[發明專利]基于數字信號多維量化特征的流量建模方法

在審

• 申請號: 202011079300.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112367185A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 尹亮;陳小乾;牛健;祁升龍;蘆翔;劉海濤;王放;赫嘉楠;栗磊;梁亞波
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 寧夏合天律師事務所 64103
• 代理人: 曹廣濤

本發明提供了一種基于數字信號多維量化特征的流量建模方法，包括以下步驟：在線采集新能源廠站目標環境的實際流量；對采集的實際流量進行多維度特征指標提取，對與提取的多維度特征指標所對應的網絡空間的流量態勢進行實時量化以獲得對應的特征指標量化值；采用集合經驗模態分解方法，對每個特征指標對應的特征指標量化值進行頻域分解，獲得不同頻率的信號分量，計算不同分量的信號強度、周期、方差、能量特征值，以將與每個特征指標相對應的信號強度、周期、方差、能量特征數字值作為流量特征刻畫指標體系，即為新能源廠站的的流量模型。

技術領域

本發明涉及互聯網流量建模技術領域，尤其涉及一種基于數字信號多維量化特征的流量建模方法。

背景技術

新能源是指傳統能源之外的各種能源形勢，主要包括風能、太陽能、生物質能等，是未來電網發展的大趨勢。新能源場站主要存在非法終端接入、遠程運維、場站監控中心網絡外連、新能源場站非法網絡通道、系統本體安全、人員安全管理等風險。新能源場站的安全防護問題可能會對整個電網的安全造成威脅，一方面，來自新能源場站端網絡的攻擊可能向上滲透，嚴重威脅整個電網端調度控制系統安全和穩定性，例如，如果新能源場站受到網絡攻擊，將可能導致機組大規模脫網事故，最終影響電網系統電壓和頻率的穩定；另一方面，新能源場站網絡雖然具備防火墻、加密機、隔離裝置等必要的安全防護能力，但其監控系統、控制系統和網絡化信息系統也極有可能受到來自網絡縱向邊界的滲透和攻擊，導致難以預料的雙向安全后果。

網絡攻擊通常可以通過對流量異常的分析和檢測來發現。異常是指數據集合中有一部分數據與其他數據呈現出顯著的不同。對網絡流量的異常檢測需要對流量進行捕獲、分析、指標提取和異常分析。在大規模網絡中，往往不可能對海量的原始流量進行完整采集、存儲和事后異常分析，即使僅僅對流量中提取的日志(例如：DPI系統輸出的網絡會話清單，NETFLOW會話日志等)進行處理和分析，往往也意味著極高成本的存儲資源和計算資源。因此，對網絡流量進行實時、在線數據挖掘，提取多種與安全、運行態勢相關的多種特征，將大規模原始流量轉換為小規模的網絡空間特征指標量化數據，并且以特征指標值作為異常檢測依據，對流量進行在線異常檢測，是非常有必要而且關鍵的技術點。

目前常用的網絡流量建模方法有Poisson過程模型、Markov過程模型和自回歸過程模型等傳統方法,以及分形布朗運動模型、帶重尾分布的開關源疊加模型、FARIMA模型、排隊模型和小波模型等基于網絡流量自相似和長相關等特性的現代模型，以及近年來的支持向量回歸機(SVR)、神經網絡等基于擬合和預測的建模方法。

傳統流量建模模型有其各自的適用范圍,缺點在于：

1如果流量模型選擇與實際系統流量的特性不一致,就無法準確地刻畫網絡流量的真實特性，即：在流量建模過程需要人工的模型選擇和參數、函數等關鍵要素測試，通過主觀人為調整來達到更好的刻畫效果，刻畫過程不具備自適應性，刻畫難度大；

2傳統流量建模僅考慮少量維度甚至是單維特征的建模，例如：流量大小，而單維特征顯然無法適應多種協議、多種應用、多類終端所構成的復雜網絡流量環境。

發明內容

本發明提供一種基于數字信號多維量化特征的流量建模方法。

一種基于數字信號多維量化特征的流量建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

在線采集新能源廠站目標環境的實際流量；

對采集的實際流量進行多維度特征指標提取，對與提取的多維度特征指標所對應的流量態勢進行實時量化以獲得對應的特征指標量化值；

采用集合經驗模態分解方法，對每個特征指標對應的特征指標量化值進行頻域分解，獲得不同頻率的信號分量，計算不同分量的信號強度、周期、方差、能量特征值，以將與每個特征指標相對應的信號強度、周期、方差、能量特征數字值作為流量特征刻畫指標體系，即為新能源廠站的的流量模型。