[发明专利]电网信息物理系统跨空间级联故障自适应预警方法及系统

权利要求书

1.一种电网信息物理系统跨空间级联故障自适应预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建考虑跨空间级联故障阶段性故障危害影响的GCPS运行状态迁移模型，包括5个GCPS运行状态和11个状态迁移及迁移条件；

其中5个GCPS运行状态分别为正常状态Q₁，脆弱运行状态Q₂，存在网络攻击的运行状态Q₃，降级服务运行状态Q₄，和停运状态Q₅；

11个状态迁移及迁移条件包括Q₁→Q₁，表示GCPS继续正常运行；Q₁→Q₂，表示GCPS运行出现漏洞；Q₂→Q₁，表示漏洞被修复；Q₂→Q₃，表示GCPS被网络攻击；Q₃→Q₁，Q₄→Q₁，表示可立即预警CFAS并阻断其继续演化；Q₃→Q₄，表示容忍CFAS的阶段性故障危害并继续观测；Q₃→Q₅，表示GCPS失控；Q₄→Q₄，表示持续观测CFAS演化；Q₄→Q₅，表示故障危害扩大；Q₅→Q₁，表示故障恢复并更新CFAS知识库；

步骤2：建立离线CFAS知识库并定期更新；

步骤3：检测协同网络攻击；

实时捕获各场站的网络流量与报文和GCPS实时运行数据，检测是否存在网络攻击；将状态Q₃首次检测到网路攻击的时刻作为预警的初始时刻t₀；当检测到协同网络攻击时，判断当前时刻t是否为t₀，若是，输入初始时刻的网络攻击观测序列X(t₀)并由此开始预警CFAS，若不是，输入实时网络攻击观测序列X(t)和GCPS实时运行数据，转至步骤6中执行计算调节依据；

步骤4：构造预警的控制对象集合；

根据t₀初始时刻的网络攻击观测序列辨别各种潜在CFAS类型构造自适应控制过程的控制对象集合F(t₀)，令t＝t₀；

步骤5：设定自适应控制过程的约束条件，并计算阶段性故障危害；根据GCPS运行状态和预期防御目标设定阶段性故障危害的容忍阈值δ_max，并计算t时刻时各种阶段性故障危害Δ(Y(t))；

步骤6：自适应调节控制对象集合；

若F(t)中只存在唯一的直接预警，辅助GCPS防御者阻断CFAS继续演化，GCPS运行状态的迁移过程为Q₃→Q₁，并转至步骤7；若F(t)中存在不止一种判断t时刻所有剩余的Δ(Y(t))是否满足阈值的约束条件，若满足则容忍CFAS继续演化且GCPS进入降级服务，GCPS运行状态的迁移过程为Q₃→Q₄，并判断剩余是否满足自适应调节依据，如果满足，转至步骤7，如果不满足，缩小控制对象集合F(t)的规模，持续观测剩余的演化，令t＝t+1，并转至步骤5中计算阶段性故障危害；若不满足则判断是否已执行信息安全防御措施，如果已执行，立即告警并辅助故障阻断，转至步骤7，如果未执行，执行有限的信息安全防御措施，尝试降低部分故障危害，转至步骤5中计算阶段性故障危害；

步骤7：输出预警结果并更新CFAS知识库；

预警结果包括攻击者真正实施的CFAS类型F_k与演化趋势，将已预警的F_k及其故障发生场景作为历史知识加入CFAS知识库，完成CFAS预警。

2.根据权利要求1所述的电网信息物理系统跨空间级联故障自适应预警方法，其特征在于：步骤2中，防御者根据已掌握的级联故障知识建立离线的CFAS知识库并定期更新。