1. Analysis and improvements of the mechanisms for cross-border interchange and activation of the regulating reserves : doctoral dissertationMarcel Topler, 2022, doktorska disertacija Opis: This Doctoral Thesis deals with the mechanisms for cross-border interchange and activation of the regulating reserves (RRs), i.e., Imbalance Netting Process (INP) and Cross-Border Activation of the RRs (CBRR), between participating Control Areas (CAs), to reduce the costs of balancing energy.
The main objective of INP is to interchange the RRs between participating CAs with opposite signs of interchange power variation. In comparison, the main objective of CBRR is to activate the RRs in participating CAs with the same signs of interchange power variation. Both the INP and CBRR aim to release the RRs and reduce balancing energy as part of the power system's safe operation.
The Thesis's main objective is to analyze the impact of the mechanisms for cross-border interchange and activation of the RRs on mutual oscillations of participating CAs and stability for small disturbances. The Thesis's secondary objective is to analyze the impact of the INP and CBRR on frequency quality, on the provision of Load-Frequency Control (LFC), on balancing energy and unintended exchange of energies between participating CAs.
Frequency quality in Continental Europe (CE) has been declining in recent years, so it is important that the mechanisms for cross-border interchange and activation of the RRs do not further impair its quality.
Both the classic INP and CBRR include a frequency-dependent contribution and, therefore, inherently affect the frequency response of the participating CAs, which is not discussed in the literature. Thus, the impact of the classic INP and CBRR on frequency quality and the provision of LFC is thoroughly evaluated with dynamic simulations of a three-CA test system and eigenvalue analysis of a two-CA system. It is demonstrated that both the classic INP and CBRR reduce the damping of the entire power system.
Therefore, a modified implementation of the classic INP and CBRR is presented, and improved INP and CBRR are proposed, which have no impact on the mutual oscillations of participating CAs and stability for small disturbances.
Furthermore, the dynamic simulations results confirm that the frequency quality can be improved by the classic INP and CBRR, although there are also cases where it can deteriorate. However, the improved INP and CBRR generally improve the frequency quality in all cases. The improved INP and CBRR also enhance the provision of LFC compared to the classic INP and CBRR. Moreover, the improved INP and CBRR reduce the unintended exchange of energies, thus increasing the economic effects of the INP's and CBRR's activation.
The improved INP increases energy exchange, therefore positive economic benefits can be expected in comparison to the system with the classic INP.
However, the improved CBRR reduces energy exchange, therefore positive economic benefits can be expected in comparison to the system with the classic CBRR, since energy exchange is paid by CA via bidding process.
Ključne besede: load-frequency control, imbalance netting, cross-border activation, balancing
energy, regulating reserves, eigenvalue analysis, performance indicators, area control error, rate of change of frequency, control area
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 123; Prenosov: 34
 Celotno besedilo (14,64 MB) |
2. Meritve in validacija sklopljenosti in gostote magnetnega polja pri brezžičnem prenosu energije z razsmernikom D-razreda : doktorska disertacijaJure Domajnko, 2022, doktorska disertacija Opis: V disertaciji je predstavljen razvoj merilnih sistemov, ki se lahko uporabljajo kot pomoč pri razvoju sistemov za brezžični prenos energije. Ker so sistemi za brezžični prenos energije kompleksnejši kakor klasični sistemi, ki energijo prenašajo preko žice, je tudi njihovo oteženo.
Najbolj pomembna parametra pri brezžičnem prenosu energije, s pomočjo induktivne metode sta koeficient sklopljenosti med oddajnim in sprejemnin navitjem in gostota magnetnega polja, preko katerega se energija prenaša. Koeficient sklopljenosti vpliva na izkoristek sistema.
Zaradi zračne reže med oddajnim in sprejemnim navitjem je koeficient sklopljenosti majhen. V primeru neporavnanosti med navitji, koeficient sklopljenosti še dodatno upade.
