【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆安全，具体涉及一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统及方法。
技术介绍
1、智能网联汽车(intelligent connected vehicle,icv)作为现代交通系统的重要组成部分，集成了传感技术、网络通信技术、人工智能以及自动控制技术，实现了车辆与车辆、道路基础设施、云平台等之间的实时信息交互。这种高度网络化和智能化的特性，使得智能网联汽车能够执行环境感知、智能决策、协同控制等功能，极大地提升了出行的安全性和效率。
2、然而，智能网联汽车的这种高度集成和互联特性也带来了诸多网络安全风险。其网络攻击面广泛，包括车载系统、车载诊断接口、蜂窝网络接入、车载无线接入点等，攻击方式涵盖了远程攻击、物理攻击、供应链攻击等多种类型。一旦智能网联汽车系统遭受攻击，可能导致车辆被非法控制、隐私信息泄露、安全功能失效等严重后果，严重威胁到乘客和行人的生命安全以及个人隐私保护。现有的智能网联汽车网络安全评估方法主要包括风险评估、渗透测试、威胁模拟、物理层分析和合规性审计等。其中，有部分评估方法，如物理层分析评估方法，还可能对智能网联汽车硬件造成破坏性影响，不利于后续的持续评估和修复工作。
3、专利技术人鉴于此，提出一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统及方法。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，以解决现有技术中存在的部分网联车辆安全评估方法需要在物理层面对汽车硬件进行
2、本专利技术采用的技术方案是，第一方面，提供一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，包括：中央控制单元模块；
3、数字孪生建模模块，所述数字孪生建模模块用于对被映射的网联车辆进行建模，所述数字孪生建模模块与所述中央控制单元模块通讯信号连接；
4、网络攻防模拟模块，所述网络攻防模拟模块与所述中央控制单元模块通讯连接，用于执行车辆网联攻击和防御场景；及
5、虚实交互装置模块，所述虚实交互装置模块与所述中央控制单元模块通讯信号连接，用于模拟网联车辆的物理运动。
6、进一步的，所述数字孪生建模模块包括3d激光扫描仪、多星座组合导航模块、多光谱相机阵列和车载传感器模拟器模块，所述数字孪生建模模块对于网联车辆进行建模的构建过程包括：
7、采用3d激光扫描仪对网联车辆和周边环境进行扫描，获得网联车辆和车辆环境的第一数字孪生模型；
8、采用多星座组合导航模块对网联车辆的空间信息进行测量获得空间信息数据，将空间信息数据融入第一几何三维模型，获得第二数字孪生模型；
9、采用多光谱相机阵列对网联车辆和周边环境进行图像采集，生成网联车辆及环境信息数字材质纹理数据，并将网联车辆及环境信息数字材质纹理数据映射至第二数字孪生模型，获得第三数字孪生模型；
10、采用车载传感器模拟器模块将虚拟车载感知设备添加至第三数字孪生模型中的网联车辆数字孪生模型，得到第四数字孪生模型。
11、进一步的，所述网络攻防模拟模块包括网络流量生成器、漏洞注入模块、攻击向量库和网络防御模拟器，所述网络流量生成器用于形成网络流量，所述漏洞注入模块用于向第四数字孪生模型植入常见车辆系统漏洞，所述攻击向量库用于形成攻击场景和攻击链，所述网络防御模拟器用于向第四数字孪生模型输入网络防御机制，以模拟被映射的网联车辆在攻击场景下的防御响应过程。
12、进一步的，所述虚实交互装置模块包括虚拟演示系统和操作反馈系统，所述虚拟演示系统用于将第四数字孪生模型中车辆在虚拟空间中的场景演示给操作人员，所述操作反馈系统用于将操作人员的动作反馈给第四数字孪生模型。
13、进一步的，所述虚实交互装置模块还包括外部显示装置，用于对不参与直接交互的工作人员展示虚拟空间中的场景。
14、进一步的，所述虚实交互装置模块还包括车辆动作模拟平台，所述车辆动作模拟平台用于模拟第四数字孪生模型中，模拟网联车辆的实时运动动作。
15、进一步的，还包括边缘计算单元模块，所述边缘计算单元模块与所述中央控制单元模块通讯信号连接，用于对网联车辆的车辆信息进行处理，并处理后上传至中央控制单元。
16、进一步的，还包括云计算服务端，所述云计算服务端与所述中央控制单元模块通讯连接，所述云计算服务端用于协助中央控制单元模块处理各模块的数据信息。
17、进一步的，所述云计算服务端包括数据处理集群模块、数据分析平台和机器学习训练服务器，所述数据处理集群模块用于处理中央单元模块上传的数据，所述数据分析平台用于对数据进行分析，机器学习训练服务器用于对数据处理集群模块和数据分析平台处理后的数据进行获取并优化神经网络模型。
18、第二方面，提供一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估方法，采用第一方面提供的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统得以实现。
19、由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：
