Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі ақмола облысының Әкімдігі

 
243 
Литература: 
 
1.  Поддубный  А.А.  Исследование  гидродинамики  и  теплообмена  при 
движении пен в каналах. Автореферат кандидатской диссертации.  - Л., 1980. - 
24 с.  
2. Соколов В.Н., Доманский Г.В. Газожидкостные реакторы. - 
Л.:Машинострое-                         ние, 1976. – 176 с.  
3. Поддубный А.А., Поддубная Д.М. Моделирование гидродинамических 
про-цессов при движении газожидкостных систем. – Ползуновский альманах № 
2. - Барнаул, 2006. – c.128-130.  
4. Губайдуллин А.А., Мусакаев Н.Г., Бородин С.Л. Математическая 
модель вос-ходящего газожидкостного потока в вертикальной скважине. 
Вестник Тюмен- ского государственного университета. – 2010. № 6. - с. 68-75.  
5. Амелькин С.В., Губайдуллин А.А., Шнайдер А.В. Особенности 
образования и течения пены в пористой среде. Известия вузов. Нефть и газ. - 
2008. № 4.- с.27-34. 
6. Шлихтинг Г.Г. Теория пограничного слоя. М.- Наука, 1978. -711с. 
7. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.- Наука, 1978. -736 с. 
8. Поддубный А.А., Поддубная Д.М. Определение гидравлических 
сопротивле-ний при движении многофазных систем в круглых трубах. 
Уалихановские чте-ния-19: Сборник материалов Международной научно-
практической конфере-нции. -Кокшетау, 2015г., т.7, стр.185-188. 
9. Поддубный А.А, Поддубный Р.А., Калин А.К. Математическое 
описание тур-булентного движения устойчивых газожидкостных потоков в 
круглых цили-ндрических трубах.  Вестник Гуманитарно-технической 
академии №1(21).-Кокшетау, 2016.-с.31-34. 
 
 
 
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РИСКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ 
ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА 
 
Сабитова Д.С. 
Кокшетауский государственный университет им.Ш.Уалиханова,  
г.Кокшетау 
danasabitova@mail.ru
 
 
Предупреждение  и  ликвидация  чрезвычайных  ситуаций,  а  также  их 
последствий    -  одна  из  важнейших  задач  для  стабильного  и  устойчивого 
развития любой страны в мире. Расчет рисков, их оценка и прогнозирование в 
совокупности являются решением вышеуказанной проблемы.[1:57] 
В  данном  случае  рассмотрим  только  чрезвычайные  ситуации 
природного  характера,  такие  как  геофизические  опасные  явления 
(землетрясения,  извержения  вулканов),  геологические  опасные  явления 

 
244 
(оползни, 
сели, 
пыльные 
бури 
и 
др.), 
метеорологические 
и 
агрометеорологические  опасные  явления  (ураганы,  смерчи,  торнадо,  ливни, 
грады  и  др.),  морские  гидрологические  опасные  явления  (тайфуны,  цунами  и 
др.),  гидрологические  опасные  явления  (высокие  уровни  вод,  заторы  и  др.), 
гидрогеологические  опасные  явления  (низкие  и  высокие  уровни  грунтовых 
вод), природные пожары и др.[2] 
Прогнозирование 
ЧС 
природного 
характера 
предполагает 
предварительное  изучение  источника  ЧС,  которое  характерно  для  данной 
области или региона. «Не следует забывать, что Казахстан расположен в зоне, 
характеризующейся  от  умеренной  до  высокой  степени  сейсмической 
опасности.  Горы  Тянь-Шаня  и  Алтая  расположены  в  зоне  высокой 
сейсмической  опасности.  В  этом  регионе  проживает  6  млн.  человек  (более 
трети всего населения страны).  
В 
прошлом 
Казахстан 
уже 
подвергался 
разрушительным 
землетрясениям, которые по расчетам экспертов происходят каждые 80-100 лет. 
Последний  период  высокой  сейсмической  активности  пришелся  на  1885-1911 
годы, когда произошли такие крупные землетрясения, как Верненское (1887 г.), 
Чиликское  (1889  г.)  и  Кеминское  (1911  г.).  В  результате  этих  землетрясений 
город Алматы (тогда г.Верный) был значительно разрушен. 
В  результате  Кеминского  (Кебинского)  землетрясения  1911  г.  на 
территории  Северного  Тянь-Шаня  (Казахстан,  Кыргызстан)  образовалась 
сложная система поверхностных разрывов. Тектонические нарушения, разрывы 
и  крупные  оползни  были  отмечены  на  территории  в  200  квадратных  в  Чон-
Кеминской  и  Чиликской  долинах,  а  также  по  берегам  озера  Иссык-Куль. 
Землетрясение  ощущалось  более  чем  за  1000  км  от  эпицентра  в  Казахстане  и 
России.  Оно  было  одним  из  сильнейших  событий  в  серии  сейсмических 
катастроф, которые сотрясали район Кунгей и Заилийского Алатау в период с 
1887 по 1938 годы. 
С тех пор таких разрушительных землетрясений больше не происходило 
и  вероятность  повторения  еще  одной  серии  подобных  событий  в  течение 
следующих  10-15  лет  весьма  высока.  В  результате  сравнительно  недавнего 
землетрясения  в  Жамбылской  области  в  мае  2003  г.  погибло  3  человека  и 
пострадало 36 626 человек. В 1990 г. при землетрясении в районе Казахстано-
Китайской  границы  погиб  1  человек  и  пострадало  20 008  человек,  а 
экономический ущерб составил 3 млн. долларов.» 
Учитывая  ландшафт  Казахстана,  не  стоит  забывать  о  серьезной  угрозе 
наводнений.  Из-за  таяния  снега  в  равнинной  части  РК  систематически 
появляются  паводки, а с гор сходят сели. 
«Среди  сравнительно  недавних  событий  следует  отметить  наводнение, 
произошедшее  в  1993  году  в  Эмбинском  и  Кызылкогинском  районах, 
вследствие  которого  погибло  10  человек,  пострадало  30 000  человек,  а 
экономический  ущерб  составил  36,5  млн.  долларов.  В  апреле  2000  г.  в 
результате  наводнения  в  Денисовском  и  Житикаринском  районах  пострадало 
2500  человек,  и  был  причинен  экономический  ущерб  в  размере  1,5  млн. 

