一种降低工业过程控制系统偏差攻击误报的方法与流程

技术特征：
1.一种降低工业过程控制系统偏差攻击误报的方法，其特征在于针对工业过程中控制系统，在监测到异常信号的基础上，利用控制系统中偏差攻击和扰动作用方式的不同来对二者进行辨别，避免由于扰动信号造成的偏差攻击误报，主要包括以下步骤：1)收集由工业过程g
p,m
(s)和控制器g
c,m
(s)构成的第m个工业过程控制回路l
m
在正常运行状况下的输入输出历史数据，m∈[0,1,2
…
,m]；2)利用l
m
的历史数据计算被控对象g
p,m
(s)的估计模型3)计算估计模型的输出与测量信号的偏差a1,a2,
…
a
m
；4)若a1,a2,
…
a
m
中存在偏差超出阈值k
th
，则将超出k
th
的偏差视为异常信号并转步骤5)，否则转步骤3)；5)若a1,a2,
…
a
m
中仅有一个异常信号a
m
，转步骤6)，否则转步骤7)；6)计算异常信号a
m
在其幅值上升段a
mr
与阶跃信号幅值上升段ε
r
的相似度s
m
，若s
m
大于相似度阈值s
th
则进行偏差攻击预警并转步骤3)，否则视作扰动，直接转步骤3)；7)比较超出阈值的n个异常信号，n≥2；以任一异常信号为基准，分别计算其余n
‑
1个异常信号与基准信号a
base
的相似度f
m
，若均大于阈值f
th
，则进行偏差攻击预警并转步骤3)；否则视作扰动，直接转步骤3)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于计算异常信号a
m
的幅值上升段a
mr
与阶跃信号幅值上升段ε
r
的余弦相似度s
m
:上式中，a
mr
与ε
r
均为长度为t的时间序列，a
mr，t
表示幅值上升段a
mr
序列在t采样时刻对应的时间序列值，ε
r，t
表示阶跃信号幅值上升段ε
r
序列在t采样时刻对应的时间序列值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于计算异常信号a
m
与基准信号a
base
间的相似度f
m
：上式中，f
m
为基准信号a
base
和异常信号a
m
的归一化均方根误差，这两个信号均为长度为t
s
的时间序列，a
base，t
表示基准信号a
base
序列在t时刻对应的时间序列值，a
m,t
表示异常信号a
m
序列在t时刻对应的时间序列值；为基准信号a
base
的平均值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用最小二乘法辨识模型g
p,m
(s)的参数以获得估计模型

技术总结
本发明公开了一种降低工业过程控制系统偏差攻击误报方法，针对工业过程中控制系统，在数据驱动的基础上建立被控对象模型，基于模型进行偏差攻击检测。同时结合工业过程控制系统的结构特点，对扰动和偏差攻击信号进行辨别，避免了由于扰动信号造成的偏差攻击误报，显著提高了偏差攻击识别的准确性，对工业过程控制系统的安全防护具有重要价值。控制系统的安全防护具有重要价值。控制系统的安全防护具有重要价值。


技术研发人员：陈夕松 胡羽聪 陶思琦 张勇气 梅彬
受保护的技术使用者：南京富岛信息工程有限公司
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2021/12/3