一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法及终端技术方案

本发明专利技术公开一种基于主动配电网MEC系统的安全防护的方法及终端，通过建立系统模型，并得到最大计算速度表达式、位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数对计算任务进行隐私保护，再通过神经网络对最大计算速度表达式和隐私保护等级表达式构建的综合模型以及预设的无线信道能量增益进行学习，得到对应的训练模型，使系统在运作的过程中能够通过当前获取到的服务器与用户之间的无线信道能量增益在训练模型中得到最优的附加冗余信息量以及所述卸载决策，同时优化了时间分配和卸载决策，提升了系统对用户的隐私保护能力，并降低了计算延迟，实现在保护用户隐私的同时系统能够保持较高的计算速度。较高的计算速度。较高的计算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法及终端


[0001]本专利技术涉及电网安全防护领域，特别是涉及一种基于主动配电网MEC系统 的安全防护方法及终端。

技术介绍

[0002]主动配电网作为智能电网的重要支撑，其信息数据的重要性愈加明显。主 动配电网在实现“能源流和信息流”的高度智能融合之际，又具有源端不同类 型互补、配用电网传输分配、储能装置与用户动态接入的特性。复杂的接入环 境、灵活多样的接入方式，波动性强的分布式能源、数量庞大的接入终端使得 主动配电网的结构比传统配电网更加复杂，能量流和信息流的交互更加频繁， 相互依赖性更强。互动化使得信息网和电力网之间的融合更加紧密，但也使得 信息网络的安全性直接影响到电力网络的安全性。
[0003]为满足不断增长的电力需求，大型互联电网的规模越来越大，结构越来越 复杂，有必要加强对系统的动态监测。广域测量系统(Wide Area MeasurementSystem，WAMS)应运而生，它基于同步相量测量单元(phasor measurement unit， PMU)实现全网各节点数据的采集。PMU借助GPS提供的高精度授时信号对 采集到的数据打上精确的时标后，通过高速通信网络数据传输至监视与控制中 心，从而实现对全网动态行为的监测，并进一步采取稳定控制措施。电力系统 各种业务数据的上传下达都离不开电力通信系统，电力通信系统已经成为现代 电力系统的重要组成，是实现电力系统的稳定控制功能的基础支撑。PMU系统 的所有信号均通过硬接线直接采集，没有采用网络通信方式从其他网络系统获 取数据。数据采集屏将采集到的数据经光纤通信汇聚到集中处理屏后通过光纤 通信接入调度数据网实时业务交换机。该系统不与任何外部网络连接，安全防 护的重点是加强数据集中处理工作站的安全管理工作，必须加强工作站的移动 存储介质和笔记本电脑接入的管理，避免将病毒等恶意代码引入电力调度数据 网络。电力调度数据网安全防护工作应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离、 纵向认证的原则。安全防护的重点是保障电力调度数据网络的安全，总体目标 包括：1)防止电力调度数据网业务中断，影响电力生产。2)防止电力调度数据网 设备遭遇病毒、黑客攻击。3)防止从业务端发起对整个电力调度数据网络的恶意 破坏和攻击。
[0004]移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)作为第五代通信技术的核 心架构，为不断涌现的业务及其上以指数增长的海量数据的传输与处理提供了 便利。移动边缘计算系统在架构上可划分为边缘网络及边缘终端设备两大部分。 通过将计算任务下沉至网络边缘或终端设备，其可充分利用“本地”的计算资 源，就近处理，减少因海量数据的长距离传输所造成的较大性能开销。为确保 系统正确、平稳、高效地运行，移动边缘计算系统还需要对系统各部分的安全 威胁进行有效的防御。这其中包括：1)对于已知威胁的精确识别和消除；2) 对具有潜在缺陷及漏洞的软、硬件系统安全的韧性或被动防御能力的提升；以 及3)对任务下沉的移动智能终端平台上的不同类型的数据进行细粒度地保护， 避免重要敏感信息的泄露。
[0005]随着智能配电网的快速发展，现代通信技术与计算机网络技术被广泛的应 用于智能配电网中，电网与用户之间可以通过双向通信的数字网络来进行实时 的信息交互。这时直接暴露在用户面前的终端(如智能电表)，将最可能成为攻 击的对象。只要一个终端被攻破，就可以对网络中的其他设备发起攻击进而直 接影响配电网的稳定运行。随着智能配电网的高速发展，智能配电网对于数据 安全、通信技术提出了更高的要求。
[0006]由于配电网设备众多，其中监测其状态的传感器数量较大，这些传感器随 时收集着用户的信息，产生各种数据，这些数据中则包含着用户的各种隐私。 若是这些隐私信息发生了泄露，就很可能会造成用户精神或财产的损失。但只 针对用户的隐私保护，将会导致系统计算速度的降低，出现系统数据传输延迟 等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于主动配电网MEC系统的安全 防护方法及终端，提高对用户隐私保护的同时减少系统计算延时。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，包括步骤：
[0010]建立系统模型，所述系统模型包括预设的多种卸载决策；
[0011]根据所述系统模型建立计算模型，得到最大计算速度表达式；
[0012]根据所述计算模型设置位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到 隐私保护等级表达式；
[0013]根据所述最大计算速度表达式以及隐私保护等级表达式得到综合模型；
[0014]根据所述综合模型以及预设的无线信道能量增益对神经网络进行训练，得 到训练模型；
