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Anomaly Detection of Industrial Control Systems Based on Transfer Learning

Tsinghua Science and Technology 2021年第6期26卷 821-832页

作者： Weiping Wang Zhaorong Wang zhanfan zhou Haixia Deng Weiliang Zhao Chunyang Wang Yongzhen Guo School of Computer and Communication Engineering the Beijing Key Laboratory of Knowledge Engineering for Materials Scienceand the Institute of Artificial IntelligenceUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Shunde Graduate School University of Science and Technology BeijingGuangzhou 528399China School of Automation and Electrical Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Mechanical Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Donlinks School of Economics and Management University of Science and Technology Beijing Beijing 100083China School of Automation Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081 China Software Testing Center Beijing 100048China.

Industrial Control Systems(ICSs)are the lifeline of a ***,the anomaly detection of ICS traffic is an important *** paper proposes a model based on a deep residual Convolution Neural Network(CNN)to prevent gradient explosion or gradient disappearance and guarantee *** developed methodology addresses two limitations:most traditional machine learning methods can only detect known network attacks and deep learning algorithms require a long time to *** utilization of transfer learning under the modification of the existing residual CNN structure guarantees the detection of unknown ***-dimensional ICS flow data are converted into two-dimensional grayscale images to take full advantage of the features of *** show that the proposed method achieves a high score and solves the time problem associated with deep learning model *** model can give reliable predictions for unknown or differently distributed abnormal data through short-term ***,the proposed model ensures the safety of ICSs and verifies the feasibility of transfer learning for ICS anomaly detection.

关键词： anomaly detection transfer learning deep learning Industrial Control System(ICS)

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太极拳对膝骨关节炎影响的研究

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中国老年保健医学 2019年第6期17卷 15-18页

作者：周湛帆北京市顺义区第二医院

目的以太极拳作为干扰因子,探讨练习太极拳对膝骨关节炎患者在肌肉力量、疼痛感觉和功能改善上的效果。方法选取符合条件的受试者30名,随机分为试验组和对照组进行16周的试验。其中试验组进行太极拳练习,对照组不做干预。训练前后全部... 详细信息

目的以太极拳作为干扰因子,探讨练习太极拳对膝骨关节炎患者在肌肉力量、疼痛感觉和功能改善上的效果。方法选取符合条件的受试者30名,随机分为试验组和对照组进行16周的试验。其中试验组进行太极拳练习,对照组不做干预。训练前后全部受试者需要进行VAS、KOOS、Biodex等速肌力测试。结果试验组和对照组组间VAS评分有显著性差异;在KOOS评分中,仅在“症状与僵硬”“疼痛”两个维度上的变化具有显著性差异;等速伸膝相对峰值力矩角速度为60°/s时有显著性差异。结论太极拳对于膝骨关节炎患者的下肢肌肉力量、症状与僵硬、疼痛的缓解有改善作用。

关键词：膝骨关节炎太极拳力量训练

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严寒地区保温墙体的冷凝判断

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2017年第2期33卷 299-305页

作者：张九红周展帆李晋韩臻沈阳建筑大学建筑与规划学院辽宁沈阳110168

目的确定保温材料重量湿度增量,判断墙体是否发生冷凝,提出合理的墙体保温构造设计方案,实现建筑节能.方法根据墙体构造,环境参数和材料参数计算墙体的温度场和湿度场,绘制出墙体水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力分布线.结果理论计算为... 详细信息

目的确定保温材料重量湿度增量,判断墙体是否发生冷凝,提出合理的墙体保温构造设计方案,实现建筑节能.方法根据墙体构造,环境参数和材料参数计算墙体的温度场和湿度场,绘制出墙体水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力分布线.结果理论计算为墙体内部发生冷凝,但采暖期重量湿度增量Δω=1.000%<15%.证明墙体的设计符合《民用建筑热工规范》(GB 50176—2016)要求.在计算结果的基础上,对可能发生的结构破坏提出了墙体结构的改造建议,墙体加入了隔气层后,经计算知改造后的结构未发生冷凝.结论结构计算方法能够为保温结构设计提供设计依据,也可以应用到实际工程,能对既有建筑的墙体保温构造进行数据模拟及技术改造.

