DoS攻击下多智能体ICPS的最优一致控制

为解决由多个被控对象组成的工业信息物理系统(ICPS)在拒绝服务(DoS)攻击和不确定外界扰动下的一致性控制问题,将多智能体和ICPS相结合,并基于状态观测器和零和博弈方法,设计最优H_(∞)一致控制器。首先,针对多个被控对象组成的ICPS,根据智能体的信息交互特性,构建固定拓扑结构的多智能体ICPS模型。其次,考虑DoS攻击作用在传感器通道和执行器通道时系统通信信道堵塞的影响,采用状态观测器重构被堵塞的状态信息,并构建DoS攻击下基于状态观测器的多智能体ICPS模型。然后,引入干扰抑制水平,并将控制器和干扰者视为零和博弈中的参与者,根据干扰抑制水平的优化目标和H_(∞)性能条件,构建基于零和博弈的最优H_(∞)设计框架。最后,通过对干扰抑制水平的约束,并求解满足H_(∞)一致性的线性矩阵不等式,设计最优一致性控制器。采用4个不间断电源的控制问题作为仿真对象,Matlab仿真结果表明,相比于未对状态重构和未对参数约束的设计方法,本设计方案可使得多智能体ICPS在双通道DoS攻击下达到一致的时间更短,且具有良好的相对稳定性。

基于攻击树的ICPS混合博弈风险评估

工业信息物理系统在国家基础设施领域极为重要,若被破坏将造成极大的影响.本文采用带博弈策略的攻击树模型进行风险评估.首先,根据系统中各个物理组件的“与”“或”关系和它们所具有的漏洞节点,建立ICPS的整体攻击树模型;然后,在攻击树的叶子节点中加入攻防混合博弈策略,给出攻击和防御方式的收益函数,以此求得不同防御方式发生的可能性概率;最后,以防御方式收益函数和发生的可能性概率求得每种防御方式的风险值,采用层次分析法和熵权法的综合赋权得出叶子节点风险值,以此求出根节点风险值进行评估.通过MATLAB仿真,求出攻击树根节点风险值确定废水发电厂模型的风险评估等级以及哪个物理层较为薄弱,若等级较高,可采取后续的评估寻找系统薄弱组件.

IWSNs防移动干扰节点的两层协作Stackelberg博弈

针对工业无线传感器网络物理层移动干扰攻击节点的攻击问题,研究sink节点和簇头节点共同抵御攻击的两层协作博弈模型。在簇头节点中选择最佳协作节点,共同抵御移动干扰攻击节点;以网络安全速率为优化目标,将sink节点、最佳协作节点和攻击节点之间的合作竞争关系建模为两层协作Stackelberg博弈模型,采用逆向归纳法求解博弈均衡解。仿真实验结果表明,与未采用协作节点的方案相比,采用的最佳协作节点选择方案对移动攻击节点的抵御效果更佳,且与其他协作博弈功率控制模型相比,两层协作Stackelberg博弈模型可有效提高工业无线传感器网络的安全速率。

数据注入攻击下ICPS的自适应事件触发弹性控制

为使工业信息物理系统(ICPS)抵御数据注入攻击,本文研究了事件触发弹性控制策略,采用自适应事件触发以减少通信资源,构建攻击估计器以降低攻击对系统性能的影响.通过H∞渐近稳定性准则推导估计器参数,采用Lyapunov-Krasovskii函数推导事件触发、数据注入攻击、网络延迟和弹性控制器之间的定量关系.以二自由度质量–弹簧–阻尼串联系统为被控对象, MATLAB仿真验证基于自适应事件触发的ICPS在数据注入攻击下的系统性能,结果表明所采取策略能保证系统的稳定性,并有效减少通信资源.

对抗防御的IWSN入侵检测强化模型

针对工业无线传感器网络中基于深度学习的入侵检测易受到对抗样本影响的问题,基于生成对抗网络构建对抗防御的IWSN入侵检测强化模型.首先,受生成对抗网络原理的启发,将分类器与对抗学习结合,通过提高样本训练次数及生成样本攻击性以加大模型训练强度,达到提升模型检测性能的目的.其次,采用多层感知器构建模型的网络结构,以适应IWSN中特征独立的高维数据.同时,引入约束条件、对抗损失与Wasserstein距离改进模型的损失函数,以保证对抗训练的稳定性.在WSN_DS数据集与天然气管道数据集上进行了对比、类比与效率实验,结果表明,模型对各对抗样本的防御效果较现有方法有所提升,且具有较强的入侵攻击检测性能.

