Please use this identifier to cite or link to this item:
http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33846| Title: | Масштабування методу спільного фізико-інтелектуального захисту на бортові системи локомотивів |
| Other Titles: | Scaling of the method of joint physical and intellectual protection to on-board systems of locomotives |
| Authors: | Сотник, Василь Олександрович Самсонкін, Валерій Миколайович Sotnyk, Vasyl Samsonkin, Valery |
| Keywords: | бортовий Edge AI фізико-інтелектуальний захист кібербезпека залізниці електромагнітна сумісність ефект Допплера адаптивне STFT INT8-квантування MobileNet поріг Softmax РЕБ-атаки HPM UWB-імпульси Fault Injection випробування Hardware-in-the-Loop кібермоніторинг |
| Issue Date: | 2026 |
| Publisher: | Український державний університет залізничного транспорту |
| Citation: | Сотник В. О. Масштабування методу спільного фізико-інтелектуального захисту на бортові системи локомотивів / В. О. Сотник, В. М. Самсонкін. Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту. 2026. Вип. 217. С. 316-328. |
| Abstract: | UA: У статті обґрунтовано масштабування методу спільного фізикоінтелектуального захисту мікропроцесорної централізації на бортові системи локомотивів.
Розроблено архітектуру захищеного модуля та математичний апарат Edge AI з урахуванням
ефекту Допплера, адаптивного STFT, INT8-квантування і динамічного порогу Softmax.
Виконано Fault Injection випробування, визначено пороги стійкості до РЕБ- та EMI-атак,
запропоновано інтеграцію з централізованим кібермоніторингом залізниці для підвищення
живучості руху. EN: This paper substantiates scaling the combined physical-intelligent protection method, previously developed for stationary microprocessor interlocking cabinets, to onboard locomotive systems operating under fully autonomous (GoA3/GoA4) control. Vulnerability of critical locomotive subsystems to destructive electromagnetic influences is analyzed across three physical paths: the galvanic track circuit of ALSN receiver coils and Eurobalise readers, the airborne radio-channel path of FRMCS/5G-Rail and satellite navigation antennas, and internal locomotive CANbus/MVB/Ethernet data buses exposed to ultra-wideband transient pulses. A hybrid onboard module architecture is proposed, combining a passive multilayer shielded enclosure with vibration damping and an active Edge AI computational core acting as a transparent gateway between antenna inputs and the onboard safety computer. A dedicated mathematical apparatus and AI logic are developed for onboard operation under motion dynamics: dataset engineering accounting for the Doppler frequency shift and pantograph arcing transients; an adaptive Short-Time Fourier Transform with a Gaussian window depending on locomotive speed; INT8 quantization of a lightweight depthwiseseparable convolutional network for fixed-point inference; and a speed-dependent Softmax threshold that tightens automatically at higher speeds to minimize reaction delay. A Hardware-in-the-Loop test stand combining an anechoic chamber, UWB/HPM generators, and a vibration bench determined reversible bit-flip and irreversible burnout thresholds, confirming the effectiveness of nanosecond active protective switches triggered by Edge AI, and a two-tier architecture integrating onboard modules with centralized railway cyber-monitoring for EW threat mapping is outlined. |
| URI: | http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33846 |
| ISSN: | 1994-7852 (рrint); 2413-3795 (оnline) |
| Appears in Collections: | Випуск 217 |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Sotnyk.pdf | 965.05 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.