关键词：冷凝热湿传递保温墙体严寒地区

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严寒地区外保温墙体边界类型热湿分析

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建筑科学 2016年第10期32卷 73-79页

作者：张九红富强李晋周展帆房美序沈阳建筑大学沈阳110168

外保温墙体内部的热湿耦合对于严寒地区的建筑节能至关重要。本文立足于热湿传递的理论分析,总结了封闭型、半封闭型和开放型的3种外保温墙体的边界类型,并分别进行热湿验算分析,得出不同外保温墙体热湿传递的特征,提出最佳的外保温墙... 详细信息

外保温墙体内部的热湿耦合对于严寒地区的建筑节能至关重要。本文立足于热湿传递的理论分析,总结了封闭型、半封闭型和开放型的3种外保温墙体的边界类型,并分别进行热湿验算分析,得出不同外保温墙体热湿传递的特征,提出最佳的外保温墙体构造。为严寒地区外保温墙体设计提供有价值的参考。

关键词：严寒地区外保温热湿分析边界类型

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基于HOUGH变换的特高压立式绝缘子视觉检测方法研究

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电力科学与工程 2020年第10期36卷 42-47页

作者：严宇邹德华江维周展帆王远笛国网湖南省电力有限公司检修公司湖南长沙410004 国网湖南省电力有限公司输电检修分公司湖南衡阳420100 武汉纺织大学机械工程与自动化学院湖北武汉430073

立式绝缘子是特高压换流站中的重要设备,长时间的风吹、日晒、雨淋及大气粉尘造成立式绝缘子表面积污,导致绝缘子电气性能下降,严重影响换流站的安全稳定运行,常规的方法需要人工定期清洗,作业效率较低。基于此,提出了一款适用于特高压... 详细信息

立式绝缘子是特高压换流站中的重要设备,长时间的风吹、日晒、雨淋及大气粉尘造成立式绝缘子表面积污,导致绝缘子电气性能下降,严重影响换流站的安全稳定运行,常规的方法需要人工定期清洗,作业效率较低。基于此,提出了一款适用于特高压换流站立式绝缘子自动化清洗设备的基本构型,为提高该装备的作业智能性,结合绝缘子盘面为椭圆的典型几何特征,提出了一种基于HOUGH变换的立式绝缘子视觉识别方法,通过图像空间到参数空间的映射转换,分析了HOUGH变换椭圆检测的基本原理,给出了椭圆的检测流程,并对检测的准确性给出了相应的判定标准,实现了立式绝缘子盘面的精准视觉检测。最后,通过与标准算法的对比实验研究验证了算法的可行性、有效性和优越性,同时结合实际绝缘子清洗机器人在模拟换流站中对该识别方法进行工程应用,结果表明基于HOUGH变换的绝缘子识别准确率高,对机器人清洗作业智能性的提升具有重要理论意义与实际应用价值。

关键词：绝缘子 HOUGH变换椭圆识别视觉检测清洗作业

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高压输电线路带电更换防振锤机器人的研制

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电力科学与技术学报 2020年第2期35卷 178-183页

作者：周展帆严宇邹德华欧跃雄徐溧隆晨海刘源长汉国网湖南省电力有限公司检修公司湖南长沙410000 国网湖南省电力有限公司智能带电作业技术与装备(机器人)湖南省重点实验室湖南长沙410000

针对人工带电更换防振锤作业劳动强度大、效率低、危险性高的问题,研制具有双作业末端的带电更换防振锤机器人。首先,设计机器人行走轮、夹持机构、作业末端等构型,完成本体测控平台及远程管理主机控制平台的集成设计。其次,制定机器人... 详细信息

针对人工带电更换防振锤作业劳动强度大、效率低、危险性高的问题,研制具有双作业末端的带电更换防振锤机器人。首先,设计机器人行走轮、夹持机构、作业末端等构型,完成本体测控平台及远程管理主机控制平台的集成设计。其次,制定机器人更换防振锤的作业规划,并提出一种易于扩展、通用性强的多臂多动作机器人关节运动模型及其H∞控制方法,增强机器人关节运动的鲁棒性及其对作业环境的自适应能力。最后,通过对机器人进行工频耐压试验与实际线路作业试验,验证了该机器人结构设计合理,完成跨越防振锤及拆取、安装防振锤等作业任务连贯流畅,关键动作满足定位要求。

