【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力监控系统信息安全，特别是涉及一种基于gcn-duelingdqn算法的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法及相关装置。
技术介绍
1、电力监控系统是一种用于监视和控制电力生产及供应过程的系统，它基于计算机及网络技术，结合智能设备以及作为基础支撑的通信网络和数据网络等，实现对电力系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制。然而，随着电力系统与信息通信技术的深度融合，电力监控系统也面临着日益严峻的信息物理攻击威胁，近年来发生了多起针对电力监控系统的网络安全事件。在上述网络安全事件中，攻击者通过发起信息物理协同攻击，从而导致电力监控系统瘫痪，并造成巨大损失。因此，从攻击角度出发，研究隐蔽性信息物理攻击向量的生成方法显得尤为重要，这有助于提升电力监控系统的韧性，促进安全防护技术的创新。
2、常见的信息物理攻击向量的生成思路具体分为两种，第一种是攻击者实施物理攻击后，再发起网络攻击掩盖当前状态，误导控制中心作出错误决策；第二种是攻击者先实施网络攻击后，再发起物理攻击掩盖当前状态，误导控制中心作出错误决策。网络攻击和物理攻击相结合，对电力监控系统造成比单一攻击更大的危害。目前，针对第二种思路的传统生成方法包括：基于启发式搜索与优化算法的生成方法、基于混合整数规划的生成方法、基于松弛与近似方法的生成方法。上述传统生成方法虽然在处理传统电力监控系统的信息物理攻击向量的生成中展现出一定的有效性，但随着电力监控系统的日益复杂化和智能化，使得传统生成方法在效率和精度方面面临巨大挑战，难以准确捕捉和模拟新型攻击场景下信息物理
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法及相关装置，可提高生成信息物理攻击向量的效率和精度。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，所述电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法包括：
4、建立电力监控系统的仿真模型，按照电力监控系统的实际运行情况控制所述仿真模型运行，并对所述仿真模型进行潮流计算，得到初始的量测值；所述仿真模型和电力监控系统的电路拓扑结构完全相同；所述量测值包括电力监控系统中每一个节点的有功功率和每一个输电线路两端的有功功率，节点包括负荷节点、发电机节点和母线节点；
5、基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态；所述初始状态包括电力监控系统中每一个节点的状态和注意力权重以及每一个输电线路的状态和注意力权重，所述状态包括正常和异常；
6、以所述初始状态作为输入，利用gcn-dueling dqn算法确定所述初始状态对应的动作和q值；所述动作包括负载重分配攻击动作和物理操纵攻击动作；所述负载重分配攻击动作包括所选择的若干个待攻击的负荷节点和每一个待攻击的负荷节点对应的篡改后注入功率；所述物理操纵攻击动作包括所选择的若干个待攻击的过载线路和每一个待攻击的过载线路对应的篡改后电抗参数；所述过载线路为因所述负载重分配攻击动作而导致发生过载的输电线路；
7、将所述动作作用于所述仿真模型，得到所述初始状态对应的下一状态和回报；
8、判断q值是否收敛，得到判断结果；
9、若所述判断结果为是，则结束迭代，选择所述回报最大的动作作为信息物理攻击向量；
10、若所述判断结果为否，则判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数；若是，则对gcn-dueling dqn算法进行更新，得到更新后的gcn-dueling dqn算法，将当前迭代次数置0，并以更新后的gcn-dueling dqn算法作为下一迭代的gcn-dueling dqn算法，以下一状态作为下一迭代的初始状态，返回“以所述初始状态作为输入，利用gcn-dueling dqn算法确定所述初始状态对应的动作和q值”的步骤；若否，则当前迭代次数加1，并以下一状态作为下一迭代的初始状态，返回“以所述初始状态作为输入，利用gcn-dueling dqn算法确定所述初始状态对应的动作和q值”的步骤。
11、第二方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以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以实现上述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
12、第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
13、第四方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
14、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
15、本申请提供了一种电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法及相关装置，先建立电力监控系统的仿真模型，按照电力监控系统的实际运行情况控制仿真模型运行，并对仿真模型进行潮流计算，得到初始的量测值，基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态，以初始状态作为输入，利用gcn-dueling dqn算法确定初始状态对应的动作和q值，将动作作用于仿真模型，得到初始状态对应的下一状态和回报，不断迭代直至q值收敛时，结束迭代，选择回报最大的动作作为信息物理攻击向量。本申请引入dueling dqn算法，通过分离状态价值函数和动作优势函数，不仅减少了每次迭代中需要计算的q值数量，还降低了参数数量和计算复杂度，提高计算效率，同时，通过训练过程即可生成信息物理攻击向量，相较于先训练再应用才能生成信息物理攻击向量的方式，能够进一步提高计算效率。引入gcn模型，能够处理图结构的数据，并通过节点之间的连接关系来提取有用的特征信息，能够在数据不足的情况下，通过图结构信息来补充和增强学习过程中的特征表示，生成质量更好的信息物理攻击向量，解决生成的信息物理攻击向量可能较为单一，无法覆盖所有潜在威胁，影响攻击策略的多样性和灵活性，使得应对多变的防御机制变得更加困难的问题。
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1.一种电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，所述电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法包括：
2.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态，具体包括：
3.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，回报的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，回报的计算公式中条件a、b、c的确定方式具体包括：
5.根据权利要求4所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态，具体包括：
6.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，以所述初始状态作为输入，利用GCN-Dueling DQN算法确定所述初始状态对应的动作和Q值，具体包括：
7.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，在得到所述初始状态对应的下一状态和回报之后，所述电力监控系统的信
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，所述电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法包括：
2.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态，具体包括：
3.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，回报的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，回报的计算公式中条件a、b、c的确定方式具体包括：
5.根据权利要求4所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，基于初始的量测值进行状态估计，得到初始状态，具体包括：
6.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，以所述初始状态作为输入，利用gcn-dueling dqn算法确定所述初始状态对应的动作和q值，具体包括：
7.根据权利要求1所述的电力监控系统的信息物理攻击向量生成方法，其特征在于，在得到所述初始状态对应的下一状态和回报之后，所述电力监控系统的信息物理攻击向量生成方...
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