 
245 
долларов.  Вследствие  наводнения,  произошедшего  недавно,  в  марте  2005  г.  в 
Шиелинском  и  Сырдарьинском  районах,  пострадало  25 000  человек,  и  был 
нанесен экономический ущерб в размере 7,6 млн. долларов. 
Оползни  также  представляют  серьезную  угрозу.  В  результате  оползня, 
который  сошел  в  марте  2004  г.  в  Талгарском  районе,  по  имеющимся  данным 
погибло 48 человек.» [3:8-9] 
Мы  рассмотрели  некоторые  виды  ЧС,  относящиеся  к  ЧС  природного 
характера, преобладающие на территории Республики Казахстан.   
Под «риском» Н.Ф.Реймерс подразумевает вероятность случайного или 
закономерного  в  рамках  определенных  условий,  события,  приносящего 
негативные результаты. 
С.М.  Мягков  под  риском  понимает  возможность  нежелательных 
последствий  какого  –  либо  действия  или  течения  событий.  Измеряется  риск 
вероятностью таких последствий или вероятной величиной потерь. 
По  мнению  многих  авторов,  риск  представляет  собой  произведение 
вероятности  неблагоприятного  события  на  последствия  этого  события  (или 
ущерб). 
Как  отмечено  в  работе  Бешелева  С.Д.  «Математические  методы 
экспертных  оценок»,  критериями  (определяющими  свойствами)  риска 
являются: 
-    вероятность возникновения неблагоприятной ситуации (НС); 
-    наличие возможного ущерба; 
- 
неопределенность  момента  возникновения,  интенсивности  и 
последствий (НС). 
Соответственно  для  риска,  с  точки  зрения  вероятностного  фактора, 
должно быть верным выражение 0<Р<1. Когда вероятность равна 0, нет и риска 
(событие невозможно), когда 1 – это уже не вероятность (событие достоверно). 
Используя  понятие  изоморфизма  (сходства  формы  при  качественном 
различии  явлений  материального  мира)  риск  ЧС  независимо  от  характера  их 
генезиса может быть представлен в виде следующей зависимости: 
Риск=F(Pa, Pb, Y), где 
F  –  оператор  (символ  чрезвычайной  ситуации,  характеризующий  ее 
основные последствия); 
Pa  –  статистическая  вероятность  возникновения  данного  класса 
чрезвычайной ситуации; 
Pb  –  вероятность  возникновения  качественно  разрушительных 
процессов  (магнитуда  землетрясения,  величина  подъема  уровня  воды  в 
водоемах, рост ветра в циклоне, удельные величины смертельных для человека 
доз продуктов химической или ядерной промышленности и т.д.); 
Y  –  внешние  по  отношению  и  чрезвычайной  ситуации  условия 
(планировка и характер застройки объекта, характер местности, метеоусловия, 
плотность  населения  и  уровень  его  подготовки  к  действиям  в  чрезвычайной 
ситуации и т.п.). 