Za pomoč pri iterativnem načrtovanju in integraciji navitij smo razvili merilni sistem, ki omogoča meritev koeficienta sklopljenosti v 3D prostoru.
Gostota magnetnega polja zraven vpliva na koeficient sklopljenosti, pomembna za določitvi izsevanega magnetnega polja v prostor med samim procesom razvoja in integracije. Zato je bil razvit tudi merilni sistem, ki omogoča meritev gostote magnetnega polja oddajnega navitja, ki se napaja z razsmernikom tipa D.
Ključne besede: induktivni prenos energije, razsmernik razdreda D, gostota magnetnega
polja, magnetometer, koeficient sklopljenosti
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 119; Prenosov: 26
Celotno besedilo (22,96 MB) |
3. Brezžični prenos energije z dvojnim DD navitjem : doktorska disertacijaNataša Prosen, 2022, doktorska disertacija Opis: V tej nalogi je predstavljen razvoj nove strukture oddajnih in sprejemnih navitij za brezžični prenos energije. Razvita nova struktura navitij je zasnovana na osnovi navitij z usmerjenim magnetnim pretokom. Navitja omogočajo prenos večje gostote moči na enaki površini, kot že znana navitja. Zaradi razlike v novi strukturi navitij je bilo potrebno prilagoditi tudi sam sistem za brezžični prenos energije. Predstavljeni sta dve strukturi pretvornikov za vzbujanje navitij, ki omogočata prenos večje gostote moči.
Za potrebe regulacije sistema z novo strukturo navitij, je bil izdelan linearni, malo-signalni model sistema. Na podlagi simulacije s programom Matlab, so bili izdelani in preizkušeni različni regulatorji. Načrtana sta bila regulator izhodne napetosti in regulator izhodnega toka.
Na koncu je bilo delovanje nove strukture navitij preverjeno tudi na eksperimentalnem sistemu za brezžični prenos energije manjše moči. Primerjali smo izkoristek sistemov in največjo preneseno moč. Preizkusili smo integracijo tokovne in napetostne regulacije.
Ključne besede: brezžični prenos energije, induktivni prenos energije, razvoj navitij, DD
navitja, večja gostota prenosa moči, napetostna in tokovna regulacija
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 271; Prenosov: 98
Celotno besedilo (22,26 MB) |
4. Sledenje spremembam impulznih odzivov v nestacionarnih večkanalnih konvolutivnih mešanicah impulznih izvorov, uporabljeno pri analizi površinskih elektromiogramov : doktorska disertacijaMatej Kramberger, 2022, doktorska disertacija Opis: V doktorski disertaciji obravnavamo sledenje in napovedovanje sprememb impulznih odzivov v nestacionarnih konvolutivnih mešanicah impulznih izvorov in njun vpliv na uspešnost razpoznave impulznih izvorov. Pri tem izhajamo iz lastnosti večkanalnih površinskih elektromiogramov (EMG), v katerih predstavljajo impulzni odzivi akcijske potenciale motoričnih enot (APME), impulzni izvori pa nosijo informacije o trenutkih proženja posameznih motoričnih enot (ME). Med dinamičnimi ali utrujajočimi skrčitvami skeletnih mišic se APME v času zvezno spreminjajo in v doktorski disertaciji pokažemo, da je to spreminjanje vsaj odsekovno linearno, torej lahko spreminjanje APME obravnavamo kot zaporedje linearnih sprememb. Ker so APME bistven gradnik filtrov ME, s katerimi iz večkanalnih površinskih signalov EMG ocenimo vlake impulzov ME, nam napovedovanje sprememb APME omogoča dekompozicijo večkanalnih površinskih signalov EMG v prožilne trenutke ME.
