ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МЕТОД КЕРУВАННЯ ВУЗЛАМИ У РОЗПОДІЛЕНИХ ТЕЛЕКО-МУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

Автор(и)

  • Павло Бєляєв Харківського національного університету Повітряних Сил ім. І. Кожедуба, Харків, Україна.
  • Володимир Пастушенко Український державний університет залізничного транспорту, Харків, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18372/2310-5461.68.20737

Ключові слова:

телекомунікації, нейромережа, FOG/EDGE, вузол, топологія, оптимізація, самоорганізація, масштабованість, адаптивність, безпека

Анотація

У статті запропоновано інтелектуальний метод керування вузлами у розподілених телекомунікаційних системах, що ґрунтується на поєднанні нейромережевого прогнозування, адаптивної оптимізації та самоорганізованої координації у середовищах Fog/Edge. Метою розробленого методу є підвищення стійкості та масштабованості процесів керування за умов динамічних змін навантаження, затримок і можливих відмов вузлів. Запропонований підхід, реалізований у вигляді методу SENTRY-L (Secure Neuro-predictive Risk-aware Leader), який забезпечує інтелектуальне прогнозування стабільності вузлів, оцінювання ризиків безпеки та асинхронну передачу повноважень головного координатора без необхідності запуску централізованих виборчих процедур. Особливістю методу є використання нейромережі для побудови моделі поведінки вузлів у кластері, що дозволяє здійснювати прогноз стану кожного вузла на основі поточних значень пропускної здатності, обчислювальних ресурсів, рівня затримки та енергоспоживання. Це дає змогу переходити від реакційного до проактивного типу керування, коли рішення про переобрання координатора приймається до настання відмови. Додатково застосовується Security-Scoring Hub, який формує ризиковий показник і матрицю довіри між вузлами, інтегруючи безпеку в алгоритм координації. Проведене експериментальне моделювання показало, що запропонований метод зменшує середній час реакції на відмову координатора на 27–35 % порівняно з класичними алгоритмами, знижує службові витрати трафіку на 18–22 % і забезпечує стабільність узгодження рішень на рівні 0,94–0,97 при втраті до 10 % пакетів.

Таким чином, метод SENTRY-L забезпечує ефективне, безпечне і адаптивне керування вузлами у розподілених телекомунікаційних системах, поєднуючи функції прогнозування, оптимізації та самоорганізації. Його впровадження дає змогу підвищити масштабованість, адаптивність та стійкість телекомунікаційних мереж Fog/Edge нового покоління, що є особливо актуальним для застосувань у критичних інфраструктурах, безпілотних системах та інтелектуальних транспортних мережах.

Біографії авторів

Павло Бєляєв, Харківського національного університету Повітряних Сил ім. І. Кожедуба, Харків, Україна.

Науковий співробітник

Володимир Пастушенко, Український державний університет залізничного транспорту, Харків, Україна

Аспірант

Посилання

Syvolovskyi, I. M., Lysechko, V. P., Komar, O. M., Zhuchenko, O. S., Pastushenko, V. V. (2024) Analysis of methods for organizing distributed telecommunication systems using the paradigm of Edge Computing. 2024. National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic». Control, Navigation and Communication Systems, 1(75), P. 206-211, https://doi.org/10.26906/SUNZ.2024.1.206.

Syvolovskyi І.М., Lysechko V.Р. (2025) Method for leader node selection and processing pipeline formation in distributed telecommunication systems. – National Aviation University. Science-intensive Technologies. Series: «Electronics, telecommunications and radio engineering», Kyiv, 2025. Vol. 66, № 2, PP. 190-200 https://doi.org/10.18372/2310-5461.66.20311.

Syvolovskyi, I. M., Lysechko V. P. A method of hierarchical clustering of nodes in distributed telecommunication systems using graph algorithms// National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic». Control, Navigation and Communication Systems, Vol. 2, № 80 (2025), P. 255-262, https://doi.org/10.26906/SUNZ.2025.2.255.

Howard H., Mortier R. Paxos vs Raft (2020): Have we reached consensus on distributed consensus? //[Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2004.05074.

Soundarabai A., Rajendran S., Balasubramanian A. (2014) Improved Bully Election Algorithm for Distributed Systems// [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/1403.3255.

Сальник В.В., Гуж О.А., Закусіло В.С., Сальник С.В., Бєляєв П.В. Методика оцінки порушень захищеності інформаційних ресурсів в інформаційно-телекомунікаційних системах. Збірник наукових праць Харківського національного університету Повітряних Сил. 2021. № 4(70). C. 77-82. https://doi.org/10.30748/zhups.2021.70.11.

Wang J., Gupta I. (2023) Churn-tolerant Leader Election Protocols//Proceedings of the 43rd IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2023). – Chicago, IL, 2023. [Online]. Available: https://dprg.cs.uiuc.edu/data/files/2023/ICDCS_2023_LE_Churn.pdf

Ahmad A. 5 Best Leader Election Algorithms for System Design/ A. Ahmad. – Design Gurus, 2025. [Online]. Available: https://www.designgurus.io/blog/5-best-leader-election-algorithms.

Kutten S., Pandurangan G., Peleg D., Trehan A. (2020) Singularly Optimal Randomized Leader Election// [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2008.02782.

Rafailescu C. (2017) Fault Tolerant Leader Election in Distributed Systems//[Online]. Available: https://arxiv.org/abs/1703.02247.

Mo Y., Beal J., Correll N. (2022) Near-optimal knowledge-free resilient leader election // Automatica. [Online]. Available: https://jakebeal.github.io/Publications/Automatica22-LeaderElection.pdf

Wu T. (2021) Privacy-preserving voluntary-tallying leader election for open distributed systems //Information Sciences. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0020025521006198

Ilager S., Venugopal S., Buyya R. (2024) A decentralized and self-adaptive approach for monitoring highly-volatile edge environments // arXiv preprint arXiv:2405.07806. – 2024. [Online]. Available: https://arxiv.org/html/2405.07806v1

Yang H., Zhao X., Lin J. et al. (2022) Lead federated neuromorphic learning for edge artificial intelligence // Nature Communications. [Online]. Available: https://www.nature.com/articles/s41467-022-32020-w

Morabito G., Panarello A., Longo F. (2022) Distributed resource orchestration at the edge based on consensus // Proc. IEEE Symposium on Edge Computing (CEUR Workshop). [Online]. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3785/paper112.pdf.

##submission.downloads##

Опубліковано

10.02.2026

Як цитувати

Бєляєв, П., & Пастушенко, В. (2026). ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МЕТОД КЕРУВАННЯ ВУЗЛАМИ У РОЗПОДІЛЕНИХ ТЕЛЕКО-МУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ. Наукоємні технології, 68(4), 523–533. https://doi.org/10.18372/2310-5461.68.20737

Номер

Розділ

Електроніка, електронні комунікації, приладобудування та радіотехніка