 
246 
В практике расчета и анализа риска используют такие понятия как, риск 
потенциальный, риск индивидуальный и риск коллективный (социальный). 
Потенциальный и индивидуальный риски характеризуют распределение 
вероятности  опасных  событий  в  пространстве,  а  социальный  –  масштаб 
опасности. 
Основу  экологической  безопасности  составляет  теория  экологического 
риска,  связанная  с  приемлемым  риском,  который  допустим  и  основан,  исходя 
из экономических, экологических и социальных соображений. 
Количественная  величина  риска,  как  вероятности  того  или  иного 
события лежит в пределах от 0 до 1. При этом все виды риска от природных, 
техногенных  и  социальных  причин  имеют  экологическую  составляющую  и 
могут изменяться от 
 до 
. [4: 22-24] 
Программный  комплекс  расчета  оценки  риска  чрезвычайных  ситуаций 
природного  характера  будет  выполнять  расчет  каждой  ЧС  индивидуально,  а 
затем будет проведен комплексный итог по региону в целом. 
 
Литература: 
 
1.
 
Современные  проблемы  науки  и  образования  -2012  -№6(Приложение 
«Технические науки»)  
2.
 
Википедия. 
3.
 
Отчет  «Оценка  потенциала  по  снижению  риска  бедствий  в  Республике 
Казахстан, Кыргызской Республике, Республике Таджикистан» - Алматы, 2011 
г.  
4.
 
Б.Ш.  Абдиманапов  «География  природных  опасностей  и  рисков»  - 
КазНПУ, 2013 г.  
 
 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА  
ШИФРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ 
 
Сербин В.В. 
Международный университет информационных технологий  
г. Алматы 
serbin.vassiliy@gmail.com 
 
В  данной  статье  разработан  новый  метод  симметричного  шифрования 
информации  в  спутниковых  системах,  а  также  исследования  предложенного 
метода  на  время  и  криптостойкость.  Данный  метод  отличается  5-ю  ключами, 
что  повышает  криптостойкость.  В  процессе  проведения  экспериментов  был 
разработан  алгоритм    на  основе  метода,  который  был  оптимизирован  по 
времени  шифрования  и  расшифрования  за  счѐт  досрочного  выхода  в  конец 
цикла.   

 
247 
1.
 
Постановка задачи  
Пусть имеется n-символов шифруемого текста S. 
S – исходный текст 
S {b
1
,b
2
,b
3
,…,b
n
}   
 
 
 
(1) 
 где b
n
 – текущий символ, n – количкство шифруемых символов, а так же 
латинский, русский алфавиты и другие символы, состоящие из  k-символов.  
Требуется сгенерировать H случайную последовательность символов в ключе-
алфавите, состоящих из k –символов 
H {h
1
,h
2
,h
3
,…h
k
}   
 
 
 
(2) 
 где h
k
 – случайный символ из алфавита A, причем таких последовательностей 
должно быть 3. 
А также случайную последовательность алгоритмов шифрования   
Q{q1, q2,…, q
f
 }    
 
 
 
(3) 
где q
f 
– номер последовательности, причем q<=3. 
f – кол-во алгоритмов шифрования (f =3).  
                 M {m1, m2, .., m
f
}   
 
 
 
(4) 
где m - ключ сдвига, причем m<=9, f = 3.  
На основе сгенерированных ключей   
G {H, Q, M} 
 
 
 
 
 
(5) 
требуется зашифровать текст S в текст P так, что бы  n-символ был сдвинут на 
m позицию в ключе H, в соответствии последовательностью Q.    
На основе сгенерированных ключей  G {H, Q, M}, требуется расшифровать 
текст P в текст S так, чтобы n-символ был сдвинут на m позицию в ключе H, в 
соответствии с последовательностью Q [1: 34].  
 
 
 
 
 
(6) 
2.
 
