МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ СТОЙКОСТИ КРИТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНФРАСТРУКТУРЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Александр Н. Шемонаев, Юрий В. Парфенов, Константин А. Епифанцев, Борис А. Титов, Владимир М. Чепелев, Леонид Н. Кессаринский, Михаил Ю. Пончаков

Аннотация


В данной работе рассматривается методический подход к оценке стойкости блоков аппаратуры, применяемых на объектах критической инфраструктуры (КИИ) интеллектуальных транспортных систем (ИТС), при воздействии на них мощных электромагнитных помех высокой интенсивности. Приводятся результаты экспериментов по влиянию различных электромагнитных воздействий большой мощности (ЭМВБМ), формируемых с помощью моделирующих установок на типовые электронные компоненты и блоки, применяемых в составе вычислительных устройств на объектах КИИ в сфере транспорта. В ходе проведения экспериментальных исследований по воздействию ЭМВБМ на электронные компоненты и блоки наблюдались сбои в их функционировании вследствие искажения передающих аналоговых и цифровых информационных сигналов, а также наводок в цепях питания. В некоторых случаях наблюдались необратимые отказы отдельных электронных компонентов, установленных на печатных платах в составе блока аппаратуры, в результате теплового повреждения их полупроводниковых структур и токоведущей металлизации. Вызванное ЭМВБМ, необратимое повреждение одного или нескольких электронных компонентов в составе блока аппаратуры критических элементов инфраструктуры ИТС, может привести к нарушению функционирования, а также катастрофическому отказу всего КИИ ИТС, например, электростанции, транспортного узла или медицинского учреждения. По результатам исследования сделан вывод о важности проведения испытаний критических элементов инфраструктуры ИТС с целью проверки их помехоустойчивости при ЭМВБМ с различными характеристиками воздействия. Сведения, изложенные в данной статье, могут быть использованы для обеспечения деятельности технических комитетов по стандартизации.

Ключевые слова


катастрофический отказ, преднамеренные деструктивные электромагнитные воздействия, радиочастотные помехи, беспилотное транспортное средство, тиристорный эффект, электронный компонент.

Полный текст:

PDF

Литература


1. IEC 61000-2-9 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2: Environment - Section 9: Description of HEMP environment - Radiated disturbance. URL: https://docs.cntd.ru/document/561326106 (дата обращения: 01.09.2025).

2. Parfenov Y.V., Chepelev V.M. and Radasky W.A. About the possibility of mistakes when using unipolar electric field pulses when assessing electronic device immunity to UWB pulses. IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility and 2018 IEEE Asia-Pacific Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC/APEMC), Suntec City, Singapore. 2018, p. 928–931. DOI: https://doi.org/10.1109/isemc.2018.8393918.

3. Зорич В.А. Математический анализ: Учебник. Ч.II. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 2019. – 576 с. URL: https://matan.math.msu.su/media/uploads/2020/03/V.A.Zorich-Kniga-I-10-izdanie-Corr.pdf (дата обращения: 01.09.2025).

4. Carl E. Baum. Air Force Weapons Laboratory. Bounds on Norms of Scattering Matrices. Interaction Notes. Note 432. 3 June 1983. DOI: https://doi.org/10.1080/02726348608915198.

5. Carl E. Baum. Air Force Weapons Laboratory. Norms of Time-Domaine Functions and Convolution Operators, Mathematics, Note 86, December 1985. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3330-5_2.

6. Baum C.E. Transfer of norms through black boxes. Interaction Note 462, Oct. 1987, Proceedings of EMC Symposium, Zurich, p. 157–162. DOI: https://doi.org/10.23919/emc.1989.10779159I.

7. Baum C.E. Norms of Vectors of Time-Domain Signals Passing Through Filters and Norm Limiters at Subshields. 9th International Zurich Symposium and Technical Exhibition on Electromagnetic Compatibility, Zurich, Zurich, Switzerland. 1991, p. 589–594. DOI: https://doi.org/10.23919/EMC.1991.10781049.

8. Шемонаев Александр Н. и др. О результатах экспериментального исследования нарушения функционирования компонентов беспилотных транспортных средств от преднамеренных деструктивных электромагнитных воздействий. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 32, № 1, с. 172–188, 2025. ISSN 2074-7136. URL: https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1756 (дата обращения: 27.06.2025). DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.12.

9. Baum C. Comparative system response to resonant and unipolar waveforms. Intern. Symp. On EMC, Magdeburg, Germany, October 5–7, 1999, Symposium Record, p. 15–20. URL: https://ece-research.unm.edu/summa/notes/In/0509.pdf (дата обращения: 01.09.2025).

10. Mojert C. et al. UWB and EMP Susceptibility of Microprocessors and Networks. 14th International Zurich Symposium and Technical Exposition on Electromagnetic Compatibility, Zurich, Zurich, Switzerland. 2001, p. 1–6. DOI: https://doi.org/10.23919/EMC.2001.10792050.

11. Daniel Nitsch, Michael Camp, Frank Sabath, Jan Luiken ter Haseborg, Heyno Garbe, Susceptibility of Some Electronic Equipment to HPEM Threats, IEEE Trans. on EMC, v. 46, no. 3, August 2004, p. 380–389. DOI: https://doi.org/10.1109/TEMC.2004.831842.

12. Camp M., Gerth H., Garbe H., Haase H. Predicting the Breakdown Behavior of Microcontrollers Under EMP/UWB Impact Using a Statistical Analysis. IEEE Trans. On EMC, v. 46, no. 3, August 2004, p. 368–379. DOI: https://doi.org/10.1109/TEMC.2004.831816.

13. Yury V. Parfenov, William A. Radasky, Boris A. Titov, Leonid N. Zdoukhov. About the Assessment of Electronic Device Immunity to High Power Electromagnetic Pulses. In: proc. of the 7th Asia-Pacific Conference on Environmental Electromagnetics (CEEM’2015), Nov.4–7, 2015 Hangzhou, China, p. 503–506. DOI: https://doi.org/10.1109/ceem.2015.7368616.

14. Parfenov Y.V., Zdoukhov L.N., Chepelev V.M., Titov B.A. and Radasky W.A. Methodical principles of a choice of simulators for tests of electronic devices for immunity to ultrashort EMPs. Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC), Shenzhen, China. 2016, p. 221–223. DOI: https://doi.org/10.1109/apemc.2016.7523015.

15. Parfenov Yury V., Zdoukhov Leonid N., Chepelev Vladimir M., Titov Boris A., Radasky William A. A key aspect in estimating the effects of ultrashort EMP on electronic devices. In book of abstracts, ASIAN Electromagnetics 2017, Bengaluru, Karnataka State, India, July 23–27, 2017, 1 p. URL: https://summa.unm.edu/images/ASIAEM2017/ASIAEM2017abstracts10-10-20.pdf (дата обращения: 01.09.2025).

16. Chepelev, V., Parfenov, Y., Radasky, W. et al. Methodical Approach for Immunity Assessment of Electronic Devices Excited by High Power EMP. J Electron Test 34, 547–557 (2018). DOI: https://doi.org/10.1007/s10836-018-5749-2.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.4.04

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.