2. Головна
  3. АРХІВ НОМЕРІВ
  4. 2025 рік
  5. Том 47, № 1 (2025)
  6. c. 101-115

Тривимірна концепція аналізу ризиків критичної енергетичної інфраструктури

В.В. Шкарупило 1,2, д-р техн. наук, О.А. Чемерис 1, д-р техн. наук,
Т.А. Зайко 3, канд. техн. наук, Д.О. Дімітрієва 4, В.В. Шкарупило 3, аспірант

1 Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
  Україна, 03164, Київ, вул. Олега Мудрака, 15
2 Національний університет біоресурсів і природокористування України
  Україна, 03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15
  тел.: +38 (066) 1297345; e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
3 Національний Університет «Запорізька політехніка» МОН України
  Україна, 69063, Запоріжжя, вул. Жуковського, 64
4 Державне підприємство «Державний науково-технічний центр
  з ядерної та радіаційної безпеки» НАН України,
  Україна, 03142, Київ, вул. Василя Стуса, 35-37

Èlektron. model. 2025, 47(1):101-115

https://doi.org/10.15407/emodel.47.01.101

АНОТАЦІЯ

Розроблено тривимірну концепцію аналізу ризиків, що постають перед енергетичною ін­фраструктурою. Вказана інфраструктура розглядається як розподілена система критич­ного призначення. Результатом аналізу, проведеного у відповідності до положень представленої концепції, є таксономія актуальних засобів зниження рівня ризиків стосовно критичної розподіленої енергетичної інфраструктури, у тому числі і ризиків кібернетичного характеру. Означена таксономія, у свою чергу, призначена слугувати основою для уможливлення розроблення дієвої стратегії забезпечення резилієнтності енергетичної інфраструктури. Вказаний крок вбачається таким, що характеризується істотною значимістю, враховуючи обставини, у яких перебуває Україна, спричинені неспровокованим повномасштабним вторгненням країни-агресора зі Сходу.

Отримані результати проведених досліджень дають підстави вважати, що частка загроз кібернетичного характеру на сьогодні є зростаючою. Це, у свою чергу, обумовлює значимість розроблення актуальної стратегії забезпечення резилієнтності енергетичної інфраструктури.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