20、本专利技术提供一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，首先设置中央控制单元模块和数字孪生建模模块，通过数字孪生建模模块对被映射的网联车辆和其周围的环境进行数字建模获得包括网联车辆和网联车辆周围环境的数字孪生模型，并且设置了网络攻防模拟模块和虚实交互装置模块，通过网络攻防模拟模块对网联车辆进行虚拟防御机制的设置，并设置包含攻击场景的网络流量源，通过虚实交互装置模块将数字孪生模型中网联车辆遭遇的攻击场景给参与评估实验的工作人员进行展示同时工作人员通过虚实交互装置模块对数字孪生模型进行反馈交互，以此使得对被映射的网联车辆的测试评估都能够通过虚拟的数字孪生模型进行，从而避免在物理层面对汽车进行破坏性实验，以此解决了现有技术中存在的部分网联车辆安全评估方法需要在物理层面对汽车硬件进行破坏性影响，而使得后续持续评估存在困难的技术问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述数字孪生建模模块包括3D激光扫描仪、多星座组合导航模块、多光谱相机阵列和车载传感器模拟器模块，所述数字孪生建模模块对于网联车辆进行建模的构建过程包括：
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述网络攻防模拟模块包括网络流量生成器、漏洞注入模块、攻击向量库和网络防御模拟器，所述网络流量生成器用于形成网络流量，所述漏洞注入模块用于向第四数字孪生模型植入常见车辆系统漏洞，所述攻击向量库用于形成攻击场景和攻击链，所述网络防御模拟器用于向第四数字孪生模型输入网络防御机制，以模拟被映射的网联车辆在攻击场景下的防御响应过程。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述虚实交互装置模块包括虚拟演示系统和操作反馈系统，所述虚拟演示系统用于将第四数字孪生模型中车辆在虚拟空间中的场景演示给操作人员，所述操作反馈系统用于将操作人员的
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述虚实交互装置模块还包括外部显示装置，用于对不参与直接交互的工作人员展示虚拟空间中的场景。
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述虚实交互装置模块还包括车辆动作模拟平台，所述车辆动作模拟平台用于模拟第四数字孪生模型中，模拟网联车辆的实时运动动作。
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，还包括边缘计算单元模块，所述边缘计算单元模块与所述中央控制单元模块通讯信号连接，用于对网联车辆的车辆信息进行处理，并处理后上传至中央控制单元。
8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，还包括云计算服务端，所述云计算服务端与所述中央控制单元模块通讯连接，所述云计算服务端用于协助中央控制单元模块处理各模块的数据信息。
9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述云计算服务端包括数据处理集群模块、数据分析平台和机器学习训练服务器，所述数据处理集群模块用于处理中央单元模块上传的数据，所述数据分析平台用于对数据进行分析，机器学习训练服务器用于对数据处理集群模块和数据分析平台处理后的数据进行获取并优化神经网络模型。
10.一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估方法，其特征在于，采用权利要求1-9所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统得以实现。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述数字孪生建模模块包括3d激光扫描仪、多星座组合导航模块、多光谱相机阵列和车载传感器模拟器模块，所述数字孪生建模模块对于网联车辆进行建模的构建过程包括：
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述网络攻防模拟模块包括网络流量生成器、漏洞注入模块、攻击向量库和网络防御模拟器，所述网络流量生成器用于形成网络流量，所述漏洞注入模块用于向第四数字孪生模型植入常见车辆系统漏洞，所述攻击向量库用于形成攻击场景和攻击链，所述网络防御模拟器用于向第四数字孪生模型输入网络防御机制，以模拟被映射的网联车辆在攻击场景下的防御响应过程。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述虚实交互装置模块包括虚拟演示系统和操作反馈系统，所述虚拟演示系统用于将第四数字孪生模型中车辆在虚拟空间中的场景演示给操作人员，所述操作反馈系统用于将操作人员的动作反馈给第四数字孪生模型。
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的网联车辆安全交互测验评估系统，其特征在于，所述虚实交互装置模块还包括外部显示装置，用于对不参与直接交互的工作人员展示虚拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏，张雄，吴超，龚宸，樊海龙，柯馨沁，曹飞，姚波，朱子霄，陈圳艳，冯成均，张莹，
申请(专利权)人：招商局检测车辆技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。