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Residual-Based False Data Injection Attacks Against Multi-Sensor Estimation Systems

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IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2023年第5期10卷 1181-1191页

作者： haibin guo Jian Sun Zhong-Hua Pang the National Key Laboratory of Autonomous Intelligent Unmanned Systems School of AutomationBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China the Beijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center Chongqing 401120China the Key Laboratory of Fieldbus Technology and Automation of Beijing North China University of TechnologyBeijing 100144China

This paper investigates the security issue of multisensor remote estimation *** optimal stealthy false data injection(FDI)attack scheme based on historical and current residuals,which only tampers with the measurement residuals of partial sensors due to limited attack resources,is proposed to maximally degrade system estimation *** attack stealthiness condition is given,and then the estimation error covariance in compromised state is derived to quantify the system performance under *** optimal attack strategy is obtained by solving several convex optimization problems which maximize the trace of the compromised estimation error covariance subject to the stealthiness ***,due to the constraint of attack resources,the selection principle of the attacked sensor is provided to determine which sensor is attacked so as to hold the most impact on system ***,simulation results are presented to verify the theoretical analysis.

关键词： Cyber-physical systems(CPSs) false data injection(FDI)attacks remote state estimation stealthy attacks

Detection of Stealthy False Data Injection Attacks Against Cyber-Physical Systems:A Stochastic Coding Scheme

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Journal of Systems Science & Complexity 2022年第5期35卷 1668-1684页

作者： guo haibin PANG Zhonghua SUN Jian LI Jun State Key Lab of Intelligent Control and Decision of Complex Systems School of AutomationBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Beijing Institute of Technology Chongging Innovation Center Chongqing 401120China Key Laboratory of Fieldbus Technology and Automation of Beijing North China University of TechnologyBeijing 100144China China Industrial Control Systems Cyber Emergency Response Team Beijing 100040China

This paper,from the view of a defender,addresses the security problem of cyber-physical systems(CPSs)subject to stealthy false data injection(FDI)attacks that cannot be detected by a residual-based anomaly detector without other defensive *** detect such a class of FDI attacks,a stochastic coding scheme,which codes the sensor measurement with a Gaussian stochastic signal at the sensor side,is proposed to assist an anomaly detector to expose the FDI *** order to ensure the system performance in the normal operational context,a decoder is adopted to decode the coded sensor measurement when received at the controller *** this detection scheme,the residual under the attack can be significantly different from that in the normal situation,and thus trigger an *** design condition of the coding signal covariance is derived to meet the constraints of false alarm rate and attack detection *** minimize the trace of the coding signal covariance,the design problem of the coding signal is converted into a constraint non-convex optimization problem,and an estimation-optimization iteration algorithm is presented to obtain a numerical solution of the coding signal covariance.A numerical example is given to verify the effectiveness of the proposed scheme.

关键词： Attack detection cyber-physical systems(CPSs) stealthy FDI attacks stochastic coding

Analysis of Stealthy False Data Injection Attacks Against Networked Control Systems:Three Case Studies

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系统科学与复杂性学报:英文版 2023年第4期36卷 1407-1422页

作者： PANG Zhonghua FU Yuan guo haibin SUN Jian Key Laboratory of Fieldbus Technology and Automation of Beijing North China University of TechnologyBeijing 100144China National Key Laboratory of Autonomous Intelligent Unmanned Systems School of AutomationBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Beijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center Chongqing 401120China

This paper mainly investigates the security problem of a networked control system based on a Kalman filter.A false data injection attack scheme is proposed to only tamper the measurement output,and its stealthiness and effects on system performance are analyzed under three cases of system knowledge held by an attacker and a ***,it is derived that the proposed attack scheme is stealthy for a residual-based detector when the attacker and the defender hold the same accurate system ***,it is proven that the proposed attack scheme is still stealthy even if the defender actively modifies the Kalman filter gain so as to make it different from that of the ***,the stealthiness condition of the proposed attack scheme based on an inaccurate model is ***,for each case,the instability conditions of the closed-loop system under attack are ***,simulation results are provided to test the proposed attack scheme.

关键词： False data injection attack networked control systems(NCSs) stability stealthiness

基于生殖性状的玉米自交系遗传多样性与遗传距离分析

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山东农业科学 2024年第3期56卷 32-42页

作者：郭海斌景颖冯晓曦许海涛张军刚驻马店市农业科学院/河南玉米产业技术体系驻马店综合试验站河南驻马店463000 驻马店市农业农村局/驻马店市农业市场信息工作站河南驻马店463000

为提高玉米自交系种质资源的利用效率,充分了解自交系的遗传基础,探明自交系种质资源间的亲缘关系,本试验田间种植30个玉米骨干自交系,分别对其18个生殖性状进行遗传变异、主成分和聚类分析,研究自交系种质的遗传多样性与遗传距离。结... 详细信息

