Модель оцінки ймовірнісно-часових характеристик інформаційної взаємодії в мережі інтернет речей
Вантажиться...
Дата
2019-04
Автори
Джулій, Володимир Миколайович
Муляр, Ігор володимирович
Кізюн, Богдан Миколайович
Селюков, Дмитро Олександрович
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Анотація
В статті запропоновано підхід до визначення оцінки ймовірнісно-часових характеристик
інформаційної взаємодії в мережі інтернет речей.
Проектування систем інтернет речей (IoT) пов'язане з низкою задач, які вимагають моделювання процесів інформаційної взаємодії, що дозволить при прогнозованому трафіку будувати оптимальні режими функціонування подібних систем.
Основна ідея інтернет речей полягає в організації взаємодії різноманітних предметів в навколишньому середовищі, передачі інформації, що генерується цими речами і надання безперебійного з'єднання. З урахуванням новизни предметної області, фундаментальних характеристик і складності організації IoT, основним засобом дослідження на ранніх етапах проектування інтернет речей є моделювання і відповідні алгоритми, що визначають актуальність роботи.
Запропонована імовірнісна модель встановлення інформаційної взаємодії в мережі інтернет речей за топологією mesh, заснована на мультиагентному підході, побудована з урахуванням фундаментальних характеристик технології інтернет речей. Модель дозволяє оцінити абсолютні та імовірнісні характеристики інформаційної взаємодії. У моделі враховані умови, відповідні реальному процесу інформаційної взаємодії - наявність непрацездатних каналів і точок доступу, обмежена кількість повторних спроб встановлення з'єднань, наявність альтернативних маршрутів.
Для оцінки часу передачі даних запропоновано застосувати апарат перетворення Лапласа-Стілтьєса. Перший центральний момент ПЛС дозволяє визначити середній час передачі даних за встановленою інформаційною взаємодією. Імовірнісний сенс ПЛС дозволяє виконати оцінку ймовірності доставки даних. Метод надає розподіл часу перебування даних k-го класу в мережі інтернет речей, при заданому векторі ймовірностей виникнення помилок на елементах маршруту для всіх пар взаємодіючих сенсорних пристроїв. ПЛС дозволяє при обмеженнях на час деякого маршруту визначити можливе навантаження на цей маршрут і здійснити вибір відповідного алгоритму самоорганізації мережі.
В статье предложен подход к определению оценки вероятностно-временных характеристик информационного взаимодействия в сети интернет вещей. Проектирование систем интернет вещей (IoT) связано с рядом задач, которые требуют моделирования процессов информационного взаимодействия, что позволит при прогнозируемом трафике строить оптимальные режимы функционирования подобных систем. Основная идея интернет вещей заключается в организации взаимодействия различных предметов в окружающей среде, передачи информации, генерируемой этими вещами и предоставления бесперебойного соединения. С учетом новизны предметной области, фундаментальных характеристик и сложности организации IoT, основным средством исследования на ранних этапах проектирования интернет вещей моделирования и соответствующие алгоритмы, определяющие актуальность работы. Предложенная вероятностная модель установления информационного взаимодействия в сети интернет вещей с топологией mesh, основанная на мультиагентном подходе, построенная на базе фундаментальных характеристик технологии интернет вещей. Модель позволяет оценить абсолютные и вероятностные характеристики информационного взаимодействия. В модели учтены условия, соответствующие реальному процессу информационного взаимодействия - наличие неисправных каналов и точек доступа, ограниченное количество повторных попыток установления соединений, наличие альтернативных маршрутов. Для оценки времени передачи данных предложено применить аппарат преобразования Лапласа-Стилтьеса. Первый центральный момент ПЛС позволяет определить среднее время передачи данных по установленной информационным взаимодействием. Вероятностный смысл ПЛС позволяет выполнить оценку вероятности доставки данных. Метод предоставляет распределение времени пребывания данных k-го класса в сети интернет вещей, при заданном векторе вероятностей возникновения ошибок на элементах маршрута для всех пар взаимодействующих сенсорных устройств. ПЛС позволяет при ограничениях на время некоторого маршрута определить возможную нагрузку на этот маршрут и осуществить выбор соответствующего алгоритма самоорганизации сети.
