基于逻辑博弈概率Petri网的地铁应急决策建模与分析

为解决逻辑Petri网不能很好地描述动态博弈过程的问题,提出逻辑博弈概率Petri网。将博弈的四要素融合到逻辑Petri网中,博弈的局中人被定义为token的一个属性,为其定义了策略集以及效用函数,并引入了信息库所。引入概率变迁和向量来表示博弈过程中先后验概率的转换关系,在贝叶斯公式的基础上引入模糊理论,以解决决策前期的信息缺失问题,并引入决策变迁来帮助理性人作出决策。使用逻辑博弈概率Petri网对地铁应急决策过程进行建模,构建系统可达图对问题进行分析,并应用Tina仿真验证模型性质,同时验证了所提出方法的可行性。

MARL-GPN:一种基于多智能体强化学习的博弈Petri网

作为过程挖掘中的一个重要研究分支,变化挖掘可运用在系统安全分析、IPS安全建设等场景下,从变化域的生成情况判断可能存在的未知漏洞。而传统变化挖掘算法更注重业务流程的安全性,无法满足在动态博弈场景下挖掘需要考虑多方安全效益所形成有效变化域的情况。针对此问题,提出一种基于多智能体强化学习的博弈Petri网(MARL-GPN),以专用于动态安全模型的有效变化域研究。该新型的博弈Petri网会首先根据攻防事件构建效益矩阵,然后各智能体间会根据对方当前状态与下一步走势生成最优应对策略,其次在指定学习周期下达成纳什平衡得到双方最优活动迹,与传统变化挖掘进行比对即可得到有效变化域。最后以典型信息安全事件为例验证了该模型的可行性。

基于层次Petri网的信息物理融合系统安全博弈建模

随着信息物理融合系统在工业中的广泛应用,系统安全已成为关注的焦点,信息物理融合系统的物理依赖和信息驱动特点使其面临信息物理双重威胁。为更加有效地进行应对,采取最佳防御策略,建立了基于层次Petri网的信息物理安全分析模型,并给出了描述攻防博弈策略的博弈网模型,进行了安全博弈分析,构建了纳什均衡策略,并采用萤火虫群算法进行了求解。最后以防空网络为实例进行了模拟分析,验证了模型的有效性。

随机演化博弈Petri网模型与算法设计

针对社会经济生活中参与主体间存在的竞争合作关系,以有限理性条件下二人合作博弈为问题对象,借助随机Petri构建了随机演化博弈Petri网模型SEGPN,并通过对模型SEGPN演化博弈分析,提出了对应的随机演化推理算法,实现了对二人合作博弈演化过程的图形化表示,勾勒出了局中人演化博弈路径,为管理决策提供了科学依据。

基于Petri网的CPS系统安全量化分析模型

随着信息物理融合系统(CPS)的广泛应用,安全性已成为其研究的核心问题。由于CPS离散计算过程和连续物理世界交织的特性,传统的安全分析方式不能直接适用。通过将博弈理论和Petri网建模方法进行结合,提出一种GHPN方法对CPS系统建立量化的安全分析模型,该模型既能适用CPS离散连续混合结构的模型刻画,又可合理模拟系统攻防双方行为,基于最终生成的模型从系统可靠性、脆弱性、风险后果等方面进行安全分析。通过对飞机空中避撞系统的实例研究,表明该模型和分析方法的有效性。

基于攻防博弈和随机Petri网的DDoS攻防对抗评估

为了对DDoS攻防行为进行有效评估以防御DDoS攻击,本文首先对DDoS攻防评估研究现状进行了分析,然后基于随机Petri网建立了DDoS攻防行为对抗网,提出了以攻防稳态概率作为攻防行为评估的依据,紧接着基于攻防博弈提出了攻防博弈策略求解方法,最后对本文所建立的DDoS攻防行为对抗网进行稳态分析并综合考虑攻防行为收益和攻防行为强度两方面因素进行了仿真评估,评估结果表明本文方法更具合理性和针对性.

