[發明專利]基于竊電嫌疑程度的智能電網鄰域網絡惡意用戶檢測方法

有效

• 申請號: 201611077571.0
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123920B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 梁煒;夏小芳;鄭萌;肖揚
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H02J13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種基于竊電嫌疑程度的智能電網鄰域網絡惡意用戶檢測方法，其特征在于，基于用戶的竊電嫌疑程度，建立一棵以用戶為葉子節點的二叉檢測樹，并將其作為邏輯結構輔助查找惡意用戶；在該樹中，嫌疑程度越大的用戶距離根節點越近，并且越靠左排列；在惡意用戶檢測階段，采用自頂向下和深度優先搜索原則；子檢測器只對該二叉檢測樹上的左孩子節點進行實際檢測；當某節點為右孩子節點時，通過計算該節點子樹上的用戶總竊電量來判斷是否需要對其進行進一步檢測，包括以下步驟：

在智能電網鄰域網絡的配電室中，安裝檢測器盒子來監控區域中的用戶竊電情況；該檢測器盒子由以下兩個部分組成：

首檢測器：負責檢測該鄰域網絡中是否存在惡意用戶；首先根據歷史數據來評估用戶的竊電嫌疑程度，并以此建立一棵以用戶節點作為葉子節點的二叉檢測樹作為邏輯結構，然后調用子檢測器在該邏輯結構上進行進一步檢測；

子檢測器：負責對鄰域網絡中的惡意用戶進行定位；

竊電嫌疑程度評估階段：根據用戶的歷史數據估算用戶的竊電嫌疑程度；

二叉檢測樹建立階段：基于用戶嫌疑程度，建立一棵以用戶作為葉子節點的二叉檢測樹；

惡意用戶檢測階段：以二叉檢測樹作為邏輯結構，逐步定位該鄰域網絡中的惡意用戶；

所述二叉檢測樹建立階段包括以下步驟：

(1)用n個葉子節點對集合Z進行初始化：Z＝{z_i,i＝1,2,…,n}，其中z_i表示用戶i對應的葉子節點，每個葉子節點z_i包含三個屬性：嫌疑程度z_i.susp、左孩子節點z_i.lchild、右孩子節點z_i.rchild；其中，z_i.susp初始化為用戶i的嫌疑程度，z_i.lchild和z_i.rchild初始化為空節點；

(2)對集合Z中的節點進行合并操作，具體步驟如下：

(2.1)創造新節點z；

(2.2)選取集合Z中嫌疑程度最小的兩個節點z′和z″，分別作為新節點z的左、右孩子節點；新節點z的嫌疑程度更新為節點z′和z″的嫌疑程度之和；

(2.3)更新節點集合Z為：(Z-{z′,z″})∪z；

(2.4)若集合Z中存在不止一個節點，則重復步驟(2.1)到(2.3)，直到集合Z中只存在一個節點為止；否則保留唯一的節點；

(3)集合Z中所剩下的唯一節點即為所建立二叉檢測樹的根節點；

(4)從根節點開始，自頂向下對所建立二叉檢測樹中含有葉子節點的層進行重排列操作，使得葉子節點位于該層最左端且嫌疑程度從左到右依次遞減，內部節點位于該層最右端；

所述惡意用戶檢測階段包括以下步驟：

(1)若節點z為根節點，則先后更新節點z為z.lchild和z.rchild；

(2)對于二叉檢測樹上的任意左孩子節點z，測量并計算數據上報周期內以節點z為根的子樹下所包含的用戶的竊電總量x(i,t_z,Ω_z)，其中，t_z表示節點z被檢測的周期，Ω_z表示以節點z為根的子樹下所包含的用戶，具體步驟如下：

(2.1)測量電網公司在周期t_z下分到Ω_z中所有用戶的總電量r(i,t_z,Ω_z)；

(2.2)接收以節點z為根的子樹下所有用戶在周期t_z上報的用電數據q′(j,t_z),j∈Ω_z；

(2.3)計算其中δ(j,t)為用戶j在周期t內的技術性損失；

(2)對于二叉檢測樹上的任意右孩子節點z，計算t_z.parent表示節點z.parent被檢測的周期，Ω_z.parent表示以節點z.parent為根的子樹下所包含的用戶；

(3)若x(i,t_z,Ω_z)＞0或者x(i,t_z.parent,Ω_z)＞0，則子樹z下含有惡意用戶；若Ω_z有且只有一個用戶，則該用戶為惡意用戶，并更新該用戶的竊電前科；否則，對子樹z進一步檢測，具體步驟如下：

(3.1)更新Ω_z中用戶的嫌疑程度；

(3.2)根據更新后的嫌疑程度，更新子樹z的結構；

(3.3)先后更新節點z為z.lchild和z.rchild，重復步驟(1)到(3)；

(4)若判斷完所有用戶是否竊電，則結束。