MULTI-AGENT MODEL FOR MANAGING CYBERSECURITY OF A TRANSPORT TELECOMMUNICATIONS NETWORK

DOI: 10.31673/2409-7292.2026.011588

Abstract

The article considers the problem of building an effective cybersecurity management system for a transport
telecommunications network (TTM) in the context of increasing scalability, dynamism, and partial observability of network
processes. The feasibility of using a hierarchical multi-agent approach as a methodological basis for forming an adaptive and
fault-tolerant management system is substantiated. A formalized description of a hierarchical multi-agent model is proposed,
within which the functions of monitoring, threat detection, risk assessment, and response are distributed between agents of
different levels in accordance with their goals, time scales, and resource constraints. The model implements the principles of
hierarchical decomposition, combining local autonomy with global coordination, and the phased involvement of protection
mechanisms depending on the complexity of cyber threats. A system of performance indicators has been developed and
generalized weighting coefficients have been determined for forming an integral criterion for evaluating alternative TTM
cybersecurity management architectures. The comparative analysis of centralized, decentralized and hierarchical centralized
systems demonstrated the advantages of the hierarchical multi-agent model in terms of adaptability, stability, response time and
consistency of management decisions. The results obtained confirm the prospects of using the proposed approach for creating
scalable and intelligent cybersecurity management systems for transport telecommunication networks.
Keywords: hierarchical multi-agent system, cybersecurity, cybersecurity management, transport telecommunication
network, distributed management.

References
1. Голь, В. Д., & Ірха, М. С. (2021). Телекомунікаційні та інформаційні мережі. Київ, ІСЗЗІ КПІ ім. Ігоря
Сікорського, 250 с. https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/35d4a2d2-53ed-453f-9bcd-fa883a982f53/content.
2. Khoroshko, V., Khokhlachova, Y., & Vyshnevska, N. (2023). Decomposition of Computer Network
Technology In Their Design. Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 29(3), 130–137.
https://doi.org/10.18372/2225-5036.29.18072.
3. Пановик, У. П. (2024). Кібербезпека в Телекомунікаційних Мережах та Системах. Наукові Записки,
1(68), 122–135. https://nz.uad.lviv.ua/media/1-68/13.pdf
4. Khavina, I. P., Hnusov, Yu. V., & Mozhaiev, O. O. (2022). Development of multi-agent information security
management system. Law and Safety, 87(4), pp. 171–183. https://doi.org/10.32631/pb.2022.4.14.
5. Кітура, О. В. (2023). Методика формування системи управління транспортною мережею зв'язку. Дис.
докт. філософії за спец. 172 “Телекомунікації та радіотехніка”. Київ, ДУТ, 133 с. https://duikt.edu.ua/
uploads/p_2625_85571738.pdf.
6. Дакова, Л. В. (2023). Мультиагентні моделі керування та самоорганізації в мережах 5-го покоління.
Зв’язок, 5, 9–14. https://doi.org/10.31673/2412-9070.2023.050914.
7. Прокопенко, А. Г. (2024). Метод розподіленого моніторингу телекомунікаційних мереж на основі
агентного підходу. Наукові записки Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій, 2, 104–
115. https://journals.dut.edu.ua/index.php/sciencenotes/article/view/3096/2986.
8. Кубрак, Ю. О., Плечистий, Д. Д., & Романішин, В. В. (2022). Принципи формування мультиагентної
системи штучного інтелекту. Комп’ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво, 48, 76–82.
https://cit.lntu.edu.ua/bot-check.php?destination=/index.php/cit/article/view/372/473.
9. Singh, A. V., Rathbun, E., Graham, E., Oakley, L., Boboila, S., Oprea, A., & Chin, P. Hierarchical Multi-agent
Reinforcement Learning for Cyber Network Defense. arXiv:2410.17351. https://doi.org/10.48550/arXiv.2410.17351.
10. Персунов, Д. О., & Апенько, Н. В. (2025). Інтелектуальні агенти в системах кібербезпеки: концепція
адаптивного захисту на основі ШІ. Штучний інтелект і безпека: науково-практична конференція Інституту
проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України, 04 грудня 2025 р. Київ : ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова
НАН України. 271 с. https://ipme.kiev.ua/wp-content/uploads/2025/12/%D0%97%D0%B1%D1%96%D1%80%D0%
BD%D0%B8%D0%BA-%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%96%D0%B0%D0%BB%D1%96%
D0%B2-%D0%A8%D0%86%D0%91-2025.pdf.
11. Савченко, В. А., & Рибальченко, О. Г. (2024). Побудова ефективної системи мережевої безпеки
підприємства на основі методу аналізу ієрархій показників якості. Сучасний захист інформації, 1(57), 6-14.
https://doi.org/10.31673/2409-7292.2024.010001.
12. Нісфоян, С. С., Сисоліна, Н. П, Савеленко, Г. В. (2020). Розвиток методу аналізу ієрархій як механізму
вибору інвестиційного проєкту на підприємстві. Центральноукраїнський науковий вісник. Економічні науки,
вип. 5(38), 228–237. https://doi.org/10.32515/2663-1636.2020.5(38).228-237.
13. Шаповалова, О. О., & Бурменський, Р. В. (2017). Розробка програмного додатка для реалізації методу
аналізу ієрархій. Системи обробки інформації, 3(149), 45–48. https://doi.org/10.30748/soi.2017.149.09.