关键词：机器人更换防振锤机械构型 H∞控制方法

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基于博弈论的负荷重分配攻击风险评估模型

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湖南电力 2024年第2期44卷 1-8页

作者：于孟希严宇周展帆杜敏王炼红国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙410004 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型... 详细信息

为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型,并在IEEE 14节点系统和IEEE 30节点系统上进行仿真实验分析,以评估电力系统负荷重分配攻击风险。最后就如何预防和抵御负荷再分配攻击提供了建议。

关键词：电力系统负荷重分配攻击网络安全博弈论 KKT

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地铁杂散电流对变压器直流偏磁的影响分析

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电力科学与技术学报 2024年第1期39卷 134-143页

作者：周展帆严宇于艺盛倪砚茹程新翔喻锟曾祥君唐雨杭国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙410004 变电智能运检国网湖南省电力有限公司实验室湖南长沙410004 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附... 详细信息

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附近大地电位空间分布的动态模拟;最后,基于杂散电流引起的大地电位分布结果与交流电网的等效直流电阻模型,实现接地变压器偏磁直流和励磁电流的数值计算,建立中性点直流量和波形畸变率偏移度评判指标,可有效评估变压器直流偏磁程度。仿真结果表明,机车运行工况及机车间距对变压器直流偏磁影响明显,制定合理的地铁运行策略可有效削弱附近变电站直流偏磁干扰。

关键词：地铁杂散电流地表电位变压器直流偏磁变压器中性点电流

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高压线作业机器人的磁悬浮系统原理性设计及仿真

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电力科学与工程 2021年第8期37卷 27-32页

作者：周展帆严宇黄润清刘佳豪徐显金国网湖南省电力有限公司检修公司国网湖南省电力有限公司变电智能运检实验室湖南长沙410000 95997部队湖南长沙410000 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

针对高压线巡检机器人易打滑、易磨损以及爬坡慢等问题,提出一种磁力悬浮方法:利用磁悬浮装置产生与重力大小相同、方向相反的安培力,使机器人悬浮在高压线上,从而彻底消除打滑和磨损问题。通过对载流导线在高压输电线产生的磁场中受到... 详细信息

针对高压线巡检机器人易打滑、易磨损以及爬坡慢等问题,提出一种磁力悬浮方法:利用磁悬浮装置产生与重力大小相同、方向相反的安培力,使机器人悬浮在高压线上,从而彻底消除打滑和磨损问题。通过对载流导线在高压输电线产生的磁场中受到的安培力进行分析,提出一种全新的磁力悬浮方式;建立磁力悬浮的物理模型,分析悬浮力大小与模型相关尺寸的关系;利用COMSOL软件对该模型进行仿真。结果表明,磁悬浮系统模型产生的磁悬浮力近似等于理论计算值,证明了所提磁悬浮系统原理性设计的正确性。

关键词：高压线磁悬浮物理模型巡检机器人

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直流换流站运维监控系统智能机器人设计方法

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电气技术 2020年第2期21卷 22-25页

作者：朱添益戴逢哲康文毛志平周展帆国网湖南省电力公司检修公司长沙410100 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410004

随着我国智能电网建设的快速发展,电网中各类电气设备的自动化程度越来越高,少人值守甚至无人值守的变电站将越来越多。然而,直流换流站设备数量巨大,控制系统和辅助系统十分复杂,因此,少人值守模式的发展势必依赖更加智能化的监控系统... 详细信息

随着我国智能电网建设的快速发展,电网中各类电气设备的自动化程度越来越高,少人值守甚至无人值守的变电站将越来越多。然而,直流换流站设备数量巨大,控制系统和辅助系统十分复杂,因此,少人值守模式的发展势必依赖更加智能化的监控系统。本文提出了一种适用于直流换流站运维监控系统的智能机器人设计方法,基于数据识别技术对智能扫描技术采集运维监控系统中的事件报警信息并进行分类,提取关键特征,通过云技术实现关键信息的通信。案例分析证明了本文所提方法的有效性。

关键词：直流换流站运维监控智能机器人系统设计

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