V doktorski disertaciji omenjeno spoznanje vgradimo v Kalmanov filter za napovedovanje sprememb APME v posameznem kanalu signalov EMG, rezultate Kalmanovega napovedovanja posameznih kanalov pa združimo v celovito napoved filtra ME v danem časovnem trenutku. Omenjeno rešitev ovrednotimo na sintetičnih in eksperimentalnih večkanalnih površinskih signalih EMG, ki so posneti iz dvoglave nadlahtne mišice (biceps brachii) ter mišice palca roke (abductor pollicis brevis). Skrbno preučimo vpliv parametrov Kalmanovega filtra na uspešnost filtrov ME in predlagamo njihove optimalne vrednosti. Ker se med posameznimi mišicami in eksperimentalnimi protokoli razlikujejo dinamike spreminjanja APME, se med posameznimi eksperimentalnimi protokoli razlikujejo tudi optimalne vrednosti Kalmanovega filtra.
Statistična primerjava z ostalimi obstoječimi metodami za dekompozicijo večkanalnih površinskih signalov EMG, predvsem s predhodno objavljeno ciklostacionarno kompenzacijo konvolutivnih jeder (angl. cyclostationary Convolution Kernel Compensation - csCKC), pokaže, da daje opisan način sledenja in napovedovanja APME statistično značilno boljše rezultate od obstoječih metod. Na sintetičnih dinamičnih večkanalnih površinskih elektromiogramih dvoglave nadlaktne mišice zazna nova metoda 9,9 ± 2,2 ME, in sicer s senzitivnostjo 93,1 ± 7,8 % in preciznostjo 98,2 ± 2,6 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 3,8 ± 1,8 ME, in sicer s senzitivnostjo 78,7 ± 15,1 % in preciznostjo 97,6 ± 3,4 %. V sintetičnih večkanalnih površinskih elektromiogramih mišice palca roke, tvorjenih med izdatnim izometričnim utrujanjem mišice, zazna prestavljena metoda 10,4 ± 2,3 ME, in sicer s senzitivnostjo 89,3 ± 23,6 % in preciznostjo 90,0 ± 18,9 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 5,4 ± 1,1 ME, in sicer s senzitivnostjo 61,3 ± 41,2 % in preciznostjo 66,0 ± 36,9 %.
Metodo ovrednotimo tudi na eksperimentalnih signalih z neznanimi trenutki proženj motoričnih enot. V tem primeru kot referenčne vrednosti vzamemo rezultate metode csCKC, ki jih je dodatno pregledal in uredil ekspert. V primeru utrujanja mišice palca roke nam novo predlagana metoda zazna 10,6 ± 5,5 ME, in sicer s senzitivnostjo 91,8 ± 15,9 % in preciznostjo 92,7 ± 10,7 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 3,6 ± 3,0 ME, in sicer s senzitivnostjo 69,5 ± 30,2 % in preciznostjo 74,0 ± 26,0 %.
Predstavljena metoda torej statistično značilno (p<0,01) presega učinkovitost do sedaj razvitih metod za dekompozicijo nestacionarnih večkanalnih površinskih elektromiogramov in je primerna tudi za preučevanje skrčitev, v katerih se oblike akcijskih potencialov motoričnih enot ne ponavljajo v ciklih. Med takšne primere sodijo samo enkrat izvedeni gibi in utrujanja skeletnih mišic. S tem predlagana metoda bistveno nadgrajuje prej objavljeno metodo csCKC, ki gradi ravno na ciklostacionarnosti površinskih elektromiogramov med ponavljajočimi neutrujajočimi meritvami.
Ključne besede: Motorične enote, akcijski potencial motorične enote, večkanalni površinski elektromiogram, dinamične skrčitve skeletnih mišic, utrujanje, dekompozicija sestavljenih signalov, prožilni trenutki motoričnih enot
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 134; Prenosov: 23
Celotno besedilo (13,88 MB) |
5. Three-Phase load current reconstruction using singleshunt current measurement and modified vector modulation for three-level DC-AC converter : doctoral dissertationHaris Kovačević, 2022, doktorska disertacija Opis: This doctoral thesis focuses on the development of Space Vector Modulation (SVM) techniques adjusted for single-shunt current measurement and applied to the three-level three-phase voltage source inverter. Based on the single-shunt current measurement, three-phase load currents are then reconstructed.
