一种工控设备未知异常检测方法技术

本发明专利技术公开了一种工控设备未知异常检测方法，由数据预处理、BP神经网络建模、结果后处理、模型优化四部分组成：数据预处理部分将设备工况数据进行缓存，将多条数据构成数据块，根据工况数据在时域上的连续性构建特征；BP神经网络建模部分使用多条数据输入的方法进行模型构建；结果后处理部分根据模型输出结果判断工况是否出现异常；模型优化部分选择更合适的算法参数，提高模型精度。本发明专利技术方法可以有效检出工控设备出现的未知工况异常，及时报警并减小工控生产设备的损失。

An unknown anomaly detection method for industrial control equipment

【技术实现步骤摘要】
一种工控设备未知异常检测方法
本专利技术涉及一种工控设备未知异常检测方法，具体地说，涉及一种以设备数据监控为主的工业设备异常检测方法，属于工控安全

技术介绍
随着我国工业领域的信息化、数字化程度不断提高，工控网络的开放性也越来越高。为保证工控网络长期的稳定性，其操作系统一般缺少定期维护更新；为提高信息传递效率，工控网络中一般使用透明的传输协议如MODBUS，这些特点一方面带来了便捷的操作管理方式，但另一方面，也使其面临着更加严峻的安全问题。与传统IT行业的安全问题相比，工控系统受到的威胁不仅仅在于信息安全，还会导致更直接更巨大的损害。2016年，工信部发布了《工业控制系统信息安全防护指南》，重点强调了工控安全防护不仅仅是针对工控网络的信息安全防护，更要从系统与设备安全、网络安全、主机安全和数据安全方面建立综合防护能力。目前工控网络中针对设备安全的异常检测方法可分为三类。1、基于经验的方法，包括专家系统法、故障树分析法等等，目前比较普遍应用于工业生产中。但是这种方法由于需要大量的经验积累，且这些经验一般只对特定的控制对象有效，难本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工控设备未知异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：工控设备数据采集：实时读取工控设备位号信息，根据设备自身特点完成数据预处理，并根据采集信息对数据进行标记，标记类型包括正常数据及异常数据的不同异常类型；/n步骤2：特征提取与构建：根据设备运行特性选择有效的位号信息，并在已有特征基础上根据数据在时域上的连续特性进行特征构建；/n步骤3：在步骤2的基础上，将单条数据输入缓存，将每个时刻的单条数据对应构建成为具有一定数据长度的数据块，根据所有时刻的数据块构建训练集，并调整训练集中正常数据和异常数据的比例；/n步骤4：基于BP神经网络建立工控设备异常检测模型，并利用步骤3)得到的...

【技术特征摘要】
1.一种工控设备未知异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：工控设备数据采集：实时读取工控设备位号信息，根据设备自身特点完成数据预处理，并根据采集信息对数据进行标记，标记类型包括正常数据及异常数据的不同异常类型；
步骤2：特征提取与构建：根据设备运行特性选择有效的位号信息，并在已有特征基础上根据数据在时域上的连续特性进行特征构建；
步骤3：在步骤2的基础上，将单条数据输入缓存，将每个时刻的单条数据对应构建成为具有一定数据长度的数据块，根据所有时刻的数据块构建训练集，并调整训练集中正常数据和异常数据的比例；
步骤4：基于BP神经网络建立工控设备异常检测模型，并利用步骤3)得到的训练集训练所述模型；
步骤5：在步骤4的基础上，使用工控设备未知异常类型的数据输入工控设备异常检测模型，得出工况数据判断结果，对结果进行后处理，完成工控设备的未知异常检测。


2.根据权利要求1所述的工控设备未知异常检测方法，其特征在于，所述步骤1中数据预处理具体为：实时读取工况数据信息，全部进行数据归一化处理，并对丢失数据进行补0。


3.根据权利要求1所述的工控设备未知异常检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述缓存中包含当前时刻和前N-1个时刻的设备位号信息及构造特征，根据采集数据时的记录对当前时刻的数据块进行标记，得到数据块如下：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文君，王宇平，陈梦迟，米俊芃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33