服务自组织途径的信息系统生存性增强

在组件冗余备份的前提条件下,提出一种基于连接迁移技术的服务自组织方法。该方法根据服务处理流程将系统组件分解为通信组件、服务分发组件、数据存储组件;备份组件将其生存性信息实时发送给工作组件,并获取最新服务状态列表,当某一组件生存性最高时,根据组件的功能及其在体系结构中的位置,通过多种连接迁移技术进行服务自组织。利用仿真实验验证了生存性计算的有效性;并通过在网络环境中搭建一个Web服务器证明:在攻击情况下该方法可以有效提高稳态和瞬时的服务可生存性。     

无线传感器网络可生存性评估研究

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)由于其部署环境的特殊性,极易受到恶意攻击或发生故障,故对其可生存性量化评估的研究逐渐受到关注.本文提出了基于连续时间马尔可夫链的WSNs可生存性量化评估模型.该模型给出了遭受恶意节点攻击的WSNs状态转换过程,通过该模型实现了对网络的可靠性(考虑独立失效与相关失效)、可用性及生存性的定量分析.利用仿真实验对模型进行了验证.实验结果表明,所提出的模型能够有效评估WSNs的可生存性,并且可为今后设计高生存性的WSNs提供依据.     

云计算系统认知生存模型及量化分析

从云计算演变而来的云安全已成为网络安全领域新的研究热点,而云安全中的可生存性研究尤为重要。首先分析了云计算系统可生存性的研究现状;然后基于认知计算技术提出云计算系统的认知生存性定义,讨论了云计算系统的认知生存能力;最后使用半马尔科夫性能进程代数（SM-PEPA）对认知生存模型建模,并对其进行了量化评估。仿真试验以认知生存指数作为评估指标,对生存性威胁的构成、抵抗攻击的能力、策略库的知识丰富度以及生存性威胁检测率等参数的取值结合实例模拟对云计算系统认知生存性的影响,通过求解模型的首次通过时间概率密度函数,验证模型对认知生存能力评估的合理性和有效性。     

基于QoS关联分析的分布式系统可生存性评估

可生存性分析技术的研究成果中缺少对运行系统进行在线、实时评估的方法, 而分布式系统的规模逐渐增加使得传统的基于数学模型的方法无法应用. 该文首先分析了服务质量(QoS)是系统生存性能力的外在表现形式; 其次, 提出基于服务质量属性关联分析的分布式系统可生存性层次化评估模型; 再给出了QoS之间关联性的计算方法以及对关键属性及分布式系统可生存性的量化评估方法; 最后, 在实验环境中考察了3种关键服务的一周生存性评估情况, 以及攻击时系统可生存性的变化情况, 并与其他算法进行了对比分析.     

基于连续时间Markov的网络可生存性建模与量化

为了从故障恢复角度对网络可生存性进行全面有效的量化和分析,对网络可生存性建模和量化方法进行了研究。在给出Heegaard故障恢复模型及其状态转换过程的基础上,提出了一种改进的基于连续时间马尔可夫(CTMC)的网络故障恢复模型。改进的模型增加了故障状态模型,减少了故障恢复状态数。结合网络性能模型,提出了一种改进的基于CTMC的网络可生存性模型,模拟了网络故障后的生存状态转移过程。以丢包率作为量化指标,给出一种基于CTMC网络可生存性模型的网络可生存性量化方法,并简化可生存性计算过程。仿真结果表明,给出的建模与量化方法能够对网络可生存性进行更加全面、准确的量化。     

广义收益信息物理系统脆弱性评估方法

提出一种基于广义收益的信息物理系统脆弱性的量化评估方法.从网络的角度分析系统的脆弱性,结合物理设备验证该评估方法的合理性.考虑网络中组件的收益和物理层面的收益,根据信息物理系统网络的拓扑结构,结合链路的失效来评估整个系统的脆弱性.将理想网络和实际网络进行对比,采用传输成本函数、网络平衡条件、网络连通性能、链路重要度等相关指标量化收益最大的传输链路.基于攻防博弈模型,从攻击策略集和防御策略集两方面对各个组件的收益进行量化.借鉴国内外脆弱性标准对物理收益进行量化.综合链路收益、组件收益和物理收益计算广义收益的值.以变电站系统网络为背景进行案例分析和脆弱性仿真.仿真结果表明,该方法能够较全面地分析网络中各条路径的脆弱性,得到广义收益最大(即脆弱性最高)的传输路径.     

