一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法及系统，属于智能电网安全技术领域。本发明专利技术方法，包括：采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态。本发明专利技术对于识别电网嵌入式终端设备的运行状态的准确率更高，鲁棒性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法及系统
本专利技术涉及智能电网安全
，并且更具体地，涉及一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法及系统。
技术介绍
电力系统与我们的生活密切相关，作为电能生产、传输的平台，其需要满足可靠性、灵活性和经济性的要求。随着电力系统信息化程度的快速提升，电网朝着更智能化的方向不断发展。嵌入式技术作为当今应用范围最广的技术之一，已经成为电力系统控制和监控不可或缺的部分，其广泛应用于智能电网的各个环节，如电力工控系统中的PLC、RTU、HMI等，在智能电力系统的发展中担任着至关重要的角色。这些电网嵌入式终端设备在使电网更加网络化、智能化、多功能化的同时，也带来了更多的安全风险。由于嵌入式设备广泛的部署在隐私敏感和安全领域，一旦遭受破坏，会对电力工控系统的安全性造成极大影响，导致电力设备故障，威胁智能电网的正常运行，对国家和社会安全造成严重威胁。对智能电网嵌入式终端设备的安全监测，有助于及时发现设备异常情况，使系统在遭受非法攻击之前预知、截获攻击，有利于保障电力系统的安全稳定运行。目前针对智能电网嵌入式终端设备的安全研究主要集中在访问控制以及安全评估模型方面，对嵌入式终端设备的安全监测问题研究不多。
技术实现思路
针对上述问题本专利技术提出了一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法，包括：采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态。可选的，历史运行数据，包括：电网嵌入式终端设备的CPU占用率、内存占用率、进程堆栈状态、调用频率、内核变量信息状态、调用时序状态和应用层通讯流量状态。可选的，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征，具体包括：根据历史运行数据，确定预设时间内CPU占用率、内存占用率、调用频率及应用层通讯流量状态的平均值、方差、偏度和峰度；根据历史运行数据，对进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态进行向量化，获取进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态的向量化数据；对平均值、方差、偏度、峰度和向量化数据进行归一化处理，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征。可选的，历史运行数据以1∶5的比例分为训练集和测试集。可选的，方法还包括：确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态异常时，发出预警。本专利技术还提出了一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的系统，包括：采集模块，采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；提取模块，根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；训练模块，根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；测试模块，采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态。可选的，历史运行数据，包括：电网嵌入式终端设备的CPU占用率、内存占用率、进程堆栈状态、调用频率、内核变量信息状态、调用时序状态和应用层通讯流量状态。可选的，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征，具体包括：根据历史运行数据，确定预设时间内CPU占用率、内存占用率、调用频率及应用层通讯流量状态的平均值、方差、偏度和峰度；根据历史运行数据，对进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态进行向量化，获取进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态的向量化数据；对平均值、方差、偏度、峰度和向量化数据进行归一化处理，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征。可选的，历史运行数据以1∶5的比例分为训练集和测试集。可选的，测试模块，还用于，当确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态异常时，发出预警。本专利技术深入分析了适用于电网嵌入式终端设备的运行状态特征，对于识别电网嵌入式终端设备的运行状态的准确率更高，鲁棒性更强。附图说明图1为本专利技术一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法流程图；图2为本专利技术一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法实施例流程图；图3为本专利技术一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法实施例构建GRU神经网络架构流程图；图4为本专利技术一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法实施例电网嵌入式终端设备运行状态异常数据检测流程图；图5为本专利技术一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的系统结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。本专利技术提出了一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法，如图1所示，包括：采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态异常时，发出预警。历史运行数据，包括：电网嵌入式终端设备的CPU占用率、内存占用率、进程堆栈状态、调用频率、内核变量信息状态、调用时序状态和应用层通讯流量状态。确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征，具体包括：根据历史运行数据，确定预设时间内CPU占用率、内存占用率、调用频率及应用层通讯流量状态的平均值、方差、偏度和峰度；根据历史运行数据，对进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态进行向量化，获取进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态的向量化数据；对平均值、方差、偏度、峰度和向量化数据进行归一化处理，确定表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法，所述方法包括：/n采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；/n根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；/n根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；/n采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于监测电网嵌入式终端设备运行状态的方法，所述方法包括：
采集电网嵌入式终端设备在不同安全状态下的历史运行数据；
根据采集的历史运行数据，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征；
根据运行特征构建GRU神经网络架构，并将历史运行数据分为训练集和测试集，将训练集和测试集输入至GRU神经网络架构进行训练，获取训练模型；
采集待监测电网嵌入式终端设备的运行数据，使用训练模型对运行数据进行测试，确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态。


2.根据权利要求1所述的方法，所述历史运行数据，包括：电网嵌入式终端设备的CPU占用率、内存占用率、进程堆栈状态、调用频率、内核变量信息状态、调用时序状态和应用层通讯流量状态。


3.根据权利要求1所述的方法，所述确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征，具体包括：
根据历史运行数据，确定预设时间内CPU占用率、内存占用率、调用频率及应用层通讯流量状态的平均值、方差、偏度和峰度；
根据历史运行数据，对进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态进行向量化，获取进程堆栈状态、核变量信息状态和调用时序状态的向量化数据；
对平均值、方差、偏度、峰度和向量化数据进行归一化处理，确定表征预设时间内电网嵌入式终端设备历史运行数据的运行特征。


4.根据权利要求1所述的方法，所述历史运行数据以1∶5的比例分为训练集和测试集。


5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：确定待监测电网嵌入式终端设备的运行状态异常时，发出预警。


6.一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，李霁远，张天晨，应欢，冀晓宇，王海翔，卢新岱，朱亚运，徐文渊，缪思薇，韩丽芳，戴桦，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，浙江大学，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11