An overview of existing multilevel topologies and their main operating principles is provided within the thesis. To evaluate proposed SVM techniques adjusted for single-shunt current measurement, a three-level three-phase diode clamped voltage source inverter topology is selected. The main advantages of the selected topology are high efficiency, reduced semiconductor stress, the low capacitance of DC-link capacitors, etc. To reconstruct the three-phase load currents, a single-shunt is positioned inside the middle branch of the DC-link.
An overview of existing modulation techniques for two-level and multilevel inverters is provided within the thesis. To reconstruct three-phase load currents, three SVM methods are proposed within the thesis. Due to the lack of a current measurement window, while the voltage vector is positioned near sector or region boundary areas, additional modifications are required. The first SVM method shifts the SVM signals to ensure the minimum current measurement window needed for measurement with minimum additional vector injection. Such an approach ensures the high modulation index values greater than 0.8 with the smallest current ripple due to the SVM signal symmetry. The second method intentionally injects the colinear voltage vector into the existing vector combination to ensure the minimum time window required for current measurement. As a drawback, a smaller modulation index compared to the first method can be achieved. As an advantage, a very low modulation index of less than 0.2 can be achieved. The third method simplifies the second method by using a single SVM pattern. Such a method can be used only for very low modulation indexes and can be applied for two-level and three-level inverters.
The proposed SVM methods are implemented within the Digital Signal Processor (DSP). Experimental results confirm the proper operation of the proposed methods applied to the three-level diode clamped voltage source inverter.
Ključne besede: single-shunt, three-level inverter, SVM modification, current reconstruction, vector injection
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 73; Prenosov: 6
Celotno besedilo (12,21 MB) |
6. Metoda ocenjevanja kinematičnih zmožnosti robota za optimizacijo lege obdelovanca v primeru robotske površinske obdelave : doktorska disertacijaSaša Stradovnik, 2022, doktorska disertacija Opis: Robotska površinska obdelava geometrijsko razgibanih obdelovancev predstavlja eno izmed zahtevnejših robotskih nalog, sploh v primeru kolaborativnih robotskih sistemov, kjer so razpoložljive kinematične zmožnosti precej zmanjšane v primerjavi s klasičnimi industrijskimi roboti. Da bi zagotovili izvedljivost takšne robotske naloge in na ta način zagotavljali fleksibilnost robotske aplikacije, je potrebno oceniti te sposobnosti pred samo izvedbo robotske površinske obdelave. Z namenom določitve natančne in fizikalno konsistentne informacije o maksimalnih sposobnostih ob upoštevanju želenih tehnoloških zahtev, bomo v sklopu doktorske disertacije predstavili metodo DTF (ang. Decomposed Twist Feasiblity). Ocenjevanje maksimalnih izvedljivih hitrosti vrha robota izhaja iz ideje o dekompoziciji translacijskega in rotacijskega gibanja, ob upoštevanju tipičnih zahtev robotske površinske obdelave, kjer je zahtevano sinhrono translacijsko-rotacijsko gibanje. Predlagana metoda DTF bo predstavljena skupaj z uveljavljenim konceptom politopa manipulabilnosti. Za razliko od obstoječih metod, ki ocenjujejo kinematične zmožnosti robota v uteženem prostoru zasuka ali obravnavajo translacijski in rotacijski podprostor ločeno, predlagan pristop ponuja natančno določitev skupnih kinematičnih sposobnosti, kar je pogosto zahtevano v primeru robotske površinske obdelave. Numerični rezultati, predstavljeni v tej doktorski disertaciji prikazujejo uporabnost predstavljene metode v primeru optimizacije lege obdelovanca vnaprej poznane znane tehnološke poti, definirane po površini obdelovanca.