基于广义随机Petri网的机场滑行道风险研究

随着机场场面交通流量快速增长,航空器滑行冲突已给机场运行安全埋下了严重的隐患。针对机场滑行道风险方面的研究,提出一种将风险评价与风险缓解相互关联的综合研究方法。在风险评价方面,建立了机场场面广义随机Petri网模型,能够在描述场面航班滑行情况的同时融合滑行冲突风险概率模型,并在此基础上做出了风险评价,将场面滑行道分至红、黄、绿三个风险区间。在风险缓解方面,提出一种融合Stackelberg博弈思想的蚁群算法,通过合理规划场面航班滑行路径均衡整体滑行道网络的负担、减少拥挤情况的发生,进而达到场面滑行道风险缓解的效果。实验结果表明,在此风险缓解方法下的15个航班总成本减少了9.35%,且场面各滑行道子区域的风险评价等级皆有所降低。

基于逻辑博弈决策Petri网的应急决策建模与分析

发挥逻辑Petri网对批处理和传值不确定性的建模优势,融合多主体博弈过程的相关博弈要素,为多主体决策问题建模,解决多主体动态博弈决策优化问题,文中提出了逻辑博弈决策Petri网。首先,定义每个token的属性为理性人并为其定义效用函数值以及状态概率转移函数。其次,引入决策变迁,依据token效用函数值对比确定最优决策变迁的引发并给出相关算法。最后,基于逻辑博弈决策Petri网对突发事件的动态博弈应急决策过程进行建模与分析,并依据可达标识构建可达图,对动态博弈过程进行分析,针对可达图的生成进行算法描述,并探讨突发事件的逻辑博弈决策模型如何解决动态博弈决策问题、生成最优应急预案以及应急过程中对资源冲突的分析。在此基础上验证了模型在分析突发事件的应急决策过程中的有效性和优越性。

基于商务Petri网的电子商务信誉度研究

针对电商交易中商家与电商平台之间的诚信问题,提出了一种商务Petri网理论。把Petri网与博弈论相结合,建立商务Petri网模型,分析商务Petri网模型中商家经营策略与电商平台不同监管措施之间的博弈关系,使用偏最小二乘法计算商家不同经营模式和电商平台监管模式下的信誉值。实验数据表明,电商平台监管和商家诚信经营时CR在2.5以上,EPC在95%以上;电商平台监管和商家欺诈经营时CR由0.2到0.02再到1.95,EPC从0.2降到0.01最后达到0.8。经过数据对比得出结论,商家选择诚信经营的效益永远大于欺诈经营效益,电商平台监管力度始终不能降低。

计算机系统与计算机网络中的动态优化:模型、求解与应用

动态优化是计算机系统与计算机网络中进行资源分配与任务调度等方面研究所采用的主要理论工具之一.目前,国内外已开展大量研究,致力于深化动态优化的理论研究与工程应用.文中从模型、求解与应用3个角度,对马尔可夫决策过程动态优化理论模型进行了综述,并重点介绍了将动态优化理论与随机Petri网理论相结合的马尔可夫决策Petri网和随机博弈网模型,详细讨论了这些模型的建模方法、求解算法与一些应用实例.最后,对全文进行了总结,并对未来可能的研究方向进行了展望.

基于随机博弈模型的网络攻防量化分析方法

针对日益普遍和多样的网络攻击和破坏行为,如何利用模拟真实网络的虚拟环境,实现对网络各种攻防过程的实验推演,并分析评价网络系统安全性,已逐渐成为热点研究方向.对此文中提出了采用随机博弈模型的网络攻防实验整体架构,提出了由网络连接关系、脆弱性信息等输入数据到网络攻防博弈模型的快速建模方法,基于最终生成的攻防模型可以对目标网络的攻击成功率、平均攻击时间、脆弱节点以及潜在攻击路径等方面进行安全分析与评价.最后,应用研究所得的网络攻防模型与分析方法对一个典型的企业网络攻防过程进行分析和推演.结果表明了模型和分析方法的有效性.

基于粗糙贝叶斯博弈的网络攻防策略

为了解决复杂网络上攻防策略研究中存在的问题,提出了基于粗糙贝叶斯攻防博弈模型的分析方法。扩展传统对象Petri网并在其节点域和变迁域上引入粗糙集理论,定义了网络攻防对峙模型。通过在论域攻防策略集上划分等价类,提出了特征攻击策略集的提取方法。在此基础上定义了粗糙攻防博弈模型(RA-DGM)以及攻防效用函数,并给出了该模型的贝叶斯均衡以及最大攻防策略集的求解算法。该分析方法能够有效缩减博弈分析中策略空间的规模,适合于复杂网络攻防行为研究。实例说明了该模型的正确性及其对冗余信息的处理性能,基于该模型的攻防策略分析方法也更为合理、有效。

一类有约束的混合系统的模型及设计

提出一类推广的 Petri网模型 ,并利用它为混合动态系统建模。采用对策论求解设计模型中的有关参数的最优值及连续系统的控制器 ,以满足混合系统的最优约束条件。以火车道口的控制设计为例 ,说明了系统的设计方法。

增强现实游戏中的并发多任务模型与实时调度方法

增强现实游戏软件系统属于典型的多任务并发实时系统.针对传统的分时调度模型不能很好地应对其实时调度的问题,提出一种基于抢占式时间Petri网和粒子群算法的方法.首先建立基于抢占式时间Petri网的并发多任务模型,描述了各任务线程的资源占用、时间性能指标和优先级关系等;其次提出基于粒子群算法的任务优化序列搜索方法,并通过构建应用实例阐述了使用该方法进行系统调度优化的典型过程.与相关的任务调度算法进行对比分析的结果表明,该方法具有良好的实时性能特征.

导弹拦截的混杂对策系统建模研究

导弹拦截系统中既存在轨迹的连续变化过程,也存在策略的选择问题,单独采用微分对策和事件对策均无法有效描述该系统的混杂特性.将该过程看作一类混杂系统,提出一种导弹拦截过程(missile interception process,MIP)的混杂对策建模方法.基于混杂随机时延Petri网(hybrid stochastic timed Petri net,HSTPN)建立导弹拦截事件对策模型,结合导弹飞行过程的动力学模型建立拦截过程的微分对策模型;以"民兵Ⅲ"导弹作为进攻弹,对MIP的混杂过程进行实例仿真.结果证明,采用混杂对策建立的导弹拦截混杂描述方案,既可以较好地描述导弹轨迹的连续变化过程,也可以描述策略的选择问题.

基于嵌套网的对抗模拟模型

为了对多Agent系统中的交互流程、本体(Ontology)语言与通信协议的设计进行可视化的分析和优化,嵌套网(Nested Petri nets)作为建模工具被应用于多Agent系统。使用三层的嵌套网对基于多Agent的对抗模拟模型ISAAC(Irreducible Semi-Autonomous Adaptive Combat)进行层次化建模,其层次的划分为Agent的生存环境(战场)、Agent和Agent的内部推理机。通过实例充分说明了嵌套网表达多Agent系统的可行性与有效性,可以实现多层次、多角度的图形化多Agent系统,并探讨了复杂适应系统理论与嵌套网理论的适应性。

基于不完全信息动态博弈的网络攻防态势感知

为反映网络攻防对峙形势并解决策略相依问题,提出不完全信息的动态攻防博弈模型。通过扩展对象Petri网的定义,使变迁及其输出弧上携带攻防策略及其效用信息,定义网络攻防对峙模型。在定义攻防行动顺序的基础上,提出利用攻防对峙模型构建博弈扩展形的方法,据此可得到攻防博弈均衡策略。

基于BDI的嵌套网模型及其在模拟对抗中的应用

针对复杂对抗系统的自适应和涌现性等特征,提出了一种将嵌套网模型结合BDI(belief,desire,intention)范例理论的多组织模型。主要贡献在于:有效地拓展了系统自身的动态适应性和稳定性;规划出一整套用于对抗模型平台的静态数据组织方式,并给出了各中间对抗过程的综合模型;针对实际问题,研究了仿真对抗过程的层次描述结构,并讨论了相关的运行机制。该模型的提出降低了建模复杂度,提高了模型的柔性度,有效地揭示了对抗本身的本质特征和推演规律,体现了模型在求解复杂自适应问题的强大优势。

基于层次逻辑博弈Petri网地铁应急管理系统建模与分析

为协调地铁应急管理系统中各方利益关系,提高应急管理效率,提出层次逻辑博弈Petri网.提出层次模型构建方法,引入替代变迁代替子网,在子网中定义相应入口库所和出口库所;提出替代变迁启用算法、新可达图生成算法和效用矩阵分析方法;基于层次逻辑博弈Petri网,构建地铁应急管理系统的整体博弈关系模型,以应急决策机构和公众博弈子网为例,分析混合策略博弈过程,验证模型的正确性和可行性.

一种基于工作流网的游戏作弊检测系统

游戏作弊对网络游戏危害很大,目前反作弊技术的瓶颈是效率低并且过多依赖于签名匹配。提出一种高效且不依赖于签名匹配的游戏作弊检测系统,用工作流网对作弊行为建模,通过流程树对作弊行为模型进行融合,在不影响检测结果的前提下节省存储空间。用热门网游的作弊软件对系统进行实验,存储空间降低率达到约60%,证明了该系统框架是可行、有效的。