SDN-ScaSVNE:可伸缩的SDN生存性虚拟网络映射算法

现有的生存性虚拟网络映射算法无法直接应用于软件定义网络（SDN）,而且大多数算法仅通过扩展虚拟网络提供主动保护策略,性能较差.对此,提出了一种基于剩余网络资源可伸缩备份虚拟资源的SDN生存性虚拟网络映射算法,仅为扩展虚拟网络中满足备份约束的节点和链路提供备份资源,并利用剩余网络资源和备份资源共同完成故障恢复.仿真结果表明,算法在拥有较高收益/成本比值的前提下,可有效提高请求接受率和故障恢复成功率.     

一种基于连通度的电力信息网络生存性分析方法

基于电力信息网络的连通性,提出了电力信息网络绝对生存等级、相对生存等级以及关键服务失效率等概念及指标,分别从系统整体性、系统关键服务以及系统服务对系统整体性的依赖程度3个方面确定了电力系统信息网络的可生存性评定方法.针对一个具体的实例,通过Dijkstra算法计算链路权值,得到电力信息网络的可生存性指标,说明该方法的可行性,并提出提高现有信息网络可生存性的方法.     

负荷重分配攻击下电-气系统损失评估与脆弱性分析

在电力信息物理系统中,负荷重分配（load redistribution,LR）攻击是一种常见的虚假数据注入攻击。而在天然气网与电网耦合紧密的背景下,针对电–气耦合系统（integrated electricity natural gas system,IEGS）的负荷重分配攻击可能会对系统的安全运行造成更严重的影响。因此本文对电-气耦合下的LR攻击展开深入研究。首先,在分析IEGS双侧协同LR攻击作用机理的基础上,研究LR攻击的实施策略。其次,计及连锁故障对电网的影响,以IEGS经济损失最大为目标函数,建立IEGS下LR攻击的损失评估模型,统一度量了不同能源子系统的损失,量化了不同场景下LR攻击对系统安全经济运行的风险,定义了新的节点综合脆弱性评价指标,全面深层次分析IEGS中的高脆弱性节点。再次,对天然气管道流量方程中的非线性项进行线性化处理,将IEGS调度模型转化并添加到攻击者模型中,作为Karush–Kuhn–Tucher（KKT）最优条件,从而将整个模型转换为混合整数线性规划问题。最后,在IEEE 39节点和改进比利时20节点算例系统上,进行了3种LR攻击场景的仿真,验证了3种攻击在不同攻击资源下的攻击效果,分析了系统高脆弱性节点的分布与变化,并给出了针对不同LR攻击形式的系统综合保护策略。实验结果表明,双侧协同LR攻击会对系统造成更严重的损失,但依据本文评估和分析方法采取综合保护策略后,系统损失显著降低。     

一种面向攻击的配电网区域业务恢复方法

随着开放通信协议和智能电子设备在配电网中不断推广,配电网信息安全现状日益严峻。为保证电力工控系统攻击下业务正常运行,在分析配电网结构及其特点的基础上,提出了一种面向攻击的配电网区域业务恢复方法。结合配电网信息物理融合的特点,从信息网和电力网两个层面分别部署恢复措施,包括基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的信息网攻击隔离及业务恢复,以及基于电力网重构的电力网攻击隔离及业务恢复。最后,以IEEE标准算例中的33节点系统为例,通过MATLAB建立仿真场景,验证了该方法的有效性。     

基于性能状态空间的卫星网络攻击图实现算法

针对已有的网络攻击图无法分析攻击行为对网络性能的影响、在卫星网络脆弱性分析方面应用受限等问题,提出了一种面向系统性能的攻击图实现方法.定义虚拟的性能节点（Virtual Performance Node,VPN）概念并以之为攻击图状态,将攻击者期望的系统性能损失作为攻击行为要达到的目标,把系统性能的变化抽象为性能状态空间的跃迁,并根据单步攻击的实现概率确定各个攻击路径的威胁程度.该方法不仅能描述攻击行为,还能从性能管理的角度反映出攻击可能达到的效果,使攻击图理论能够应用到卫星通信网络中.实验表明,改进的攻击图方案更符合人的认知习惯,能有效应用于卫星网络的脆弱性分析.     

双主轴义齿加工机床结构及空间误差模型构建

为了设计一台满足医学口腔修复领域专用的数控加工机床,运用功能分析方法对义齿加工技术的特点进行研究,明确了义齿加工机床所需具备的功能,构建了加工系统的机械结构并分析给出了一些关键部件的性能参数．基于多体系统基本理论,根据所讨论机床的实际情况推导出双主轴义齿加工机床的空间误差模型．结果证实机床的误差主要来源于各个组件单元间的3个线误差、3个角误差以及轴向间的垂直度误差,为采用适当的误差补偿策略,提高机床的加工精度,使其满足义齿加工的要求提供了理论依据.     