Ključne besede: robotska površinska obdelava, izvedljivost robotske naloge, kinematične sposobnosti robota, elipsoid manipulabilnosti, politop manipulabilnosti, dekompozicija gibanja, metoda DTF, optimizacija lege obdelovanca
Objavljeno v DKUM: 09.03.2023; Ogledov: 188; Prenosov: 103
Celotno besedilo (13,46 MB) |
7. Vpliv zgodovine sprememb vrednosti programskih metrik na napovedovanje trendov vzdrževalnosti odprtokodnih javanskih programskih knjižnicMitja Gradišnik, 2022, doktorska disertacija Opis: Učinkovitost procesa vzdrževanja programskih produktov, ki lahko neposredno vpliva na številne vidike uspešnosti projektov razvoja programskih produktov, vrednotimo skozi različne aspekte, kot so količina vloženega časa, človeški viri ali količina porabljenih finančnih sredstev. Kot ekonomsko učinkoviti veljajo programski produkti, ki jih je mogoče v fazi vzdrževanja hitro in z minimalnim vložkom človeških virov prilagoditi novim potrebam uporabnikov. Sledenje je mogoče enostavno doseči, če so programski produkti grajeni kakovostno.
Merjene programskih metrik in vrednotenje notranje strukture daje vpogled dosežene stopnje kakovosti programskega produkta v njegovi opazovani različici. Vrednotenju kakovosti je sicer mogoče dodatno pripeti dimenzijo časa, in sicer tako, da opazujemo njeno spreminjanje tekom evolucije produkta iz različice v različico. Na podlagi vzorcev spreminjanja notranjih atributov izluščenih iz obstoječih programskih produktov je mogoče izgraditi napovedne modele, s katerimi napovemo trende njihovega gibanja v prihodnje. Slednje daje podlago izogibanju pastem, ki jih prinaša slabo vzdrževalna programska oprema. V okviru doktorske disertacije preučujemo programske knjižnice, ki v zadnjem času predstavljajo močan pospeševalnik ponovne uporabe pri razvoju programske opreme. Vodilo predstavljene raziskave tako predstavlja zmožnost uspešnega napovedovanja gibanja vzdrževalnosti programskih knjižnic na podlagi sprememb produktnih programskih metrik predhodnih različic v njihovi sledeči različici.
Čedalje boljša sprejetost programskih knjižnic pri razvoju programskih produktov v zadnjem obdobju predstavljata motivacijo, da se v okviru raziskave v ospredje postavi ravno programske knjižnice. Pridobljen vzorec 40 prostodostopnih odprtokodnih javanskih programskih knjižnic nudi osnovo statistični analizi spreminjanja vzdrževalnosti tekom evolucije različic programskih knjižnic. Opravljene analize spreminjanje vzdrževalnosti tekom različic osvetlijo tako na nivoju programskih knjižic kot na nivoju razredov, ki te knjižnice gradijo. Predvsem preučevanje vpliva sprememb vrednosti programskih metrik izmerjenih nad razredi programskih knjižnic predstavlja temelj preučevanja zmožnosti uspešnega napovedovanje trendov gibanja vzdrževalnosti.
Ovrednotenje informacijskega doprinosa, ki ga zgodovina sprememb vrednosti programskih metrik doprinese h kakovosti napovednih modelov vzdrževalnosti, predstavlja pomemben element zastavljene raziskave. Doprinos zgodovine sprememb vrednosti programskih metrik napovednim modelov vzdrževalnosti ovrednotimo s pomočjo eksperimenta, v katerem izgradimo in iz vidika kakovosti ocenimo serijo napovednih modelov vzdrževalnosti. Za izgradnjo modelov uporabimo osemnajst različnih razponov zgodovinskih meritev programskih metrik predhodnih različic programskih knjižnic. Pri izbiri pristopov izgradnje napovednih modelov se upiramo na ugotovitve izvedenega sistematičnega pregleda literature.