不同品种紫苏叶醇提物抗氧化性和细胞毒活性

研究不同品种紫苏叶醇提物抗氧化性和细胞毒活性。采用超声波辅助溶剂提取法获得醇提物,并测定其对DPPH.、羟基自由基(.OH)和超氧阴离子(O2-.)的清除效果和对海虾的致死效果。结果表明,10个不同品种紫苏叶醇提物提取率和醇提物中迷迭香酸质量分数均差异显著,PX-1提取率最高为5.34%,ZY-10-1醇提物中迷迭香酸质量分数最高为18.70%。不同品种紫苏叶醇提物抗氧化性和细胞毒活性差异显著,ZY-10-1醇提物清除自由基能力最强,清除DPPH.、.OH和O2-.的IC50值分别为0.203、1.056和0.130g/L;ZY-10、ZB-1和ZY-10-1醇提物对海虾致死活性最强,其LC50值分别为0.864、0.429和1.398g/L。醇提物中迷迭香酸质量分数与清除自由基的IC50值和海虾致死的LC50值呈显著负相关,相关系数分别为-0.853、-0.765、-0.675和-0.906。

一种高效压电式能量回收接口电路的优化设计

阐述了几种压电发电机接口电路的工作过程和原理,包括标准能量回收电路,同步电荷提取电路,并联同步开关电感电路,串联同步开关电感电路和双同步开关电感电路,并从阻抗匹配角度分析了以上五种电路输出最大功率时的最佳负载阻抗范围。为了最大化地回收自然界中的振动能量,以双同步开关电感电路为例,针对其控制过程复杂且要求精确的特点,提出了一种具体的硬件电路实施策略并进行了Pspice仿真。仿真结果与理论值吻合。

基于加速度传感器的人体跌倒检测方法

针对人体跌倒检测阈值算法在由于阈值设定不当而引起的检测精度下降问题,采用支持向量机方法决定跌倒检测的阈值大小。从加速度传感器中获取人体运动信号,提取合加速度以及倾角作为分类特征,根据人体在跌倒时经过的失重、撞击地面和平稳三个阶段,建立基于阈值的跌倒检测模型。采用所建立的跌倒检测模型,分别用支持向量机方法以及人工方法设定阈值,仿真结果显示采用支持向量机设定阈值的检测效果优于对比算法,结果表明本文方法能有效识别跌倒。

开放教育资源运动与高等教育信息化资源建设模式透视——开放教育资源运动:从OCW到MOOCs

开放教育资源运动经历了从OCW到MOOCs的模式演变,体现了高等教育信息化资源建设模式的发展路径。信息通信技术的发展促进了开放教育资源活动经历从离散到系统、从共享课程资源到共享在线课程的快速演变,从而对高等教育信息化建设提出了新要求,信息化资源的提供形式、信息化资源的使用形式、教师和学生角色的转变等面临着新的要求和挑战。合理地分析开放教育资源运动的内涵本质,有助于推动高等教育信息化满足高等教育快速发展的要求。

基于信度和早熟检验的混沌粒子群优化定位算法

为降低接收信号强度指示测距方法的测距误差,提出一种适用于无线传感器网络(WSNs)的混沌粒子群优化(CPSO)节点定位算法:依据未定位节点信度选择定位次序;根据测距距离,通过粒子群优化(PSO)算法估算出待定位节点位置,并采用混沌扰动机制避免粒子群寻优早熟收敛,扰动机制的启动取决于早熟检验的结果。实验结果表明:算法能在提高定位精度的同时,有效解决粒子群寻优早熟收敛的问题。

自供能压电振动能量回收接口电路优化设计

为了更适用于为无线传感网络供电,设计了一种自供能双同步开关电感电路(Self-powered DSSH电路)。在压电换能器中增加了2个压电片:一片为传感器,通过微分器和比较器产生与振动同步的脉冲信号;另一片为供能片,为微分器和比较器供能。由无源峰值检测开关组成的DC-DC变换器能及时地将能量回收为负载供电。实验结果证明,设计的自供能双同步开关电感电路输出功率达到305μW,相比标准电路提高了3.05倍,且一直保持最佳输出功率。

基于D-S证据理论的人体跌倒检测方法

针对人体跌倒检测算法存在错误否定率高的问题,研究了一种基于D-S证据理论的人体跌倒检测算法。采用智能手机内置的加速度传感器和陀螺仪传感器获得人体手臂运动的三维方向的运动数据,采用三阶滑动平均滤波器对获得的两个传感器的三维原始数据进行预处理;从三维预处理后的数据中提取运动幅度、倾斜程度以及旋转程度三种特征;采用动态时间规整方法分别依据三种特征进行局部检测,局部检测结果作为证据被D-S证据理论组合规则所采用以得到最终融合的全局检测结果,其中各证据被证据权修正以避免证据冲突问题。实验结果显示,本文算法准确度高于对比方法,能有效提高检测性能。

物流监控系统人工免疫数据融合算法研究

为实现对果蔬等农产品物流过程的低能耗实时监控,提出一种适用于现代果蔬物流过程的实时监控系统监测数据处理方案。通过在运输车辆的车厢内部署具有RFID功能的温湿度传感器,获取物流过程中果蔬储存环境的实时温湿度数据;采用生物免疫机理对节点感知数据进行预处理,降低节点数据传输量;计算节点数据融合信度获取融合权值,对节点数据加权融合获取对监测对象的完整一致性监测结果;用感知数据与融合结果相似度差值,对节点感知数据的融合信度进行更新;根据实际情况选取通信模式,降低节点通信能耗及紧急事件的响应时间。仿真结果表明,该方案可有效降低果蔬物流过程实时监控的网络通信能耗。