基于神经网络的超视距空战协同攻击决策

为解决超视距（BVR）编队协同攻击问题,建立了一个多目标分配神经网络决策模型.基于态势评估函数划分出超视距空战的优势与劣势区域,提出了4种特定区域空战模式,将其作为GA BP态势评估神经网络的训练样本,得到了多机协同空战态势优势矩阵.根据态势评估矩阵,采用Hopfield神经网络得到有效的攻击排序,引入第二轮攻击的概念,使本方对敌方攻击态势最大化,同时敌方对本方威胁指标最小化.超视距多机协同攻击仿真结果表明,该模型能在综合分析空战各指标后,给出双方的态势评估指标以及有效的攻击排序.     

大容量辅机启动对孤立电网电压影响仿真

针对电网孤立运行条件下大容量辅机直接启动造成电网电压大幅下降的问题,基于辅机启动的基本原理以及孤立电网网架结构,建立了相应地区电网的电磁暂态仿真模型,并提出可行的孤立电网辅机启动策略.对电厂辅机的启动特性、辅机启动对电网电压的影响以及动态无功补偿装置在辅机启动过程中的补偿特性进行了仿真计算与分析,仿真结果表明,大容量辅机启动虽未造成电网失稳,但给电网电压带来很大冲击,而该启动策略可以有效地抑制冲击,为孤立电网的安全稳定运行提供了理论依据和可行性建议.     

面向LDSS的回程配货网点SOFM选址建模方法

针对我国第三方物流企业回程配送作业效率普遍不高的问题，从物流企业回程物流设施网络构建角度出发，运用人工神经网络自组织理论，分析了回程配货的特点，构建了回程配送网点SOFM选址模型.结合实例进行方法应用，运用Witness仿真软件对所建立的模型在有无回程配货网点的两种情景下进行仿真分析，验证了科学合理的回程配货网点可以支持企业提高运送效率并减少运作成本，具有一定的可行性，为构建LDSS提供了理论基础准备.     

变风量空调系统的模糊神经网络预测控制

针对变风量中央空调系统具有多变量、大滞后和非线性的系统特性及常规控制算法系统响应慢、控制精度不高等问题,提出了模糊神经网络预测控制策略.该方法将模糊神经网络控制与预测控制技术相结合,建立了模糊神经网络与预测控制结合的复合控制器模型,通过优化变风量控制方式,有效地实现了中央空调系统的预测控制.结果表明,该控制方法能使系统具有良好的动态性能和稳态性能,控制精度高,节能效果显著,具有广泛的应用前景.     

基于粒子群优化的同步定位与地图构建

针对基本FastSLAM算法的样本枯竭、估计精度下降等问题,提出了一种基于多样性启发因子的粒子群优化FastSLAM算法.利用粒子群搜索寻优重新分配粒子,使粒子的表示更加接近于真实的后验概率分布,并且采用粒子集多样性测度作为启发因子,引导粒子优化搜索过程,确保群体多样性水平最优,减轻粒子退化现象,驱动粒子集向后验概率较高的区域运动.对所提出的算法进行了仿真实验,验证了算法的可行性和有效性.仿真结果表明,该算法能够改进样本枯竭问题,并能够获得较高的定位精度、地图构建精度及较好的滤波估计稳定性.     

优惠券促销定价模型及求解

为了提高优惠券的使用率,提出了一种新的优惠券促销定价模型及求解方法.通过分析优惠券销售的特点,把顾客分为有优惠券的顾客和没有优惠券的顾客两种类型,考虑优惠券面值和发放时间两个因素,以商家利润差最大化为目标建立了发放优惠券的定价模型,利用商务智能中的数据挖掘技术对商场中进行促销的几种商品的销售量进行了预测,并利用遗传算法对模型进行优化求解,通过实例仿真进行了验证.实验结果表明,该模型对于商家制订优惠券策略具有重要的理论意义和应用价值.     

液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明：在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.     

直线电梯单电磁导向装置悬浮气隙高度控制

针对单电磁导向系统参数变化及外部扰动对悬浮气隙高度产生的影响,提出了RBF神经网络自适应滑模控制方法.采用RBF神经网络并利用其学习功能,对直线电梯单电磁悬装置不确定参数进行自适应补偿,取代了常规滑模控制切换部分,并且消除了系统高频抖振现象.通过比例微分并行控制提高了RBF神经网络参数的收敛性,改善了局部极小现象的发生,增强了系统的鲁棒性,并采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性.Matlab仿真显示该方法具有良好的跟踪性和鲁棒性.