Ključne besede: kakovost programske opreme, vzdrževalnost programskih produktov, programske knjižnice, evolucija programskih produktov, programske metrike, napovedni modeli vzdrževalnosti
Objavljeno v DKUM: 18.10.2022; Ogledov: 209; Prenosov: 52
Celotno besedilo (4,16 MB) |
8. Standardizirano preverjanje znanja temeljnih konceptov programiranja za nivo osnovne šoleFranc Jakoš, 2022, doktorska disertacija Opis: Preverjanje znanja je bistvenega pomena pri vsakem izobraževalnem procesu. Preverjanje je sestavni del vrednotenja znanja, pri katerem zbiramo odzive učečih, ki povedo, v kolikšni meri učeči dosega učne cilje oz. standarde znanja. Preverjanje znanja ima formativno vlogo oz. temelji na spremljanju znanja učencev in ima izobraževalni namen s ciljem izboljšati učenje in znanje. Področje računalništva v osnovni šoli nima veljavnih in zanesljivih inštrumentov za preverjanje znanja v pedagoške in raziskovalne namene. Zveza učiteljev računalniške znanosti (angl. Computer Science Teachers Association - CSTA) predlaga razvoj inštrumentov, ki upoštevajo učne cilje iz učnih načrtov in so neodvisni od programskih jezikov. V disertaciji obravnavamo možnosti prilagoditve standardnih metod za izdelavo inštrumentov za preverjanje znanja iz uvodnega programiranja v osnovni šoli. Raziskujemo možnost izdelave novega inštrumenta za preverjanje znanja temeljnih konceptov programiranja neodvisno od programskih jezikov in izobraževalnih okolij. V postopku izdelave inštrumenta upoštevamo predpostavke in omejitve poučevanja uvodnega programiranja v osnovni šoli in analiziramo artefakte za presojo veljavnosti in zanesljivosti inštrumenta.
Cilj te disertacije je oblikovanje nove metodologije, ki bo omogočala izdelavo veljavnih in zanesljivih inštrumentov za preverjanje znanja temeljnih konceptov uvodnega programiranja v osnovni šoli neodvisno od programskih jezikov in izobraževalnih okolij. V ta namen smo predlagali štiri prilagoditve standardnih metod: dodaten korak za preverjanje neodvisnosti nalog od programskih jezikov in izobraževalnih okolij, poenostavitev postopka za identifikacijo zmotnih prepričanj in drugih težav učečih pri uvodnem programiranju, kombinacijo raziskovalnih in statističnih metod za presojanje nekaterih merskih lastnosti inštrumenta, dodaten korak za napovedovanje primernosti nalog z metodami strojnega učenja. Prilagoditve analiziramo v sklopu petih študij in odgovorimo na sedem raziskovalnih vprašanj. Najprej opredelimo konceptualno vsebino, ki jo želimo preverjati. Nato predlagamo enovit konstrukt nalog, s pomočjo katerega so oblikovane vse naloge v raziskavi. V postopku oblikovanja nalog odprtega tipa preverjamo neodvisnost nalog od programskih jezikov in izobraževalnih okolij. V postopku izdelave nalog izbirnega tipa analiziramo možnosti oblikovanja nepravilnih odgovorov (motilcev) na podlagi izsledkov analize izzivanja zmotnih prepričanj in drugih težav učečih. V zaključku postopka obravnavamo vse zbrane artifakte za presojo veljavnosti in zanesljivosti inštrumenta in testiramo metode strojnega učenja za napovedovanje primernosti nalog. Na koncu predstavimo novo metodologijo v obliki urejenega seznama vseh korakov in diagrama poteka korakov.
