一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，目的是通过调用有限的移动变电站防御资源来防范恶意攻击，将损失降至最低。该方法建立了包含多移动防御资源和移动目标的攻击方

【技术实现步骤摘要】
一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法


[0001]本专利技术属于移动变电站安全保护领域，具体涉及一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法。

技术介绍

[0002]移动变电站凭借着自身运行灵活机动的优势，能够作为可靠电源供给许多临时性大负荷或者作为抢险救灾后的应急电源，其重要性不言而喻。如今5G移动变电站的发展让人们可以预见未来将会有更多的移动变电站投入运行并在供电环节中承担重要的任务。同时也正是因为移动变电站出色的机动性，使其容易在移动过程中遭受攻击，严重情况下将会造成国民经济的重大损失。移动变电站运行过程中的安全保护问题急需成熟的解决方案。近年来博弈论决策支持系统已成功部署在多个领域，用以帮助安全机构保护关键基础设施。这些决策支持系统帮助防御方分配和调度有限的资源来保护目标免受恶意攻击，特别是鉴于有限的安全资源不可能始终覆盖或保护所有目标。对于目前许多安全领域内的资源分配和调度问题，现有文献中构建的模型总是假设被保护的目标相对于攻防双方都是静止的，这就导致模型呈现离散化状态并且攻防策略呈现为有限的纯策略，无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立包含多移动防御资源和移动目标的攻击方
‑
防御方Stackelberg博弈模型，攻击方具有连续的策略空间，防御方具有离散化的策略空间；S2、使用缩减表示法表示防御方混合策略，利用子区间分析法构建攻击方的连续策略，结合防御方混合策略和攻击方的连续策略得到计算连续攻击方策略空间情况下的极大极小解的求解器，用于求解最优防御策略；S3、基于步骤S1的多移动防御资源和移动目标的攻击方
‑
防御方Stackelberg博弈模型结合步骤S2求解所得的防御方、攻击方策略情况，通过路径调整法，对步骤S2所生成防御策略进行比较更新；S4、部署移动防御资源，防御方根据步骤S3中更新后的防御策略部署移动防御资源保护移动变电站。2.根据权利要求1所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，步骤S1中，防御方采用混合策略，攻击方在观察并评估该混合策略后做出响应；攻击方在执行攻击时不考虑移动防御资源当前的部分路线，仅考虑发起攻击时间点时移动防御资源的位置；攻击方在目标移动过程中的任何时间点发起攻击，从而形成一套连续的策略；防御方部署一组移动防御资源来保护这些目标；本模型设定攻击方一次只能对一个目标发动攻击；博弈模型属于零和博弈，一方获得的收益建立在另一方遭到损失的基础上；防御方需要调度移动防御资源来最小化攻击方的预期效用；攻击方对某一目标发动攻击获得的预期效用根据目标的位置和时间变化，目标的移动安排是固定的。3.根据权利要求1所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，步骤S1具体指：构建攻击方策略模型，表征攻击方的预期效用及策略函数；构建防御方策略模型，表征防御方的预期效用及策略函数；构建约束条件，包括：移动防御资源的速度限制约束条件，移动防御资源的保护半径约束条件，移动变电站的时间约束条件和空间约束条件。4.根据权利要求3所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，所述攻击方策略模型公式表达如下：AttEU
f
(F
q
,t)＝1
‑
C
G
ω
f
(F
q
,t)U
q
(t),C
G
∈[0,1]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)＜q,t＞
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，AttEU
f
(F
q
,t)表示当防御方的混合策略为f时攻击方在时间t攻击目标F
q
的预期效用；C
G
表示保护的强度，即移动防御资源能成功阻止攻击方的概率，下标G表示处在攻击目标保护范围内的移动防御资源数量；ω
f
(F
q
,t)表示在时间t移动防御资源能保护目标F
q
的可能性；U
q
(t)是时间t的分段线性函数，表示攻击方在时间t对某一移动变电站F
q
发动一次成功攻击所能得到的收益；策略函数＜q,t＞中q和t分别表示是攻击目标的编号和攻击时间。
5.根据权利要求3所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，所述防御方策略模型公式表达如下：法，其特征在于，所述防御方策略模型公式表达如下：R
u
:T
→
D
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，DefEU
f
表示防御方的预期效用；f表示防御方采取的混合策略，最优防御策略是一种策略f'，使得最小；R
u
表示编号为u移动防御资源的时间位置关系，T和D分别代表一个连续的时间域和一个连续的空间域。6.根据权利要求1所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，移动防御资源的速度限制约束、保护半径约束、移动变电站的时间和空间约束条件公式表达如下：v≤v
M
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)0≤r≤r
e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)S
q
:T
→
D
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式中，v表示移动防御资源的速度，v
M
表示移动防御资源的速度上限；r表示移动防御资源的保护范围，r
e
表示移动防御资源的保护范围上限；S
q
表示编号为q的移动变电站的时间位置关系并且S
q
是分段线性的；T和D分别代表一个连续的时间域和一个连续的空间域。7.根据权利要求1所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护方法，其特征在于，步骤S2中使用缩减表示法表示防御方混合策略具体指：将连续的时间离散为均匀分布的M个点T＝{t1,t2,...,t
M
}，用δ
t
表示两个相邻时间点间的间隔，并设定δ
t
足够小以保证在任意时间段[t
k
,t
k+1
]上对于任何目标F
q
，S
q
和U
q
(t)是线性的；同时用一组点D＝{d1,d2,...,d
M
}将移动防御资源以及移动变电站的移动路线离散化，并规定每个移动防御资源在任何离散化时间点t
k
只能停留在离散化的某个点d
i
上，此时一台移动防御资源的路径公式表达如下：式中r
u
(k)表示移动防御资源在时间t
k
时停留的离散点的编号，路径R
u
表示移动防御资源在时间段[t
k
,t
k+1
]内从点移动到路径R
u
确定时，边也随之固定，选择边E
i,j,k
的总概率是所有起点为R
u
(k)＝i、终点为R
u
(k+1)＝j的路线R
u
概率总和，定义流f(i,j,k)公式表达如下：式中p(R
u
)是采取路径R
u
的概率，f(i,j,k)表示在时间t
k
移动防御资源从位置d
i
出发并在时间t
k+1
时移动到位置d
j
的概率。8.根据权利要求1所述一种基于多移动防御资源和移动目标的新型变电站安全保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩海腾，曹阳，魏恬恬，臧海祥，孙国强，卫志农，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：