基于离散余弦变换域的块相关性和马尔可夫模型的图像隐写分析

提出高阶统计方法检测JPEG图像隐写.为充分描述图像数据及它们空间位置的相关性,运用了JPEG块内、块间系数间的相关性.使用量化分块DCT系数绝对值之差生成水平、垂直和zigzag方向的块内、块间差分数组,采用马尔可夫过程模拟差分数组,提取二阶统计量——差分数组转移概率矩阵——为隐写分析特征向量.仿真结果证明本文提出的方法的检出率高于已知方法的检出率.

采用SVR模型进行嵌入率估计的隐写分析方法

为解决大多数通用隐写分析算法不能检测秘密信息长度的问题,提出了一种改进的能估计秘密信息长度的通用隐写分析方法。从隐写图中提取描述DCT域系数相关性的132维特征,用支持向量回归机学习图像特征和相应嵌入改变率之间的映射关系并建立模型,根据映射模型估计测试隐写图的嵌入改变率。使用典型的嵌入算法:F5、outguess与MB进行测验,仿真结果显示提出的秘密信息长度估计算法是切实可行的。

采用PUF保护位置隐私的轻量级RFID移动认证协议

将RFID(radio frequency identification)技术应用于供应链管理,可极大提高供应链系统的识别效率和商品信息的追溯能力。EPC C1G2(electronic product code class 1 generation 2)标准凭借远距离识别和低成本标签的价格优势成为供应链中应用最广的协议标准。针对低成本标签的安全和隐私问题,采用PUF(physical unclonable function)作为密钥生成机制以抵御攻击者假冒攻击,实现商品的防伪保护;引入对读写器身份的安全认证,以适应供应链中移动认证的应用环境;采用二次剩余定理和不断更新的共享密钥机制实现标签的前向和后向不可追踪性,保护标签携带者的位置隐私。仿真结果表明,服务器的识别效率为O(1),满足供应链对RFID系统可拓展的应用要求。

无线传感器网络节点多目标安全优化部署

针对目前无线传感器网络节点优化部署方案中,没有考虑网络节点位置移动会破坏节点间的共享密钥而破坏的安全通信链路的问题,本文将Pareto多目标优化策略引入到无线传感器网络节点部署中,设计了一种多目标安全优化部署方案,建立多目标节点安全部署模型,并将节点安全连通度和网络覆盖率作为目标函数,兼顾解决网络安全性和网络覆盖质量的问题;通过惯性权重自适应的调整和结合虚拟力算法更新速度的方式改进多目标粒子群算法,采用精英档案策略来存储非劣解。仿真实验表明,本文方案能够提高节点的覆盖率,并且能够保持较大的节点安全连通度。

基于小波子带特征函数矩和主成分分析的图像隐写分析方法

针对图像隐写提出了基于小波特征函数矩的通用隐写分析方法。取图像的三级小波分解及第一级对角子带的再一次小波分解共17个子带的前三阶特征函数统计矩共51维特征,为更好地提高检测性能;再对图像的预测误差图像做相同的分解,求得同样子带的51维特征函数统计矩,共计102维特征;基于K-L变换的主成员分析方法进行特征降维;经支持向量机分类进行隐写分析。仿真结果显示提出的方法对JPHide和Jstego隐写有较好的检测性能。

基于偏最小二乘回归建模的量化隐写分析

将基于偏最小二乘回归的建模方法应用到估计隐写信息长度中,提出一种新的量化隐写分析方法。分别从空域,DCT域,DWT域提取隐写图像的统计特征作为建模的自变量,隐写图的嵌入改变率作为因变量,运用偏最小二乘回归建立统计特征和嵌入改变率之间的关系模型为量化隐写分析器。针对3种典型的JPEG隐写算法F5,outguess,MB1隐写图进行量化隐写仿真,结果显示提出的方法能快速准确地估计JPEG隐写图的信息嵌入改变率。

分簇和多目标自适应的和声搜索定位算法

针对集中式多目标优化定位算法计算复杂、容易陷入局部最优等问题,采用一种基于分簇和多目标自适应和声搜索分布式无线传感器网络定位算法.将无线传感器网络节点进行分簇定位,建立局部多目标定位模型,其目标函数为根据簇内节点间距离信息构建的空间约束目标函数,以及根据拓扑关系构建的拓扑结构约束目标函数,使用多目标自适应和声搜索算法进行定位,以解决多目标定位算法容易陷入局部最优问题,其中和声记忆库更新方法采用非劣排序和拥挤距离排序方法.仿真结果表明本文的定位算法,与PAES定位算法相比有较高的定位精度.