Nova metodologija omogoča standardizirano izdelavo veljavnih in zanesljivih inštrumentov za preverjanje temeljnih konceptov uvodnega programiranja na nivoju osnovne šole. Nastali inštrumenti bodo primerno težavni in občutljivi za zmožnosti učencev in bodo preverjali različne taksonomske stopnje znanja.
Ključne besede: preverjanje znanja, uvodno programiranje, računalništvo v osnovni šoli, veljavnost in zanesljivost inštrumenta, zmotna prepričanja pri programiranju
Objavljeno v DKUM: 18.10.2022; Ogledov: 234; Prenosov: 49
Celotno besedilo (10,97 MB) |
9. Ocenjevanje ranljivosti gesel na napad z opazovanjem : doctoral dissertationLeon Bošnjak, 2022, doktorska disertacija Opis: Problem preverjanja pristnosti ostaja eden ključnih izzivov na področju informacijske varnosti. Zaznamujejo ga naraščujoče varnostne pomanjkljivosti besedilnih gesel, ki že pol stoletja vztrajajo kot prevladujoč način avtentikacije. V tem času so bile predlagane metode, ki skušajo nadomestiti besedilna gesla, čeprav njih same odražajo druge pomanjkljivosti. Med predlaganimi izstopajo grafična gesla kot ena izmed alternativ, ki izboljšuje odpornost na napade s surovo silo, hkrati pa dosega zadostno raven uporabnosti ter enostavnosti. Kljub temu bi grafična gesla zaradi izpostavljenosti vizualnih elementov lahko bila ranljiva na napade z opazovanjem.
Napad z opazovanjem je tehnika socialnega inženiringa, ki se pogosto obravnava v kontekstu grafične avtentikacije. Ne glede na to je ranljivost na tovrstni napad redko ocenjena empirično, obstoječe evalvacije pa so slabe kakovosti in veljavnosti. Glavni namen raziskave je bil preučiti razloge za slabe evalvacije ranljivosti na napad, ter oblikovati ustrezne metodološke izboljšave, ki bi raziskovalcem omogočili visoko-kakovostno vrednotenje te ranljivosti.
V raziskovalni fazi smo opravili sistematičen pregled literature o napadu z opazovanjem. Preiskava je odkrila dva glavna problema. Prvič, v literaturi je uporabljenih mnogo različnih meritev ranljivosti, predvsem zaradi omejenega razumevanja napada ter številnih dejavnikov, ki nanj vplivajo. Drugič, poskusi napadov so običajno zasnovani na podlagi poljubnih in spontanih odločitev, saj se raziskovalci pogosto zanašajo na lastno intuicijo in strokovno znanje, da določijo posebne okoliščine, v katerih so dane metode ranljive na takšen napad.
Da bi rešili problem merjenja občutljivosti na napad z opazovanjem, smo iz vseh možnih metrik sestavili ansambel. Individualne metrike smo normalizirali in prilagodili tako, da upoštevajo tudi delno pravilna ugibanja znakov gesla. Nato smo posamezne metrike združili v sestavljene na podlagi skupnih lastnosti. Takšen pristop je omogočal splošno in poglobljeno analizo dovzetnosti določene metode na napad z več zornih kotov. To raziskovalcem omogoča, da raziščejo možne dejavnike in druge prikrite razloge, zakaj je določena metoda dovzetna na napad z opazovanjem.
Ansambel smo integrirali v ogrodje za ocenjevanje ranljivosti na napad z opazovanjem. Vseboval je nabor 30 parametrov: 10 za opis vidikov načrtovanja metode in ugotavljanja okoliščin, v katerih bi metoda lahko bila ranljiva na napad, in dodatnih 20 za določitev najprimernejšega eksperimentalnega postopka na podlagi modela tveganj. Ogrodje smo zasnovali z namenom, da bi raziskovalcem zagotovili metodološki aparat, ki bi omogočal visoko-kakovostno načrtovanje in izvedbo eksperimentov napada z opazovanjem. Za dosego tega cilja pričakujemo revizije in izboljšave ogrodja na osnovi na novo pridobljenega znanja iz izvedenih eksperimentov.