Описание метода шифрования и дешифрования информации 
Метод шифрования и дешифрования информации заключается в следующем: 
1)
 
Генерация  5-и  ключей:  3-х  ключей  алфавитов    A
n
  ,  ключа  сдвига  M
f
, 
ключа последовательности Q
f
. 
2)
 
Выделение единиц/десятков/сотен из ключа сдвига  r1, r2, r3. 
3)
 
Выделение единиц/десятков/сотен из ключа последовательности  m1, m2, 
m3. 
4)
 
Организация  цикла  от  1  до  n  (где  n  -  количество  символов  в  исходном 
тексте). 
5)
 
Организация цикла от 1 до m (где m -кол-во символов в ключе). 
6)
 
Если буква найдена в алфавите, и еѐ номер при делении на 3 даѐт остаток 
u (где u (0,1,2)) в зашифрованном тексте, и номер символа + первый ключ 
сдвига 
равен 
количеству 
символов 
в 
алфавите, 
и 
номер 
последовательности  Q  (где  u  (1,2,3)),  то  сдвинуть  в  H  (где  H  (1,2,3)) 
ключе на r (где r (1,2,3)) ключ сдвига вправо. 
7)
 
Если буква найдена в алфавите, и еѐ номер при делении на 3 даѐт остаток u 
в зашифрованном тексте, и номер символа + первый ключ сдвига не равен 
кол-ву букв в алфавите, и номер последовательности  Q , то сдвинуть в H 
ключе на r ключ сдвига вправо. 

 
248 
8)
 
Перейти на пункт 5. 
9)
 
Перейти на пункт 4. 
10)
 
Вывести зашифрованные символы. 
3. Описание ключей 
Ключ шифрования состоит из 5 ключей: 3-х ключей алфавитов  A
n
 , ключа 
сдвига M
f
, ключа последовательности Q
f 
[2: 112]. 
Алгоритм  генерации  ключа  алфавита  представляет  собой  три  случайные 
последовательности алфавита и случайных символов. Помимо ключа алфавита 
в общем ключе присутствует изменяющийся параметр сдвига в каждом ключе 
алфавите,  который  меняется  от  0  до  9  случайно.  Также  присутствует 
изменяющийся  ключ  последовательности,  который  изменяется  от  1  до  3 
случайно.  
На  основе  метода  был  разработан  алгоритм  шифрования  информации  в 
соответствии с рисунком 1. 

 
249 
Начало
Ввод 
зашифрованного 
слова
Выделение цифры из 
ключа сдвига и ключа 
последовательности
Цикл от 1 до n
Цикл от 1 до m
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Если буква найдена в первом ключе, еѐ номер при 
делении на 3 даѐт остаток 1 в зашифрованном 
тексте, текущий номер буквы + первый ключ 
сдвига = количеству символов в m, алгоритм 
сдвига k-ый, где (k[1,3])   
Если буква найдена в первом ключе, еѐ номер 
при делении на 3 даѐт остаток 2 в 
зашифрованном тексте, текущий номер буквы + 
второй ключ сдвига = количеству символов в m, 
алгоритм сдвига k-ый, где (k[1,3])
Если буква найдена в первом ключе, еѐ номер 
при делении на 3 даѐт остаток 0 в 
зашифрованном тексте, текущий номер буквы + 
третий ключ сдвига = количеству символов в m, 
алгоритм сдвига k-ый, где (k[1,3])
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Сдвинуть в 
K-ом ключе 
на R-й ключ 
сдвига вправо 
Если буква найдена в первом ключе, еѐ номер 
при делении на 3 даѐт остаток 1 в 
зашифрованном тексте, текущий номер 
буквы + первый ключ сдвига <> количеству 
символов в m, алгоритм сдвига k-ый, где 
(k[1,3])
Если буква найдена в первом ключе, еѐ 
номер при делении на 3 даѐт остаток 2 в 
зашифрованном тексте, текущий номер 
буквы + второй ключ сдвига <> 
количеству символов в m, алгоритм 
сдвига k-ый, где (k[1,3])
Если буква найдена в первом ключе, еѐ 
номер при делении на 3 даѐт остаток 0 в 
зашифрованном тексте, текущий номер 
буквы + третий ключ сдвига <> 
количеству символов в m, алгоритм 
сдвига k-ый, где (k[1,3])
Вывод 
зашифрованного 
текста
Конец
Да
Да
Да
Да
Да
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
 
 
Рисунок 1 – Алгоритм шифрования 
 
4. Результаты экспериментов
 
1.  Разработанные  алгоритмы  генерации  ключей,  шифрования  и 
дешифрования,  были  исследованы  на  предмет    времени  шифрования  и 
дешифрования и криптостойкости алгоритма. 