енергетична інфраструктура, концепція, кіберфізична система, подія, резилієнтність, ризики, система критичного призначення, стратифікація.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Schlör H., Venghaus S. Measuring resilience in the food-energy-water nexus based on ethical values and trade relations. Applied Energy, 2022, Vol. 323. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.119447 (date of access: 11.2024).
  2. Pricop -I., Gavrilaş M., Sǎlceanu A., Neagu B.-C. Power systems resilience against cyber-attacks. A systematic analysis. Proc. 2023 10th International Conference on Modern Power Systems, MPS 2023, Cluj-Napoca, Romania, 21—23 June 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/MPS58874.2023.10187420 (date of access: 28.11.2024).
  3. Nikolaieva I., Zwijnenburg W. Risks and impacts from attacks on energy infrastructure in Ukraine. PAX report, December 2022. URL: https://paxforpeace.nl/wp-content/uploads/sites/2/import/2023-01/PAX_Ukraine_energy_infrastructure_FIN.pdf (date of access: 11.2024).
  4. International Atomic Energy Agency. Update 261 — IAEA director general statement on situation in Ukraine, November 21, 2024. URL: https://www.iaea.org/newscenter/pressreleases/ update-261-iaea-director-general-statement-on-situation-in-ukraine (date of access: 11.2024).
  5. 2017 National baseline report, 2017. Sustainable development goals: Ukraine. URL: https://www.undp.org/sites/g/files/zskgke326/files/migration/ua/SDGs_NationalReportEN_Web.pdf (date of access: 11.2024).
  6. Department of economic and social affairs, United Nations. Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all. URL: https://sdgs.un.org/goals/goal7 (date of access: 11.2024).
  7. Linkov I. et al. Changing the resilience paradigm. Nature Climate Change, 2014, Vol. 4. P. 407—409. DOI: https://doi.org/10.1038/nclimate2227 (date of access: 11.2024).
  8. The Ukrainian energy system is synchronized with the European network. December 5, 2023. URL: https://energysecurityua.org/news/the-ukrainian-energy-system-finalized-synchronization-with-the-european-network/ (date of access: 28.11.2024).
  9. Raya-Tapia Y., Ramírez-Márquez C., Ponce-Ortega J.M. Country typologies according to the impact of geopolitical and health crises on the energy-food nexus. Process Integration and Optimization for Sustainability, 2024, Vol. 8, No. 4. P. 1223—1236. DOI: https://doi.org/10.1007/s41660-024-00427-1 (date of access: 28.11.2024).
  10. Liu Y., Wang J. Risk analysis and resilience assessment of China's oil imports after the Ukraine crisis: a network-based dynamics model. Energy, 2024, Vol. 299. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.131502 (date of access: 11.2024).
  11. Chen , Pan L., Zhang K. The dynamic cointegration relationship between international crude oil, natural gas, and coal price. Energies, 2024, Vol. 17, No. 13. DOI: https://doi.org/10.3390/en17133126 (date of access: 28.11.2024).
  12. Mišík , Nosko A. Post-pandemic lessons for EU energy and climate policy after the Russian invasion of Ukraine: Introduction to a special issue on EU green recovery in the post-Covid-19 period. Energy Policy, 2023, Vol. 177. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.enpol.2023.113546 (date of access: 28.11.2024).
  13. Shulzhenko S., Kostyukovskyi B., Maliarenko O., Makarov V., Bilenko M. Thermal power plants’ coal stock short term projection method for ensuring national energy security. Systems, Decision and Control in Energy IV. Studies in Systems, Decision and Control: monograph / In A. Zaporozhets Eds., Vol. 454, Springer, Cham. 2023. P. 279—289. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-22464-5_16 (date of access: 11.2024).
  14. Sampedro et al. Energy system analysis of cutting off russian gas supply to the European Union. Energy Strategy Reviews, 2024, Vol. 54. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.esr.2024.101450 (date of access: 28.11.2024).
  15. Russia cuts gas to Austria in payment dispute, Reuters, November 16, 2024. URL: https://www.reuters.com/business/energy/russian-gas-exports-via-ukraine-europe-stable-despite-austria-cuts-2024-11-16/ (date of access: 11.2024).
  16. Russian gas era in Europe ends as Ukraine stops transit, Reuters, January 1, 2025. URL: https://www.reuters.com/business/energy/russia-halts-gas-exports-europe-via-ukraine-2025-01-01/ (date of access: 01.2025).
  17. Ye W., Chaiyapa W. Impact of governance on resilience in the energy transition. An analysis of China and Germany. Utilities Policy, 2024, Vol. 87. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.jup.2024.101732 (date of access: 01.2025).
  18. Hrytsiuk I., Volynets V., Komenda N., Hrytsiuk Yu., Hadai A. Modelling the optimal switching scheme of the Ukrainian power grid during blackout (Volyn region). Machinery & Energetics, 2024, Vol. 15, No. 2. P. 95—105. DOI: https://doi.org/10.31548/machinery/ 2.2024.95 (date of access: 01.2025).
  19. Saukh S.Ye. Concept of building a structurally variable power system of Ukraine. Technical Electrodynamics, 2023, Vol. 2023, No. 5. P. 48—54, DOI: https://doi.org/10.15407/ techned2023.05.048 (date of access: 01.2025).
  20. Шкарупило В.В., Душеба В.В., Чемерис О.А. Щодо тривимірної концепції опрацювання резилієнтності енергетичної інфраструктури. Безпека енергетики в епоху цифрової трансформації: Шоста науково-практична конференція Інституту проб­лем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова Національної академії наук України, Київ, Україна, 13 грудня, 2024 р. Київ : ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України. С. 176— DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.14554063 (дата звернення: 01.01.2025).
  21. Mesarovic M. , Macko D., Takahara Y. Theory of hierarchical, multilevel, systems. New York : Academic Press, 1970. 294 p.
  22. Шкарупило В. В., Чемерис О. А., Душеба В. В. Стратифікований підхід до опрацювання резилієнтності у галузі енергетики. Матеріали XLІI Науково-технічної конференції молодих вчених та спеціалістів Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України, м. Київ, 15 травня 2024 р. / ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України. 2024. С. 54—55. URL: https://ipme.kiev.ua/konferencii/ konferenciya-molodix-vchenix-2024/ (дата звернення: 28.11.2024).
  23. Шкарупило В. В., Душеба В. В., Тіменко А. В. Огляд рівнів забезпечення резилієнтності у галузі енергетики. Survivability & Resilience — 2023: collection of materials of the international scientific and practical conference, Kyiv, October 19, 2023, PIMEE of NAS of Ukraine. P. 33— 34. URL: https://ipme.kiev.ua/konferencii/zhivuchist-ta-rezilyentnist-2023/ (дата звернення: 28.11.2024).
  24. Shkarupylo V.V., Kudermetov R.K., Polska O.V. On the approaches to cyber-physical systems simulation. Advances in Cyber-Physical Systems (ACPS), 2018, Vol. 3, No. 1. P. 51–54. DOI: https://doi.org/10.23939/acps2018.01.051 (date of access: 01.2025).
  25. Парус Є.B., Блінов І.B., Олефір Д.О. Добова оптимізація графіку роботи гідроелектростанції на ринку «на добу наперед». Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України, 2023, Вип. 64, С. 16—24. DOI: https://doi.org/ 15407/publishing2023.64.016 (дата звернення: 28.11.2024).
  26. Gamma E., Helm R., Johnson R., Vlissides J. Design patterns: abstraction and reuse of object-oriented design. ECOOP’ 93 – Object-Oriented Programming. ECOOP 1993. Lecture Notes in Computer Science / In O. M. Nierstrasz Eds. Springer. Vol. 707, 1993. P. 406—431. DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-47910-4_21 (date of access: 01.2025).
  27. Concepcion A. I., Zeigler B. P. DEVS formalism: a framework for hierarchical model development. IEEE Transactions on Software Engineering, 1988. Vol. 14, No. 2. P. 228—241. DOI: https://doi.org/10.1109/32.4640 (date of access: 01.2025).
  28. Шкарупило В.В., Душеба В.В., Скрупський С.Ю., Блінов І.В. Стратифікована модель подання нефункціональних характеристик системи критичного призначення при проєктуванні. Електронне моделювання, 2022. Т. 44, № 2 (2022). С. 90—106. DOI: https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.090 (date of access: 01.2025).
  29. Shkarupylo V., Chemerys O., Artemchuk V., Alsayaydeh J., Kudermetov R., Polska O. Comprehensive stratified approach to energy resilience solutions taxonomy: a Ukraine scenario. Proc. 14th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies, Greece, Athens, October 11-13, 2024. (in press)

