[发明专利]一种电网信息物理系统中的网络异常识别方法及系统

说明书

本发明提供了一种电网信息物理系统中的网络异常识别方法及系统，包括：基于电网信息物理系统中的任务执行过程和预先构建的时序模型获得消息事件序列与时延；基于所述时延和预先构建的任务执行时序约束，对所述任务执行过程进行分析获得时序偏差；基于所述消息事件序列和所述时序偏差确定电网信息物理系统的网络异常。本发明利用信息网络中任务执行和消息传递的可预测性，简化了电网信息物理系统中事件因果逻辑分析，快速识别网络异常，保障电网信息物理系统运行控制的规范性和安全性。

技术领域

本发明涉及电网信息物理系统技术领域，具体涉及一种电网信息物理系统中的网络异常识别方法及系统。

背景技术

在电网信息物理系统中，物理组件包含了用于监控物理环境动态变化的传感器及对物理环境产生影响的执行器等；信息组件包含计算节点、用于计算节点之间及计算节点到执行器通信的企业网络、现场网络(用于执行器、传感器的通信)；并利用移动互联、人机交互等技术，实现人-机-物的广泛连接。信息环节覆盖到了每个嵌入式系统及物理组件，存在大量的人机交互的场景及通过反馈控制循环实现的自动化控制场景。

由于电网信息物理系统CPS的规模大、复杂度髙等特性，对可靠性和安全性具有极高的要求。已有研究表明，网络攻击者可以篡改设备状态量测或发布虚假调控指令，进而引发严重停电事故。这一新的攻击形式与传统电网遭受“N－1”预想故障引发对电网安全稳定运行的影响存在机理和控制手段上的差异；同时，电网信息物理系统CPS受到空间和时间的严格约束，具有分布式硬实时系统的特征，网络异常如网络断线、无线干扰等也会影响到电网的安全稳定运行。

可见，快速准确地识别网络异常，特别是网络入侵和攻击，对能源互联网的安全运行具有重要意义。目前，除了利用信息环节漏洞的病毒攻击、以破坏通信可用性为目的资源耗尽攻击等方式，还存在破坏数据、破坏网络拓扑等“间接”攻击，基于现有的规则、统计等方法难以识别出电网信息物理系统中的网络异常。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的因为异常种类多基于现有的规则、统计等方法难以识别出网络异常的问题，本发明提供一种电网信息物理系统中的网络异常识别方法及系统。

本发明提供的技术方案是：一种电网信息物理系统中的网络异常识别方法，包括：

基于电网信息物理系统中的任务执行过程和预先构建的时序模型获得消息事件序列与时延；

基于所述时延和预先构建的任务执行时序约束，对所述任务执行过程进行分析获得时序偏差；

基于所述消息事件序列和所述时序偏差确定电网信息物理系统的网络异常。

优选的，所述时序模型的构建，包括：

基于任务执行过程中的各信息节点分别查找对应的时间戳；

基于所述时间戳获得消息事件；

对参与执行任务的各信息节点的消息事件进行排序，获得消息事件序列；

基于信息节点接收消息事件的时间和发送消息事件的时间，获得消息事件的处理时间；

基于所述处理时间和消息事件在信息节点间的传输时间之和，构成消息事件的时延；

其中，所述时序模型包括：所述消息事件序列和时延。

优选的，所述时序模型如下式所示：

TASK′(α)＝[ME₁′(T_a1,ΔT₁,ΔT₁′),ME₂′(T_a2,ΔT₂,ΔT₂′)…ME'_i(T_ai,ΔT_i,ΔT_i′)]i∈q