[发明专利]基于节点依赖关系的网络化CPS异常检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于节点依赖关系的网络化CPS异常检测方法及系统，实施步骤包括：确定节点依赖关系，收集正常运行下的历史数据，根据历史数据中的动态测量值、控制信息值分别确定其分布函数值及依赖度量值的正常值；基于分布函数值计算每一个当前的动态测量值对其存在物理‑物理依赖关系的动态测量值的第一依赖度量值，以及每一个当前的控制信息值对其存在信息‑物理依赖关系的动态测量值的第二依赖度量值，分别判断和正常值的偏差是否大于预设阈值进行异常状态检测；系统为前述方法对应的系统。本发明仅依赖于测量数据和控制信号，适用性强，通用性好，具有更强的抵御欺骗能力，具有很高的检测效果，能够检测大多数系统异常。

主权项

1.一种基于节点依赖关系的网络化CPS异常检测方法，其特征在于实施步骤包括：1)确定被检测的网络化CPS中的节点依赖关系，所述节点依赖关系包括物理‑物理依赖关系以及信息‑物理依赖关系，所述物理‑物理依赖关系具体是指两个物理节点中一个物理节点的动态测量值会直接或者间接影响另一个物理节点的动态测量值；所述信息‑物理依赖关系具体是指物理节点的动态测量值会直接或者间接影响信息节点的控制信息值；2)收集被检测的网络化CPS正常运行下的历史数据，包括信息节点输出的控制信息值、物理节点反馈的动态测量值；3)根据历史数据中的物理节点反馈的动态测量值，确定物理节点反馈的动态测量值的分布函数值，基于历史数据中的动态测量值的分布函数值计算每一个物理节点的动态测量值对其存在物理‑物理依赖关系的另一个物理节点的动态测量值的第一依赖度量值，并将所有第一依赖度量值的均值作为第一依赖度量值的正常值；根据历史数据中的物理节点反馈的动态测量值，确定信息节点输出的控制信息值的分布函数值，基于历史数据中的控制信息值的分布函数值计算每一个信息节点的控制信息值对其存在信息‑物理依赖关系的物理节点的动态测量值的第二依赖度量值，并将所有第二依赖度量值的均值作为第二依赖度量值的正常值；4)采集被检测的网络化CPS当前运行数据，包括信息节点当前输出的控制信息值、物理节点当前反馈的动态测量值；基于动态测量值的分布函数值计算每一个物理节点当前的动态测量值对其存在物理‑物理依赖关系的另一个物理节点的动态测量值的第一依赖度量值；基于控制信息值的分布函数值计算每一个信息节点当前的控制信息值对其存在信息‑物理依赖关系的物理节点的动态测量值的第二依赖度量值；5)进行异常状态检测，如果任意当前动态测量值的第一依赖度量值与第一依赖度量值的正常值之间的偏差大于第一预设检测阈值，或者任意当前控制信息值的第二依赖度量值与第二依赖度量值的正常值之间的偏差大于第二预设检测阈值，则判定被检测的网络化CPS当前处于异常状态；否则判定被检测的网络化CPS当前处于正常状态。