ШКАРУПИЛО Вадим Вікторович, д-р техн. наук, доцент, пров. наук. cпівробітник від­ділу математичного та комп’ютерного моделювання Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України, професор кафедри комп’ютерних систем, мереж та кібербезпеки Національного університет біоресурсів і природокористування України. У 2010 р. закінчив Запорізький національний технічний університет. Область наукових досліджень — застосування формальних методів і засобів у процесі розроблення систем критичного призначення; методи і засоби забезпечення резилієнтності; Інтернет речей.

ЧЕМЕРИС Олександр Анатолійович, д-р техн. наук, професор, заст. директора з наукової роботи Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 1982 р. закінчив Київський політехнічний інститут. Область наукових дос­ліджень — мультипроцесорні обчислення; методи і засоби забезпечення резилієнтності систем критичного призначення; методи і засоби моделювання при вирішенні задач енергетики.

ЗАЙКО Тетяна Анатоліївна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри програмних засобів Національного університету «Запорізька політехніка». У 2010 р. закінчила Запо­різький національний технічний університет. Область наукових досліджень — системи та засоби штучного інтелекту, програмне забезпечення автоматизованих систем.

ДІМІТРІЄВА Дар’я Олександрівна, нач. відділу систем управління та ядерної захище­ності Державного підприємства «Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки». У 2007 р. закінчила Київський національний економічний універ­ситет ім. Вадима Гетьмана, а у 2010 р. закінчила Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». Область наукових досліджень — сис­теми критичного призначення, ядерна та радіаційна безпека, безпека атомних елект­ричних станцій, ядерна захищеність та фізичний захист об’єктів атомної енергетики, системи управління діяльністю підприємства.

ШКАРУПИЛО Віктор Вікторович, аспірант Національного університету «Запорізька політехніка». У 1991 р. закінчив «Запорізький машинобудівний інститут ім. В.Я. Чубаря». Область наукових досліджень — інтелектуальні інформаційні системи, інформа­ційні технології.

Повний текст: PDF