为提高玉米自交系种质资源的利用效率,充分了解自交系的遗传基础,探明自交系种质资源间的亲缘关系,本试验田间种植30个玉米骨干自交系,分别对其18个生殖性状进行遗传变异、主成分和聚类分析,研究自交系种质的遗传多样性与遗传距离。结果表明:雄穗分枝数、苞叶重、雄穗长、轴粗、秃尖长变异系数均大于10%,变异丰富度高,粒长、穗行数、最长苞叶长、穗长、穗粗变异系数均小于2%,稳定性相对较高;遗传多样性指数(H′)为0.68~2.09,平均值为1.51,百粒重遗传多样性指数最大,苞叶层数遗传多样性指数最小;变异系数越大遗传多样性指数越高。主成分分析得出,前7个主成分对变异的累积贡献率达77.39%;以主成分得分值为坐标的二维排序图可得出,自交系7922、驻136、ZM7211、H1613、驻85、21H86、浚92-8、Mo17遗传多样性丰富。不同自交系间欧式距离变化范围为0.002~0.161,平均欧式距离0.031;在欧式距离为0.03时可将30个自交系划分为5个类群,在欧式距离0.01处则可进一步将其分成13个亚类,亚类间平均遗传距离为23.10。综上可知,根据不同育种目标选择相应的杂优模式可以提高自交系种质资源的利用效率,从而加快玉米品种的培育进程。

关键词：玉米自交系生殖性状主成分分析聚类分析遗传多样性指数遗传距离

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玉米YABBY转录因子的全基因组鉴定和表达模式分析

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分子植物育种 2024年第9期22卷 2802-2809页

作者：郝立冬郭海滨李明胡畔李浩宇张天娇绥化学院农业与水利工程学院绥化152000 绥化学院经济管理学院绥化152000 延边大学农学院延吉133002

为挖掘玉米YABBY转录因子的功能,本研究通过生物信息学方法,在玉米全基因组水平一共鉴定到12个玉米YABBY转录因子,并对其表达模式进行了分析。结果表明,它们不均等分布在玉米的7条染色体上。所有的ZmYABBY蛋白均含有一个位于N端的C2-C2... 详细信息

为挖掘玉米YABBY转录因子的功能,本研究通过生物信息学方法,在玉米全基因组水平一共鉴定到12个玉米YABBY转录因子,并对其表达模式进行了分析。结果表明,它们不均等分布在玉米的7条染色体上。所有的ZmYABBY蛋白均含有一个位于N端的C2-C2锌指结构域和C端的YABBY结构域。系统进化分析可将它们分为FIL、CRC、YAB2、YAB1和INO五个亚族。共线性分析发现ZmYABBY基因与禾本科植物存在很好的共线性关系。表达模式分析发现Zm YABBY基因具有特异性表达。这些结果为进一步研究玉米YABBY基因功能提供了理论参考价值。

关键词：玉米 ABBY 全基因组鉴定表达模式

上皮性卵巢癌组织lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达与患者术后5年内生存的关系

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中国计划生育和妇产科 2024年第6期16卷 65-70,I0001页

作者：牛建华段建英杨光郭海滨邯郸市人民医院妇产科河北邯郸056001

目的探究上皮性卵巢癌(EOC)组织长链非编码RNA锌指蛋白反义链1(lncRNA ZFAS1)、Notch1信使RNA(mRNA)表达水平与患者术后5年内生存的关系。方法选取2015年3月至2018年7月在邯郸市人民医院接受手术治疗的96例EOC患者(EOC组),术中收集EO... 详细信息

目的探究上皮性卵巢癌(EOC)组织长链非编码RNA锌指蛋白反义链1(lncRNA ZFAS1)、Notch1信使RNA(mRNA)表达水平与患者术后5年内生存的关系。方法选取2015年3月至2018年7月在邯郸市人民医院接受手术治疗的96例EOC患者(EOC组),术中收集EOC组织和癌旁正常卵巢组织。实时荧光定量PCR法测定组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平,对EOC患者术后随访5年,记录生存情况。比较癌旁正常卵巢组织和EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平;比较生存组和死亡组临床病理特征及EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平;分析EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平的相关性及其与临床病理特征和患者术后5年生存的关系、影响EOC患者术后5年内生存的危险因素、EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平对EOC患者术后5年内生存的预测效能。结果与癌旁正常卵巢组织比较,EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平升高(P0.05),与FIGO分期、淋巴结转移、肿瘤分化程度有关(P0.05),FIGO分期、淋巴结转移、肿瘤分化程度差异有统计学意义(P<0.05);与生存组比较,死亡组EOC组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA表达水平升高(P<0.05);FIGO分期Ⅲ~IV期、有淋巴结转移、肿瘤低分化、lncRNA ZFAS1高表达、Notch1 mRNA高表达均是影响EOC患者术后5年内生存的独立危险因素(P<0.05);lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA、二者联合预测EOC患者术后5年内生存的曲线下面积(AUC)分别为0.861、0.913、0.965;二者联合预测的AUC显著大于两项指标单独预测(P<0.05)。结论 EOC患者癌组织中lncRNA ZFAS1、Notch1 mRNA呈高表达,二者表达与EOC患者术后5年内生存相关,对术后5年内生存有较高预测效能。

