基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法及系统，包括：实时采集电网用户用能监测数据，构建多重数据集；基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型；所述多重数据感知模型针对入侵行为数据进行感知，进行健康状态等级评估，获得健康状态等级评估结果，构建预警模型。利用预警模型对入侵行为进行判断，若有入侵行为则给出预警，进行防护，否则，无预警。无预警。无预警。

【技术实现步骤摘要】
基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法及系统


[0001]本专利技术属于用户用能、入侵监测
，尤其涉及基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]由于电网用能系统数据类型和采集渠道的扩展，导致难以有效监测新增安全攻击行为。如何提升电网企业对用户用能状态感知程度，提高用户服务质量，建立有效的基于多重数据感知的电网用户用能系统监测预警方法，是迫切要解决的问题。
[0004]目前，最常用的方法是应用基于特征的入侵检测技术、入侵检测算法改进，通过在局域网中检测正常流量与异常流量之间的特征差异方式，进行入侵行为的监测及预警。
[0005]但随着物联网终端设备的大量接入，用能规模的不断扩大，使得网络环境更加的复杂，通信过程中产生更多高纬度、非线性的流量数据，电网企业构建了横跨采集前置、营销业务系统的信号监控管理系统，基于服务总线、消息中心进行流程化消息集散驱动采集，当前监测数据维度与数据量，增加入侵检测的难度，传统方式已经不能满足要求。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，结合电力用能设备的各类工况特征及多重入侵行为数据进行用能安全预警监测，保障电网用户用能稳定性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0008]第一方面，公开了基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，包括：
[0009]实时采集电网用户用能监测数据，构建多重数据集；
[0010]基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型；
[0011]所述多重数据感知模型针对入侵行为数据进行感知，进行健康状态等级评估，获得健康状态等级评估结果，构建预警模型。
[0012]进一步的技术方案，利用预警模型对入侵行为进行判断，若有入侵行为则给出预警，进行防护，否则，无预警。
[0013]进一步的技术方案，针对实时采集的电网用户用能监测数据，提取各级用能中心及各用能用户、电力网络之间传递的反映在运系统运行工况数据，包括正常运行数据、正常用能数据、异常用能数据、异常入侵数据、各类干扰信息，作为构建多重数据采集模型的样本特征集。
[0014]进一步的技术方案，还包括：基于在运系统运行工况数据的样本特征集，采用空间信息聚类分析方法，将在运系统运行工况数据分为N个簇首节点，用于分类对电网用户用能系统的异常数据特征辨识处理。
[0015]进一步的技术方案，还包括：基于N个簇首节点，在入侵行为辨识中，通过时间矩阵和多属性数据监测矩阵，得到用户用能系统异常耗能扩散矩阵；
[0016]输入在运系统运行工况的不同分簇数据，通过用户用能系统异常耗能扩散矩阵，输出电网用户用能系统的异常特征数据，实现对电网用户用能系统的异常数据特征辨识处理。
[0017]进一步的技术方案，所述多属性数据监测矩阵计算过程如下：
[0018]基于在运系统运行工况数据的样本特征数据，通过设定用户用能系统异常耗能扩散矩阵阈值提取同簇的用能线路采集的运行状态数据，基于同簇用能线路采集的运行状态样本集的特征数据，采用正态分布进行电网用户用能系统监测预警范围的自动调度，即基于样本特征数据获取其数学期望，标准方差，并基于采集时间段设定自动调度置信度阈值，基于时间动态变更电网用户用能系统监测预警范围，由多属性数据监测阈值范围构成多属性数据监测矩阵
[0019]进一步的技术方案，所述基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型，包括采用深度学习理论对监测采集数据量进行时间负载分类，具体过程为：
[0020]基于电网用户用能系统运行过程中的监测采集数据，构建监测采集数据量样本库；
[0021]从用电信息采集系统调取相关监测特征数据，监测采集数据量样本库的设定样本作为时间负载分类模型训练样本；
[0022]对时间负载分类模型结构及各参数定义；
[0023]将训练样本数据传输至输入神经元，基于梯度下降策略，以目标的负梯度方向对参数进行调整；
[0024]计算期望输出值与本次训练过程中获取的当前参数的样本输出值的误差；
[0025]根据链式法则计算神经元各梯度项，通过计算连接权值和阈值的修正量，对各层连接权值和阈值进行修正，获取全局最优参数。
[0026]进一步的技术方案，多重数据感知模型针对入侵行为数据进行感知，具体包括：