 
250 
Была исследована зависимость времени шифрования и расшифрования от 
количества символов исходного текста без учѐта оптимизации алгоритма. Было 
проведено 10 экспериментов, в соответствии с таблицей 1.  
В  эксперименте  замерялось  время  шифрования  и  расшифрования,  при 
разном  количестве  символов,  был  высчитан  коэффициент  отношения  времени 
шифрования  к  предыдущему  времени  шифрования,  а  также  средние 
значения[3]. 
Цель  эксперимента,  заключается  в  том,  чтобы  определить  зависимость 
между  скоростью  шифрования/дешифрования  и  количеством  символов 
исходного/зашифрованного текста. 
 
 
Таблица 1 -  Экспериментальные данные 
№ 
эспер 
Кол-во 
символов 
Зашифр, 
сек 
Расш 
Коэффициент 
зашифровки 
Коэффициент 
расшифровки 
Отно-
шение 
1 
2342 
24,44 
22,65 
1,90 
2,1 
1,11 
2 
4684 
46,44 
47,57 
2 
2,1 
1,05 
3 
9368 
92,87 
99,89 
1,97 
2,14 
1,09 
4 
18736 
182,96 
213,76 
1,95 
2,12 
1,09 
5 
37472 
356,77 
453,17 
2,1 
2,15 
1,02 
6 
74944 
749,21 
974,30 
2 
2,12 
1,06 
7 
149888 
1498,42 
2065,53 
1,98 
2 
1,01 
8 
299776 
2966,88 
4131,05 
1,95 
2,11 
1,08 
9 
599552 
5785,42 
8716,52 
1,92 
2,2 
1,15 
10 
1199104 
11108,00 
19176,35 
1,99 
2,19 
1,10 
Среднее значение 
1,98 
2,12 
1,08 
 
Графическое  представление  коэффициентов  и  зависимости  времени  от 
количества символов шифрования и дешифрования в соответствии с рисунками 
2,  3. 
Зависимость времени шифрования и дешифрования от кол-ва символов
0,00
5000,00
10000,00
15000,00
20000,00
25000,00
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
Кол-во символов
К
ол
-в
о 
се
ку
н
д
Расшифровка
Зашифровка
 
Рисунок 2 – Зависимость времени шифрования и дешифрования от количества 
символов 
 

 
251 
Сравнение коэффициентов расшифрования и 
шифрования
1,90
2
1,97
1,95
2,1
2
1,98
1,95
1,92
1,99
2,1
2,1
2,14
2,12
2,15
2,12
2
2,11
2,2
2,19
1,75
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
2,05
2,10
2,15
2,20
2,25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
№ эксперимента
Зн
ач
е
н
и
е
 к
оэ
ф
ф
и
ц
и
е
н
та
Расшифровка
Зашифровка
 
Рисунок 3 – Сравнение коэффициентов в экспериментах 
 
В результате первой части эксперимента можно сделать вывод, что 
зависимость времени шифрования и дешифрования от количества символов – 
линейная. 
2.  Для  проведения  второго  эксперимента  алгоритм  шифрования  и 
дешифрования  был  оптимизирован.  В  частности,  когда  символ  найден  и 
зашифрован,  цикл  не  проверял  оставшиеся  символы,  а  переходил  в  конец 
цикла, экономя время [4: 12]. 
Гипотеза заключается в том, что зависимость будет экспоненциальной.   
Зависимость  времени  шифрования  от  количества  символов  представлена 
на рисунке 4. 
 
 
Рисунок 4 – Зависимость времени шифрования от количества символов 
исходного текста  
 
В процессе исследования алгоритма на скорость шифрования, выяснилось, 
что зависимость приближена к экспоненциальной (через сглаживания). 

 
252 
3. Был проведен анализ криптостойкости алгоритмов шифрования методом 
частотно-побитного  теста  позиции  символа  в  сгенерированном  ключе-
алфавите. 
Цель анализа состоит в том, чтобы определить, действительно ли случайно 
сгенерированный  номер  символа  находится  на  случайной  позиции  в  ключе-
алфавите. 
Всего  было  проведено  10  экспериментов  –  сгенерировано  10  ключей-
алфавитов.  Для  каждого  символа  был  подсчитан  номер  позиции,  среднее 
значение и стандартное отклонение. Частотный анализ символа ―r‖ представлен 
на рисунке 5. 
В  результате  анализа  видно,  что  среднее  отклонение  для  каждой  буквы 
составляет 7,36%, что является допустимой нормой. Среднее значение номера 
позиции  в  ключе  для  каждой  буквы  в  10-ти  экспериментов  равно  13,31. 
Абсолютное  отклонение  составляет  0,31,  что  соответствует  2,39%.  Данное 
отклонение является допустимым.   

жүктеу/скачать 5,97 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: