弱关联节点强化下网络泛洪攻击检测方法研究

由于网络中泛洪攻击生成的恶意流量常与正常流量在一定程度上具有相似性,使得传统方法将正常流量认定为恶意攻击,定位准确性较低。为此,研究弱关联节点强化下网络泛洪攻击检测方法。构建网络弱关联节点分布模型,结合已知节点和未知节点位置关系,建立弱关联节点快速定位方程,以定位节点位置;将弱关联节点接收报文的周期性作为特征,检测泛洪攻击;通过在检测到泛洪攻击的弱关联节点伪造报警包的方式强化节点,遵循泛洪攻击报文发送的路径回溯,完成泛洪攻击防御。实验结果表明,该方法定位弱关联节点测度指标值均高于0.9,可检测到泛洪攻击,并实现泛洪攻击防御。

低影响开发设施组合下的城市雨洪调控情景模拟研究

【目的】低影响开发(Low Impact Development,LID)作为一种新型雨洪管理方法,包括绿色屋顶、雨水花园、透水铺装等典型措施,对降雨径流有明显的控制作用,能够有效降低城市内涝隐患。【方法】以浙江省海宁市为例,基于暴雨洪水管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),模拟不同重现期(1 a、5 a、10 a、30 a、50 a)、不同布设比例(20%,50%,100%)LID组合措施情景下的城市内涝过程,分析海宁市溢流分布情况、程度及其原因,探讨溢流区域LID组合措施对节点溢流、地表径流以及管网负载的影响。【结果】结果表明:在不同设计降雨情景下联合路、海昌路、水月亭西路、西山路以及隆兴港等地管网溢流较为严重;LID组合措施布设比例相同时,随着重现期的增加,LID组合措施对地表径流和节点溢流的削弱作用呈下降趋势,LID措施的作用趋于饱和状态;重现期为30 a和50 a、布设比例为50%时,地表径流的削减为45.92%和44.09%。【结论】LID组合措施对雨洪的控制作用有限,降雨强度对节点溢流、地表径流起主导作用。海宁市部分老旧小区管道年份较长,管径较短,管网溢流情况严峻,建议重点关注区域管网改造和LID措施空间布局。研究成果对于海绵城市建设规划、缓解城市内涝灾害具有一定参考价值。

郑州“7·20”极端降雨的城市内涝模拟及风险评估

为科学认识和有效评估极端降雨对城市内涝风险的影响,构建了基于InfoWorks ICM的郑州市金水区老城区内涝模型,以郑州“7•20”极端降雨为例,评估了城市管道排水能力,模拟分析了城市内涝淹没情况,改进了英国基于行人安全的内涝风险评估公式中的部分参数。结果表明:郑州市金水区老城区58.54%的排水管道不能满足郑州市城市规划管理技术规定;在郑州“7•20”极端降雨中,排水能力较低的管道首先被充满,地面积水来时快、退时缓,最大满管率高达98.69%,发生时刻为当日18:00前后;由改进后的内涝风险等级评估方法计算可知,郑州市金水区老城区高风险以上区域占70.43%。该方法更适用于极端降雨下内涝风险等级的评估,可为城市极端降雨防控提供一定的技术参考。

基于节点脆弱性的城市轨道交通防汛站选址

为解决城市轨道交通防汛站选址问题,文章在既有研究的基础上,对防汛站节点脆弱度指标进行针对性分析,并采用熵权法计算节点脆弱度。然后基于节点脆弱度,以线网总覆盖度最大、防汛站建设成本最小以及应急响应时间最小为目标,考虑有关约束,建立基于节点脆弱度的城市轨道交通防汛站选址模型,模型通过赋权将多目标转换为单目标,最终得到一个基于集合覆盖模型的单目标线性0-1整数规划模型,并以武汉地铁为对象进行分析,研究成果能够为轨道交通防汛站选址提供借鉴。

复杂网络下雨洪灾害链风险分析及断链减灾研究

为提高雨洪灾害突发事件的应急处置和灾害救援能力,在复杂网络视角下分析雨洪灾害链风险,通过案例分析,统计雨洪灾害的次生衍生灾害事件和相互关系,构建雨洪灾害链网络拓扑结构;建立雨洪灾害风险评价模型,计算得出灾害网络的节点重要度、边的脆弱度和灾害链的风险度。结果表明:“暴雨-滑坡-基础设施损坏”和“暴雨-滑坡-道路桥梁摧毁-交通瘫痪”这2条链是雨洪灾害防治的重点。在雨洪灾害发生前管控重要节点,并在雨洪灾害发生后对风险度较高的边及时截断,可有效防止雨洪灾害次生衍生事件的发生和蔓延。

西江“2005·06”特大洪水预演分析探讨

西江“2005.6”洪水是1915年以来发生的最大流域性特大洪水,为百年一遇洪水。洪水给沿河两岸群众造成直接经济损失高达数十亿元。对该次西江流域性特大洪水开展现状边界条件下模拟仿真分析和研究,总结归纳出西江流域水库群联合调度运行方式、节点时机把握等规律,这对遭遇类似流域性大洪水或特大洪水时,就能充分利用西江流域水库群进行科学合理联合调度,充分发挥水库群的拦洪削峰作用,最大限度减轻洪涝灾害。

泛洪攻击下机会网络典型路由算法健壮性分析

设计了评价方法及指标体系,通过对真实城市场景中带有智能蓝牙设备行人移动行为的仿真,从传输能力、传输效率和节点能耗三个方面定量分析了志愿节点的作用以及在有或没有志愿节点参与情况下泛洪攻击的效果,以此来评价Direct Deliv-ery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp共五种机会网络典型路由算法在泛洪攻击下的健壮性。结果表明Direct De-livery算法健壮性最好,能完全抵御泛洪攻击,Spray and Wait算法的健壮性最差,在某些场景下性能会下降80%以上,其他三种算法在泛洪攻击下性能会显著下降。

洪泛区河网非恒定水沙数学模型的研究

鉴于江河流域中下游地区交错复杂的河网体系 ,本文建立了适应性强的复杂河网区非恒定水沙数学模型。模型中采用汊点分组方法求解水流方程组 ;选用了与实际情况较为吻合的汊点分沙求解方法 ,建立了分洪口门修正模式 ,采用适合于复杂流动状态下泥沙方程组的求解方法。同时为了提高模拟精度和扩展模拟功能 ,对河网中蓄水汊点和分蓄洪区的水流运动模拟等环节提出了合理可行的数值处理方法 ,并提出了河网水沙运动模拟中进一步需要研究的问题。

泛洪攻击对Epidemic机制下机会网络生命期的影响

机会网络应用中存在能量无法补充的场景,泛洪是机会网络中容易发生的攻击行为。从理论上分析了在Epidemic路由机制下,泛洪攻击导致的节点能量消耗以及对网络生命期的影响。分析表明恶意节点数量的增加会对网络生命期产生显著影响,而恶意节点注入的数据分组的数量仅能在特定的场景下产生影响,且影响轻微。使用ONE仿真平台对泛洪攻击进行了仿真实验,仿真结果与理论分析的结论一致。

基于节点相关度的电力线载波通信路由算法

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇算法。该算法根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;在算法稳定工作阶段,路由以固定数据传输和网关节点主动发起传输相结合的方式来完成数据收集;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输。分析表明该路由器具有灵活性、实用性和有效性。

淮河上中游复杂流域洪水预报

为了提高淮河洪水预报的精确度,以鲁台子和鲁蚌区间作为研究区域,选取2000—2017年之间的13场洪水资料,在降雨径流方面采用新安江三水源模型进行模拟预报,分别将鲁台子以上和鲁蚌区间分为9个和4个自然子流域,进行参数率定;对具有行蓄洪区的淮河干流河段进行节点概化,结合分流比法和马斯京根法,建立了具有行蓄洪区流域的洪水预报模拟方法,取得较好的模拟预报效果。研究结果表明:在洪量相对误差方面,鲁台子和鲁蚌区间的预报合格率都达到100%;在洪峰相对误差方面,鲁台子流域的合格率达到100%,而鲁蚌区间则达到92. 3%。2003年和2007年这2场大洪水的洪峰相对误差和确定性系数方面都得到显著改善。

能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法

为了提高延迟容忍网络中数据投递过程节点能耗管理效率、改善数据在网络中的转发效率等,本文引入节点间能耗博弈模型,进而提出了一种基于能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法(Efficient Routing Mechanism for Delay Tolerant Network based on Energy Consumption Strategy),根据泛洪路由策略设计数据投递机制,数据在网络中转发时,节点依据自身能量剩余状态制定相应的投递操作,对首先将数据投递至目的节点的中间节点予以一个单位的奖励,利用节点策略博弈模型选取合理的数据投递操作,以此改善节点转发数据能量消耗,从而提高数据投递能量管理效率,并提高数据转发效率.仿真验证表明:所提算法与对照算法相比在数据投递率、传输时延、网络开销等性能指标上表现出较好效果.

基于改进BERS算法的移动自组织网络能耗及时延优化

针对移动自组织网络中传统的阻塞扩展环形搜索方案时延及耗能过多的问题,提出了一种基于路由节点泛洪终止的移动自组织网络(Mobile Ad hoc Network,MANET)阻塞扩展环形搜索方案.首先,源节点广播路由请求(RREQ)接收到路由应答(RREP)或生命周期结束时转发数据包;其次,为数据包设定一个单位时间的延迟以避免END指令和数据包之间的冲突;最后,中间节点根据接收到的不同消息类型执行不同的行动,如果识别出路由节点,则以当前跳数发送RREP(即Hr)给源节点,否则开启泛洪、重播RREQ.仿真实验验证了所提方案的有效性及可靠性.仿真结果表明,所提方案不仅降低了MANET的时延和能耗,同时很大程度上节省了总成本.

小流域山洪监测网络节点布设模型的研究

为实现山洪预测进而减少山洪灾害,构造趋近于线型的山洪监测网络,它由一个汇聚节点和若干传感器节点构成。汇聚节点负责接收传感器节点采集的信息,这样距离汇聚节点近的节点,接收处理的数据流量大,能耗也越大。在传感器节点能耗分析的基础上,加入节点空闲状态能耗参数,得到山洪监测网络传感器节点分布的数学模型,可以使线型网络各个区域的能量消耗速度和该区域的总能量之比保持平衡。理论研究和仿真结果表明,这种节点布设方式有效的延长了网络的生命期。

非结构化P2P中搜索算法的性能分析

资源搜索是P2P应用所面临的最核心问题之一,相关的非结构化P2P系统主要采用了查询消息泛洪和信息索引机制。本文分析了非结构化P2P中几种典型的搜索算法,阐述了其搜索原理和搜索性能。与其他研究不同,本文通过大量的模拟实验来验证搜索算法的性能;在不同网络规模中,通过对每一种搜索算法的查询成功率、搜索产生消息数和成功查询所用平均跳数进行比较分析,给出了相关结论。

低开销的MANET网络按需路由协议

针对简单泛洪效率低的问题,提出了一个限制洪泛的高效的路由广播算法,通过Euclidean距离来限制路由发现过程中请求分组被转发的次数;研究了减少路由维护开销,并降低路由发现的频率的方法,提出了一个基于节点高度的路由修复与优化算法,该算法使用节点监听来对链路断裂的路由进行修复与优化。基于限制泛洪的高效的路由广播算法和路由修复优化算法,提出了一种新的低开销的MANET网络按需路由协议LOOR(low overhead on-demand routing)。仿真结果表明,新协议增强了路由的顽健性,减少了路由跳数,降低了路由发现的频率,提高了数据分组递送率,并显著地降低了路由控制开销。

低工作周期无线传感器网络中的多重洪泛机制

针对低工作周期的无线传感器网络存在数据成功传输率低的问题,提出一种基于洪泛的数据传输机制,即多重洪泛机制(MF)。使用MF时网络中节点在有数据需要发送时,会尝试洪泛K次数据,洪泛次数K由网络需要的成功传输概率决定。仿真实验结果表明,引入多重洪泛未大量增加网络中传输数据分组的数量,节点能耗相比传统的路由算法没有明显增加,同时减少分组的传输时延,提高了分组成功传输的概率。

一种新的低压电力线载波网络软件路由器设计

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇软件路由器的设计方法。该路由器根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输。分析表明这种路由器具有灵活性、实用性和有效性。

基于最大隶属度原则的恶意节点检测方法

对选择性转发、hello洪泛的特征行为建模,抽象出4个与此两类恶意节点密切相关的属性,利用最大隶属度原则对节点进行分类。仿真结果表明,该方法能够以较低的误检率对网络中一定数量的传感节点进行正确的分类。

矿用透水事故水声通信救援系统研究

矿井透水事故发生后,通信系统往往会因为遭到破坏而中断,井上井下无法及时联系,从而影响救援工作的开展。为了解决这一问题,提出一种用于矿用透水事故救援的应急水声通信系统。给出系统设计的总体结构图、硬件框图以及系统功能实现的软件流程图,详细介绍了系统包含的三类节点:浸没水里的节点、浮在水面的节点和陆地节点。分析表明,该系统能够在透水事故发生时为井上井下人员提供有效的应急通信途径,确保救援工作有效开展。