Розроблення та дослідження системи безпечної маршрутизації роїв дронів із застосуванням алгоритмів нечіткої логіки
Автор: Кузишин Євген Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне проєктування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Кузишин Є.І., Кособуцький П.С. (керівник). Розроблення та дослідження системи безпечної маршрутизації роїв дронів із застосуванням алгоритмів нечіткої логіки. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025 р. Розширена анотація Дана магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню задачі підвищення надійності та безпеки передачі даних у самоорганізованих мережах безпілотних літальних апаратів (FANET). У роботі проаналізовано особливості функціонування роїв дронів, специфіку маршрутизації в умовах високої мобільності вузлів та існуючі загрози інформаційній безпеці, зокрема атаки типу Black Hole. Обґрунтовано неефективність традиційних протоколів MANET для динамічних умов та доцільність застосування інтелектуальних методів прийняття рішень. Розглянуто та імплементовано модифікацію реактивного протоколу AODV шляхом інтеграції нечіткого контролера (Fuzzy Logic Controller) типу Мамдані, який виконує комплексну оцінку якості маршруту на основі метрик залишкової енергії, відносної стабільності та рівня довіри. Також описано розробку модуля безпеки TrustManager для виявлення та ізоляції зловмисних вузлів. Науково-технічна новизна і значення основних положень цієї роботи полягають у вдосконаленні методу маршрутизації в мережах FANET, який, на відміну від існуючих аналогів, використовує комбіновану метрику якості маршруту (Route Score), що одночасно враховує фізичний стан каналу та репутацію вузла. Впроваджено механізм захисту Fail-Safe, який запобігає передачі даних у разі відсутності безпечних шляхів. Значення роботи полягає у створенні алгоритму, що забезпечує високий коефіцієнт доставки пакетів (PDR > 90%) навіть в умовах активних кібератак та критичних перешкод. Проблематика завдання полягала у необхідності нівелювання недоліків стандартного протоколу AODV, таких як вибір нестабільних маршрутів та вразливість до маніпуляцій. В роботі вирішено такі задачі: розроблено математичну модель мережі та систему нечіткого висновку; модифіковано структуру пакетів RREQ/RREP для передачі додаткових метрик; створено програмний симулятор у середовищі MATLAB, що дозволяє візуалізувати топологію та оцінювати ефективність протоколів; проведено порівняльний аналіз, що підтвердив перевагу розробленого методу над аналогами за показниками якості обслуговування (QoS) та кіберстійкості. Ключові слова: FANET, БПЛА, МАРШРУТИЗАЦІЯ, AODV, НЕЧІТКА ЛОГІКА, FUZZY LOGIC, МЕТОД МАМДАНІ, КІБЕРБЕЗПЕКА, BLACK HOLE ATTACK, TRUST MODEL, MATLAB, QOS, PDR, SNR. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Bekmezci I., Sahingoz O. K., Temel S. Flying Ad-Hoc Networks (FANETs): A survey // Ad Hoc Networks. 2013. Т. 11, No 3. С. 1254–1270. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2012.12.004 2. Perkins C., Belding-Royer E., Das S. Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing // RFC 3561. 2003. https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3561 3. Shrewd A. Fuzzy Logic Assisted Position-Based Routing for FANET // Journal of Wireless Networking and Communications. 2020. Т. 10, No 1. С. 1–8. https://doi.org/10.5923/j.jwnc.20201001.02 4. Bibhu V., Subedi R., Budhathoki P. Performance Analysis of Black Hole Attack in MANET using AODV Protocol // International Journal of Computer Applications. 2019. Т. 178, No 47. С. 24–29. https://www.ijcaonline.org/archives/volume178/number47/30008-2019919385