关键词：上皮性卵巢癌长链非编码RNA锌指蛋白反义链1 Notch1信使RNA 5年内生存

国土空间规划背景下城镇扩展时空演变特征分析

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测绘与空间地理信息 2024年第2期47卷 46-49页

作者：郭海滨叶瑞明李建东广州市花都区不动产登记中心(广州市花都区房地产交易登记中心) 广东广州510000 广州市城市规划勘测设计研究院广东广州510000 华南理工大学建筑学院广东广州510000

以广州市花都区为研究区域,分别获取2000年、2010年和2020年3个监测周期的遥感影像,探索利用ENVI深度学习卷积神经网络模型(CNN)快速准确提取城镇建设用地的技术方法,结合定量分析方法采用扩展弹性系数与强度指数、城镇建设用地扩展空... 详细信息

以广州市花都区为研究区域,分别获取2000年、2010年和2020年3个监测周期的遥感影像,探索利用ENVI深度学习卷积神经网络模型(CNN)快速准确提取城镇建设用地的技术方法,结合定量分析方法采用扩展弹性系数与强度指数、城镇建设用地扩展空间分布特征、城镇建设用地转入土地利用类型结构以及与人口、经济的匹配度等指标,分析了20年内广州市花都区城镇扩展时空演变规律,对国土空间背景下广州市花都区城镇空间的合理规划和土地资源的高效集约节约利用具有重要的参考价值。

关键词：卷积神经网络模型定量分析方法扩展弹性系数与强度指数

New process for treating boron-bearing iron ore by flash reduction coupled with magnetic separation

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第3期31卷 473-484页

作者： Qipeng Bao Lei guo Hong Yong Sohn haibin Zuo Feng Liu Yongliang Gao Zhancheng guo State Key Laboratory of Advanced Metallurgy University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Department of Materials Science&Engineering University of UtahUtah 84112USA China ENFI Engineering Corporation Beijing 100038China

Boron is an important industrial raw material often sourced from minerals containing different compounds that cocrystallize,which makes it difficult to separate the mineral phases through conventional *** study proposed a new treatment called flash reduction-melting separation(FRMS)for boron-bearing iron *** this method,the concentrates were first flash-reduced at the temperature under which the particles melt,and the slag and the reduced iron phases disengaged at the particle *** reduc-tion and melting effects were achieved above 1550℃.The B_(2)O_(3) content in the separated slag was over 18wt%,and the B content in the iron was less than 0.03wt%.The proposed FRMS method was tested to investigate the effects of factors such as ore particle size and tem-perature on the reduction and melting steps with and without pre-reducing the raw *** mineral phase transformation and morphology evolution in the ore particles during FRMS were also comprehensively analyzed.

关键词： ludwigite boron-bearing iron concentrate flash reduction melting separation boron

引领世界新一轮农业革命、筑牢粮食安全体系的中国式农业强国路径

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农业展望 2024年第3期20卷 26-32页

作者：张腾霄王斌王鹏郭海滨魏雅冬李艳芳绥化学院食品与制药工程学院黑龙江绥化152061 绥化学院农业与水利工程学院黑龙江绥化152061

农业强大是工业强大、国家强大、社会稳定的基石,只有农业强起来、粮食安全有保障,才能稳住经济大局,国家才有应变局、开新局的底气。当今世界因粮食危机引发政治危机的事件屡见不鲜,揭示了农业科技水平及农产品生产供给能力在国家安全... 详细信息

农业强大是工业强大、国家强大、社会稳定的基石,只有农业强起来、粮食安全有保障,才能稳住经济大局,国家才有应变局、开新局的底气。当今世界因粮食危机引发政治危机的事件屡见不鲜,揭示了农业科技水平及农产品生产供给能力在国家安全中占据“基础地位”和“核心地位”。在当今世界刚刚开启第三次农业革命的时代背景下,本研究提出了推进科技创新是摆脱粮食危机的关键,以科技创新推动中国农业现代化、加速推进生态型智慧农业,以多学科交叉融合打造特色生态型农业模式。党的二十大部署了“加快建设农业强国”任务,中国要走以“绿水青山就是金山银山”为价值观的生态型智慧农业发展之路。本研究剖析了世界粮食危机的根源,评析了新时代中国粮食稳产增产的保障措施,阐释了科技创新在保障国家粮食安全中的重要地位,勾勒了中国未来农业“生态与智慧融合一体”的特色发展路径。

关键词：农业革命农业强国粮食安全生态农业智慧农业