The article proposes an approach to the estimation of probabilistic-time characteristics of the information interaction in the Internet of things. Designing Internet Systems (IoT) is associated with a number of tasks that require simulation of information interaction processes, which will allow optimal modes of operation of similar systems to be created in predicted traffic. The main idea of the Internet things is to organize the interaction of various objects in the environment, the transfer of information generated by these things and provide uninterrupted connection. Taking into account the novelty of the subject area, the fundamental characteristics and complexity of the organization IoT, the main means of research in the early stages of designing Internet things is the simulation and the corresponding algorithms that determine the relevance of the work. The probabilistic model of establishing information interaction in the Internet of things based on the mesh topology based on the multiagent approach is proposed, taking into account the fundamental characteristics of Internet technology. The model allows estimating the absolute and probabilistic characteristics of the information interaction. The model takes into account the conditions that correspond to the actual process of information interaction - the presence of inoperable channels and access points, limited number of repeated attempts to establish connections, the availability of alternative routes. To evaluate the time of data transmission, it is proposed to use the Laplace-Stilltiess transformer. The first central point of the PLC allows you to determine the average data transmission time for the established information interaction. The probabilistic meaning of the PLC allows estimating the probability of data delivery. The method provides the distribution of the time of stay of the k-th class data in the Internet of things, with a given vector of probability of occurrence of errors on the route elements for all pairs of interacting sensory devices. PLC allows with restrictions per hour some route to determine the possible load on this route and to select the appropriate algorithm of the network self-organization.
В статье предложен подход к определению оценки вероятностно-временных характеристик информационного взаимодействия в сети интернет вещей. Проектирование систем интернет вещей (IoT) связано с рядом задач, которые требуют моделирования процессов информационного взаимодействия, что позволит при прогнозируемом трафике строить оптимальные режимы функционирования подобных систем. Основная идея интернет вещей заключается в организации взаимодействия различных предметов в окружающей среде, передачи информации, генерируемой этими вещами и предоставления бесперебойного соединения. С учетом новизны предметной области, фундаментальных характеристик и сложности организации IoT, основным средством исследования на ранних этапах проектирования интернет вещей моделирования и соответствующие алгоритмы, определяющие актуальность работы. Предложенная вероятностная модель установления информационного взаимодействия в сети интернет вещей с топологией mesh, основанная на мультиагентном подходе, построенная на базе фундаментальных характеристик технологии интернет вещей. Модель позволяет оценить абсолютные и вероятностные характеристики информационного взаимодействия. В модели учтены условия, соответствующие реальному процессу информационного взаимодействия - наличие неисправных каналов и точек доступа, ограниченное количество повторных попыток установления соединений, наличие альтернативных маршрутов. Для оценки времени передачи данных предложено применить аппарат преобразования Лапласа-Стилтьеса. Первый центральный момент ПЛС позволяет определить среднее время передачи данных по установленной информационным взаимодействием. Вероятностный смысл ПЛС позволяет выполнить оценку вероятности доставки данных. Метод предоставляет распределение времени пребывания данных k-го класса в сети интернет вещей, при заданном векторе вероятностей возникновения ошибок на элементах маршрута для всех пар взаимодействующих сенсорных устройств. ПЛС позволяет при ограничениях на время некоторого маршрута определить возможную нагрузку на этот маршрут и осуществить выбор соответствующего алгоритма самоорганизации сети.
The article proposes an approach to the estimation of probabilistic-time characteristics of the information interaction in the Internet of things. Designing Internet Systems (IoT) is associated with a number of tasks that require simulation of information interaction processes, which will allow optimal modes of operation of similar systems to be created in predicted traffic. The main idea of the Internet things is to organize the interaction of various objects in the environment, the transfer of information generated by these things and provide uninterrupted connection. Taking into account the novelty of the subject area, the fundamental characteristics and complexity of the organization IoT, the main means of research in the early stages of designing Internet things is the simulation and the corresponding algorithms that determine the relevance of the work. The probabilistic model of establishing information interaction in the Internet of things based on the mesh topology based on the multiagent approach is proposed, taking into account the fundamental characteristics of Internet technology. The model allows estimating the absolute and probabilistic characteristics of the information interaction. The model takes into account the conditions that correspond to the actual process of information interaction - the presence of inoperable channels and access points, limited number of repeated attempts to establish connections, the availability of alternative routes. To evaluate the time of data transmission, it is proposed to use the Laplace-Stilltiess transformer. The first central point of the PLC allows you to determine the average data transmission time for the established information interaction. The probabilistic meaning of the PLC allows estimating the probability of data delivery. The method provides the distribution of the time of stay of the k-th class data in the Internet of things, with a given vector of probability of occurrence of errors on the route elements for all pairs of interacting sensory devices. PLC allows with restrictions per hour some route to determine the possible load on this route and to select the appropriate algorithm of the network self-organization.
Опис
Ключові слова
інтернет речі, хмарні обчислення, сенсорний пристрій, інформаційна взаємодія
Бібліографічний опис
Модель оцінки ймовірнісно-часових характеристик інформаційної взаємодії в мережі інтернет речей / І. В. Муляр, О. В. Сєлюков, В. М. Джулій, Б. М. Кізюн // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. - 2019. - № 63. - С. 96-107.