1, 7. Available at: https://www.mdpi.com/2226-4310/7/1/7 (accessed 3.05.2020). DOI: 10.3390/aerospace7010007Chuyanov G.A. Advanced avionics equipment on the basis of second generation integrated modular avionics / G.A. Chuyanov, V.V. Kosyanchuk, N.I. Selvesyuk, E.Yu. Zybin // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014. 6 p.Chuyanov, G.A., Kosyanchuk, V.V., Selvesyuk, N.I. and Zybin, E.Yu. (2014). Advanced avionics equipment on the basis of second generation integrated modular avionics. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014, 6 p.Зубков Б.В. Методологические основы анализа и оценки безопасности полетов и летной годности воздушных судов (теория и практика). М.: МГТУГА, 1997. 68 с.Zubkov, B.V. (1997). Metodologicheskiye osnovy analiza i otsenki bezopasnosti poletov i letnoy godnosti vozdushnykh sudov (teoriya i praktika) [Methodological bases of analysis and evaluation of the aircraft flight safety and airworthiness (theory and practice)]. Moscow: MGTU GA, 1997. 68 p. (in Russian)Зубков Б.В., Аникин Н.В. Авиационное техническое обеспечение безопасности полетов. М.: Воздушный транспорт, 1993. 280 с.Zubkov, B.V. and Anikin, N.V. (1993). Aviatsionnoye tekhnicheskoye obespecheniye bezopasnosti poletov [Aviation technical maintenance of flight safety]. Moscow: Vozdushnyy transport, 280 p. (in Russian)Зубков Б.В., Шаров В.Д. Теория и практика определения рисков в авиапредприятиях при разработке системы управления безопасностью полета. М.: МГТУГА, 2010. 196 с.Zubkov, B.V. and Sharov, V.D. (2010). Teoriya i praktika opredeleniya riskov v aviapredpriyatiyakh pri razrabotke sistemy upravleniya bezopasnostyu poleta [Theory and practice of determining risks in aviation enterprises during the flight safety management system development]. Moscow: MGTU GA, 196 p. (in Russian)Зыбин Е.Ю., Косьянчук В.В., Сельвесюк Н.И. Электрификация и интеллектуализация - основные тенденции развития энергокомплекса воздушных судов // Авиационные системы. 2016. № 5. С. 45–51.Zybin, E.Yu., Kosyanchuk, V.V. and Selvesyuk, N.I. (2016). Elektrifikatsiya i intellektualizatsiya - osnovnyye tendentsii razvitiya energokompleksa vozdushnykh sudov [Electrification and intellectualization are the main trends in the development of the aircraft power complex]. Aviatsionnyye sistemy, no. 5, pp. 45–51. (in Russian)Deng Q.C., Santos B.F., Curran R. A practical dynamic programming based methodology for aircraft maintenance check scheduling optimization // European Journal of Operational Research. 2020. Vol. 281, iss. 2. Pp. 256–273. DOI: 10.1016/j.ejor.2019.08.025Deng, Q.C., Santos, B.F. and Curran, R. (2020). A practical dynamic programming based methodology for aircraft maintenance check scheduling optimization. European Journal of Operational Research, vol. 281, issue 2, pp. 256–273. DOI: 10.1016/j.ejor.2019.08.025Batuwangala E., Silva J., Wild G. The regulatory framework for safety management systems in airworthiness organisations [Электронный ресурс] // Aerospace. 2018. Vol. 5, iss. 4. 117. URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/5/4/117 (дата обращения 7.06.2020). DOI: 10.3390/aerospace5040117Batuwangala, E., Silva, J. and Wild, G. (2018). The regulatory framework for safety management systems in airworthiness organisations. Aerospace, vol. 5, issue 4, 117 p. Available at: https://www.mdpi.com/2226-4310/5/4/117 (accessed 7.06.2020). DOI: 10.3390/aerospace5040117Stadnicka D. Skills management in the optimization of aircraft maintenance processes / D. Stadnicka, D. Arkhipov, O. Battaia, M.C. Chandima Ratnayake // 20th IFAC World Congress. 2017. Vol. 50, iss. 1. Pp. 6912–6917. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.1216Stadnicka, D., Arkhipov, D., Battaia, O. and Chandima Ratnayake, M.C. (2017). Skills management in the optimization of aircraft maintenance processes. 20th IFAC World Congress, vol. 50, issue 1, pp. 6912–6917. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.1216

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