[0027]基于构建的多重数据采集模型，结合量化表征和模糊监测方法进行基于多重数据感知的异常入侵行为的数据溢出监测。
[0028]进一步的技术方案，基于多重数据采集模型的样本特征集，针对多重采集特征数据，计算多重数据的联合概率密度特征，得到统计特征量；
[0029]基于多重数据感知的特征量和溢出转换调制分量，描述不同分区的入侵行为数据分布，得到的用户用能系统监测预警负载数据符合标准的正态分布。
[0030]进一步的技术方案，所述预警模型基于多重采集数据和多重感知数据作为输入数据，基于预警结果反馈修正监测异常入侵行为信号特征曲线。
[0031]第二方面，本实施例的目的是提供了基于多重数据感知的安全防护预警模型构建系统，包括：
[0032]多重数据集构建模块，被配置为：实时采集电网用户用能监测数据，构建多重数据集；
[0033]多重数据感知模型构建模块，被配置为：基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型；
[0034]预警模型构建模块，被配置为：所述多重数据感知模型针对入侵行为数据进行感知，进行健康状态等级评估，获得健康状态等级评估结果，构建预警模型。
[0035]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0036]本专利技术构建多重数据采集模型，多重数据感知控制方法，监测预警模型；基于多重数据感知的电网用户用能系统监测预警方法，采用量化表征和模糊监测方法进行电网用户用能系统的多重数据感知控制，通过确定权限阈值，设置电网用户用能系统监测预警等级，并采用多头注意力和GRU相结合来构建电网用户用能系统监测预警模型，实现对用户用能体系健康状态的科学评估，提高体系诊断能力，分析用户用能体系特征，完成对用户用能状态进行概率推测和预警，并精准识别异常用能情况。
[0037]在本专利技术中，引入了多重数据感知，通过单一维度的入侵异常采集数据和多维相关特征的入侵异常采集数据，实现电网用能入侵行为监测。
[0038]本专利技术提出基于多重数据采集模型，利用时间矩阵和多属性数据监测矩阵构建用户用能系统异常耗能扩散矩阵，基于时间动态量化调整监测数据阈值，实现基于多重数据感知的异常入侵行为的数据溢出监测，解决了入侵行为监测不全面的问题。
[0039]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，其特征是，包括：实时采集电网用户用能监测数据，构建多重数据集；基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型；所述多重数据感知模型针对入侵行为数据进行感知，进行健康状态等级评估，获得健康状态等级评估结果，构建预警模型。2.如权利要求1所述的基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，其特征是，利用预警模型对入侵行为进行判断，若有入侵行为则给出预警，进行防护，否则，无预警。3.如权利要求1所述的基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，其特征是，针对实时采集的电网用户用能监测数据，提取各级用能中心及各用能用户、电力网络之间传递的反映在运系统运行工况数据，包括正常运行数据、正常用能数据、异常用能数据、异常入侵数据、各类干扰信息，作为构建多重数据采集模型的样本特征集；优选的，还包括：基于在运系统运行工况数据的样本特征集，采用空间信息聚类分析方法，将在运系统运行工况数据分为N个簇首节点，用于分类对电网用户用能系统的异常数据特征辨识处理；优选的，还包括：基于N个簇首节点，在入侵行为辨识中，通过时间矩阵和多属性数据监测矩阵，得到用户用能系统异常耗能扩散矩阵；输入在运系统运行工况的不同分簇数据，通过用户用能系统异常耗能扩散矩阵，输出电网用户用能系统的异常特征数据，实现对电网用户用能系统的异常数据特征辨识处理。4.如权利要求3所述的基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，其特征是，所述多属性数据监测矩阵计算过程如下：基于在运系统运行工况数据的样本特征数据，通过设定用户用能系统异常耗能扩散矩阵阈值提取同簇的用能线路采集的运行状态数据，基于同簇用能线路采集的运行状态样本集的特征数据，采用正态分布进行电网用户用能系统监测预警范围的自动调度，基于采集时间段设定自动调度置信度阈值，基于时间动态变更电网用户用能系统监测预警范围，由多属性数据监测阈值范围构成多属性数据监测矩阵。5.如权利要求1所述的基于多重数据感知的安全防护预警模型构建方法，其特征是，所述基于多重数据集结合深度神经网络构建多重数据感知模型，包括采用深度学习理论对监测采集数据量进行时间负载分类，具体过程为：基于电网用户用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淞珲，刘涛，徐新光，杨剑，邢宇，岳巍，董贤光，郭亮，曹彤，王者龙，王毓琦，张仲耀，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院国网山东省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：