Ustreznost ogrodja za ocenjevanje ranljivosti in metričnega ansambla smo preverili v živem eksperimentu, v katerem je 276 udeležencev prevzelo vlogo zlonamernih in naključnih opazovalcev, ki napadajo tri avtentikacijske metode: besedilna gesla, sistem gesel za spreminjanje iger, in asociativne sezname. Osem eksperimentalnih skupin smo primerjali in analizirali vse metrike ranljivosti na napad ter čase prijave v različnih eksperimentalnih pogojih. Rezultati potrjujejo, da so grafične metode zaradi izpostavljenosti vizualnih elementov in transparentnosti interakcije človek-računalnik bolj dovzetne na tovrsten napad.
Disertacija ključno prispeva k objektivnem in celovitem načinu ocenjevanja ranljivosti na napad z opazovanjem. Z izpopolnjevanjem ocenjevalnega ogrodja in metričnega ansambla ranljivosti pričakujemo izboljševanje kakovosti tovrstnih empiričnih raziskav. Nadejamo se, da bo pridobljeno znanje povečalo naše razumevanje napada z opazovanjem in spodbudilo zasnovo novih avtentikacijskih mehanizmov, odpornih na napad z opazovanjem.
Ključne besede: avtentikacija, besedilna gesla, grafična gesla, napad z opazovanjem, ocenjevanje ranljivosti, eksperimentalni načrt
Objavljeno v DKUM: 12.08.2022; Ogledov: 495; Prenosov: 97
Celotno besedilo (16,43 MB) |
10. Razvoj zračno sklopljenega georadarja za detekcijo eksplozivnih teles na brezpilotnem zrakoplovu : doktorska disertacijaDanijel Šipoš, 2022, doktorska disertacija Opis: Doktorska disertacija predstavlja razvoj zračno sklopljenega georadarja za detekcijo eksplozivnih teles pod površino zemlje za primarno uporabo na brezpilotnem zrakoplovu (UAV-ju). Ker je teža in avtonomija takšnega UAV-ja izjemno kritična, to zahteva posebno skrb pri razvoju takšnega georadarskega sistema. S tem namenom je izdelan georadar, ki oddaja kontinuirano valovanje s stopničastim frekvenčnim korakom (SFCW). Uporaba te metode ter skrbno načrtovanega sprejemnika, ki temelji na hibridni analogno-digitalni super-heterodinski arhitekturi je na koncu izločila potrebo po močnostnem ojačevalniku oddanega signala. Takšen pristop nam je omogočil izdelati celoten sistem z uporabo integriranih elektronskih komponent in s tem zagotoviti nizko porabo električne energije ter kompaktno izvedbo. Kljub vsemu pa sistem nudi resolucijo v nekaj centimetrskem območju, kar omogoča detekcijo tudi najmanjših eksplozivnih teles. Sistem je preizkušen v laboratorijskem okolju, kot tudi na testnem poligonu v kombinaciji s komercialnim brezpilotnim zrakoplovom. Z namenom, da bi zagotovili še večjo uspešnost detekcije, smo še vpeljali uporabo polarizacije, ki obstoječo georadarsko sliko razširi na večkanalno. Dodatno smo prav tako razvili sistem za odpravljanje nezaželenih odbojev, ki slednje odstrani že na samem vhodu sprejemnika; s tem pa omogoči, da tarče interesa, ki so ponavadi šibke, dodatno ojačamo.
Ključne besede: georadar, brezpilotni zrakoplov, zračno sklopljen, detekcija eksplozivnih teles, kontinuirano valovanje s stopničastim frekvenčnim korakom (SFCW)
Objavljeno v DKUM: 12.08.2022; Ogledov: 464; Prenosov: 141
Celotno besedilo (26,26 MB) |
