ПРОБЛЕМА СТІЙКОСТІ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ В УМОВАХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ЗБОЇВ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.3.3Ключові слова:
інформаційно-комунікаційні мережі, стійкість інформаційно-комунікаційних систем, енергетичні збої, блекаут, кібербезпека, проактивне управління, прогнозування ризиків, машинне навчання, критична інфраструктураАнотація
Метою статті є аналіз загроз для інформаційно-комунікаційних мереж (Information-Communication Networks – ICN) через перебої в живленні та розробка проактивної системи для підвищення їхньої стійкості.Методологія. Дослідження базується на аналізі статистичних даних про зростання частоти блекаутів (на 64% більше збоїв у США за 2011–2021 роки порівняно з попереднім десятиліттям) та оцінці їхніх наслідків, таких як економічні збитки (понад 400 млн євро на Піренейському півострові) та втрата даних у енергозалежній оперативній пам’яті (RAM), що призводить до пошкодження системних файлів і каскадних збоїв у хмарних дата- центрах. Традиційні методи захисту (ДБЖ, генератори) оцінено як недостатні через високу вартість, експлуатаційні витрати, деградацію обладнання та залежність від людського фактора. Запропоновано проактивну систему прогнозування ризиків, яка використовує методи машинного навчання (ARIMA, LSTM) для аналізу історичних даних енергомереж (напруга, частота), метеорологічних факторів і даних операторів енергосистем. Система обчислює інтегральний показник ризику та автоматично запускає захисні сценарії для мінімізації збитків.Наукова новизна. Новизна полягає в розробці проактивної системи прогнозування ризиків для ICN на основі машинного навчання, яка передбачає потенційні блекаути, замість реактивного реагування. Інтегральний показник ризику, що враховує енергетичні, метеорологічні та операційні дані, є унікальним інструментом для автоматичного запуску захисних сценаріїв, що знижує залежність від людського фактора та дорогого обладнання.Це рішення підвищує фізичну та кіберзахищеність мереж, мінімізуючи вразливості до каскадних збоїв, що є новим у порівнянні з традиційними підходами.Висновки. Зростання частоти та масштабів блекаутів вимагає переходу до проактивних рішень. Запропонована система прогнозування на основі машинного навчання забезпечує своєчасне реагування на загрози, мінімізує збитки для інформаційних, програмних і апаратних компонентів ICN, підвищує кібербезпеку та забезпечує безперервність роботи в умовах енергетичних збоїв.
Посилання
Бойко В., Василенко М., Слатвінська В. Моделювання живучості та відновлення інформаційно-комунікаційних мереж в умовах дії кіберзагроз. Інформаційні технології та суспільство. 2024. № 1 (12). С. 13–19. URL: https://journals.maup.com.ua/index.php/it/article/view/3143.
A major Google Cloud outage was caused by uninterruptible power supplies being interrupted. URL: https://www.techradar.com/pro/a-major-google-cloud-outage-was-caused-by-uninterruptible-power-supplies-being-interrupted, 2023.
Aalto University. Machine learning helps to predict blackouts caused by storms. URL: https://www.aalto.fi/en/news/machine-learning-helps-to-predict-blackouts-caused-by-storms-0, 2019.
American Society of Civil Engineers (ASCE). 2021 Report Card for America’s Infrastructure: Energy. American Society of Civil Engineers; URL: https://infrastructurereportcard.org/cat-item/energy-infrastructure/, 2021.
Carreras B. A., Colet P., Reynolds-Barredo J. M., Gomila D. Assessing Blackout Risk With High Penetration of Variable Renewable Energies. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 132663–132674.
Carreras B. A., Newman D. E., Dobson I. North American Blackout Time Series Statistics and Implications for Blackout Risk. IEEE Transactions on Power Systems. 2016. Vol. 31, No. 6. P. 4406–4414.
Central C. Surging Weather-Related Power Outages. URL: https://www.climatecentral.org/climate-matters/surging-weather-related-power-outages, 2021.
Connexion France. French mobile network operator SFR hit by major outage. URL: https://www.connexionfrance.com/news/french-mobile-network-operator-sfr-hit-by-major-outage/730194, 2023.
Data Center Dynamics. UPS issue caused Google Cloud’s March outage. URL: https://www.datacenterdynamics.com/en/news/ups-issue-caused-google-clouds-march-outage/, 2023.
Farooq U., Bass R. B. Frequency Event Detection and Mitigation in Power Systems: A Systematic Literature Review. IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 61494–61519.
Florin M.-G., Iosif M. R., Daniel F. N., Mihai S. A., Mihai P.-S., Alin C. E., Ioan S., Eugen S. G., Obretenova M. I. Assessment of Vulnerabilities and Risks That May Generate Energy Crises – Blackout. Preprints, 2025. URL: https://doi.org/10.20944/preprints202504.0815.v1.
Ghasemkhani B., Kut R. A., Yilmaz R., Birant D., Arıkök Y. A., Güzelyol T. E., Kut T. Machine Learning Model Development to Predict Power Outage Duration (POD): A Case Study for Electric Utilities. Sensors. 2024. Vol. 24, No. 13.
Google Cloud. Incident Report for us-east5-c outage on March 14, 2023: Incident Report N3Dw7nbJ7rk7qwrtwh7X. Google Cloud; URL: https://status.cloud.google.com/incidents/N3Dw7nbJ7rk7qwrtwh7X, 2023.
Google Cloud. Incident Report for us-east9-a on April 25, 2023: Incident Report dS9ps52MUnxQfyDGPfkY. Google Cloud; URL: https://status.cloud.google.com/incidents/dS9ps52MUnxQfyDGPfkY, 2023.
Hines P., Apt J., Talukdar S. Trends in the history of large blackouts in the United States. 2008. IEEE Power and Energy Society General Meeting – Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century. 2008. Р. 1–8.
Onaolapo A. K., Carpanen R. P., Dorrell D. G., Ojo E. E. Event-Driven Power Outage Prediction using Collaborative Neural Networks. IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2023. Vol. 19, no. 3. P. 3079–3087.
Powerquality.blog. UPS Problem at Datacenter. URL: https://powerquality.blog/2025/03/17/ ups-problem-at-datacenter/, 2025.
Ratnam E. L., Baldwin K. G. H., Mancarella P., Howden M., Seebeck L. Electricity system resilience in a world of increased climate change and cybersecurity risk. The Electricity Journal. 2020. Vol. 33, 9. 106833. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1040619020301251.
Unipower. What Caused the Big Blackout in Spain and Portugal? URL: https://www.unipower.se/news/what-caused-the-big-blackout-in-spain-and-portugal/, 2025.
Wu Y.-K., Chang S. M., Hu Y.-L. Literature Review of Power System Blackouts. Energy Procedia. 2017. Vol. 141. P. 428–431. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610217354619.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