[0015]获取当前服务器与用户之间的所述无线信道能量增益，并根据所述训练模 型输出最优的附加冗余信息量以及所述卸载决策。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一技术方案为：
[0017]一种基于主动配电网MEC系统的安全防护终端，包括存储器、处理器及存 储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机 程序时实现如上述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法中的各个步 骤。
[0018]本专利技术的有益效果在于：通过建立包括多种卸载决策的系统模型，并根据 系统模型建立对应的计算模型得到最大计算速度表达式，同时在系统模型的基 础上设置位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，对计算任务进行隐私保 护，再通过神经网络对最大计算速度表达式和隐私保护等级表达式构建的综合 模型以及预设的无线信道能量增益进行学习，得到对应的训练模型，系统在运 作的过程中，系统能够通过当前获取到的服务器与用户之间的无线信道能量增 益在训练模型中得到最优的附加冗余信息量以及所述卸载决策，并且当设备与 MEC服务器之间的无线信道增益较大时，使设备更倾向于将任务卸载到MEC 服务器，同时优化了时间分配和卸载决策，提升了系统对用户的隐私保护能力， 并降低了计算延迟，实现在保护用户隐私的同时系统能够保持较高的计算速度。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法的步 骤流程图；
[0020]图2为本专利技术实施例的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护终端的结 构示意图。
具体实施方式
[0021]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并 配合附图予以说明。
[0022]请参照图1，一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，包括步骤：
[0023]建立系统模型，所述系统模型包括预设的多种卸载决策；
[0024]根据所述系统模型建立计算模型，得到最大计算速度表达式；
[0025]根据所述计算模型设置位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到 隐私保护等级表达式；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，包括步骤：建立系统模型，所述系统模型包括预设的多种卸载决策；根据所述系统模型建立计算模型，得到最大计算速度表达式；根据所述计算模型设置位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到隐私保护等级表达式；根据所述最大计算速度表达式以及隐私保护等级表达式得到综合模型；根据所述综合模型以及预设的无线信道能量增益对神经网络进行训练，得到训练模型；获取当前服务器与用户之间的所述无线信道能量增益，并根据所述训练模型输出最优的附加冗余信息量以及所述卸载决策。2.根据权利要求1所述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，所述根据所述系统模型建立计算模型，得到最大计算速度表达式包括：获取终端设备信息，建立本地计算模型；根据所述本地计算模型计算得到本地的所述最大计算速度表达式；获取设备与服务器之间的交互信息，得到移动边缘计算模型；根据所述移动边缘计算模型计算得到本地的最大任务卸载速度表达式；根据本地的所述最大计算速度表达式以及所述最大任务卸载速度表达式得到终端设备总的所述最大计算速度表达式。3.根据权利要求2所述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，所述获取终端设备信息，建立本地计算模型包括：获取每一预设时隙中终端设备的充电电量、消耗能量以及处理数据的速度，建立本地计算模型。4.根据权利要求2所述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，所述获取终端设备与服务器之间的交互信息，得到移动边缘计算模型包括：获取每一预设时隙中终端设备与服务器之间的通信带宽、终端设备的传输功率、噪声功率以及数据传输比，得到移动边缘计算模型。5.根据权利要求4所述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，所述根据所述计算模型设置位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到隐私保护等级表达式包括：根据本地的所述最大计算速度表达式以及所述最大任务卸载速度表达式，得到平均计算速度表达式；根据所述平均计算速度表达式以及所述最大任务卸载速度表达式得到所述位置隐私奖励函数；获取无隐私保护下的所述数据传输比以及隐私保护下的所述数据传输比，得到数据传输比差值；根据所述数据传输比差值以及所述最大任务卸载速度表达式得到所述使用模式隐私奖励函数；根据所述位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到隐私保护等级表达式。6.根据权利要求5所述的一种基于主动配电网MEC系统的安全防护方法，其特征在于，
所述根据所述位置隐私奖励函数和使用模式隐私奖励函数，得到隐私保护等级表达式包括：设置位置隐私权重和使用模式隐私权重；...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏炳森，唐元春，林文钦，冷正龙，周钊正，李翠，陈力，游敏毅，张章煌，郑欢，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：