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噪声相关信息物理系统的安全融合估计
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作者 葛文标 牛梦飞 +2 位作者 吕跃祖 李中翔 房肖 《控制工程》 北大核心 2025年第4期595-601,613,共8页
针对一类噪声异步互相关的信息物理系统,研究了存在隐蔽攻击的情况下分布式安全融合估计问题。首先,考虑过程噪声与量测噪声的异步相关性,设计了一种依赖相关强度的类卡尔曼滤波局部估计器,并给出了确保估计器收敛的充分条件。其次,围... 针对一类噪声异步互相关的信息物理系统,研究了存在隐蔽攻击的情况下分布式安全融合估计问题。首先,考虑过程噪声与量测噪声的异步相关性,设计了一种依赖相关强度的类卡尔曼滤波局部估计器,并给出了确保估计器收敛的充分条件。其次,围绕一种线性隐蔽攻击模型,通过最大化局部估计均方误差得到了迭代最优攻击参数及相应的恶化局部估计。最后,基于矩阵加权策略融合局部估计,设计了一种分布式安全融合估计器,降低了隐蔽攻击对系统的影响,改善了融合估计性能。仿真结果验证了所设计的分布式安全融合估计器的有效性。 展开更多
关键词 信息物理系统 噪声相关 隐蔽攻击 分布式融合估计
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信息物理融合系统(CPS)研究综述 被引量:79
2
作者 黎作鹏 张天驰 张菁 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期25-31,共7页
信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是将计算资源与物理资源紧密结合与协调的产物,它将改变人类与物理世界的交互方式。作为物联网的演进,CPS已经引起了国内外相关科研机构、政府部门和社会的广泛关注。介绍和阐述了CPS的定... 信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是将计算资源与物理资源紧密结合与协调的产物,它将改变人类与物理世界的交互方式。作为物联网的演进,CPS已经引起了国内外相关科研机构、政府部门和社会的广泛关注。介绍和阐述了CPS的定义、系统结构和特性,重点研究和讨论了CPS的理论技术体系、对计算机科学领域带来的重大挑战以及研究现状,最后展望了CPS的研究动向。 展开更多
关键词 信息物理融合系统 计算资源 物理资源 物联网
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随机环境下电力信息物理系统小干扰稳定及鲁棒控制方法
3
作者 韩子熙 黄宗武 +3 位作者 张宸瑄 张兆毅 熊丰 樊友平 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1512-1521,共10页
电力信息物理系统(cyber physical system, CPS)的运行稳定性容易受到来自信息侧与物理侧不确定因素的影响。基于随机不确定模型研究信息-物理网络相互依存的电力CPS稳定性分析方法,并提出一种鲁棒广域反馈频率控制技术。综合信息侧离... 电力信息物理系统(cyber physical system, CPS)的运行稳定性容易受到来自信息侧与物理侧不确定因素的影响。基于随机不确定模型研究信息-物理网络相互依存的电力CPS稳定性分析方法,并提出一种鲁棒广域反馈频率控制技术。综合信息侧离散性和物理侧连续性的本质不同以及在功能上的相互影响,分别从物理域与信息域两个维度建立考虑随机不确定性的电力CPS动态模型。根据随机微分方程均方指数稳定性条件,针对电力CPS随机模型进行小干扰稳定性分析,采用基于均方范数计算的临界方差刻画随机不确定性对电力CPS小干扰稳定的影响。结合基于线性矩阵不等式约束的范数优化问题,在分布式控制方法的基础上改进设计一种鲁棒广域反馈控制器。最后通过IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 信息物理系统(cps) 随机不确定性 小干扰稳定 负荷频率控制 鲁棒分布式控制
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考虑信息物理融合系统的韧性电网风险研究现状及发展趋势可视化分析 被引量:1
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作者 何馥彤 李存斌 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期35-43,共9页
为探究韧性电网信息物理融合系统风险研究现状及发展趋势,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库2011—2023年的文献数据,利用CiteSpace对该领域研究的研究热点、前沿及演化趋势进行可视化分析。研究结果表明:国内研究形成以... 为探究韧性电网信息物理融合系统风险研究现状及发展趋势,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库2011—2023年的文献数据,利用CiteSpace对该领域研究的研究热点、前沿及演化趋势进行可视化分析。研究结果表明:国内研究形成以“风险预警与控制”和“电力系统智能化建设”为主题的研究热点,国外研究形成以“信息物理融合”和“连锁故障演化”为主题的研究热点;“智能电网的信息物理耦合”和“信息网络攻击风险分析”是国内研究的前沿方向,“信息物理融合系统安全状态估计”和“风险防控模型”是国外研究的前沿方向;国内研究可分为安全性理论研究期、信息物理攻击风险研究期和故障防御恢复研究期3个时间阶段,国外研究可分为信息物理融合研究期和信息物理安全应用期2个时间阶段;后续研究应加强改进电力信息物理融合系统建模、完善电力信息物理融合系统规划、推进电力信息物理融合系统应用,推进数字化韧性电网稳定运行。研究结果可为韧性电网风险识别和风险预警研究提供一定参考。 展开更多
关键词 电力信息物理融合系统 韧性电网 研究热点和前沿 可视化分析
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计算机发展的下一个主题——信息-物理融合CPS系统 被引量:2
5
《杭州科技》 2011年第1期55-57,共3页
一、CPS系统简介 信息物理融合系统CPS(Cyber—Physical System)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computation、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制... 一、CPS系统简介 信息物理融合系统CPS(Cyber—Physical System)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computation、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务(见图1)。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计,可使系统更加可靠、高效、实时协同,具有重要而广泛的应用前景。 展开更多
关键词 cps系统 计算机发展 物理环境 信息服务 实时协同 一体化设计 融合系统 复杂系统
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配电网信息物理系统(CPS)的初步探讨 被引量:2
6
作者 黄妍妍 范元亮 李天友 《电气开关》 2017年第4期1-5,10,共6页
物理信息融合系统是融合了计算系统、物理系统、通信网络的多维复合系统,能够实现电力系统与信息系统的深度融合。本文首先阐述了配电网CPS的概念、组成以及功能,最后讨论了要构建配电网CPS系统还需继续研究的若干问题。
关键词 信息物理融合系统 配电网cps 智能配电网
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基于Logistic回归的韧性城市电网信息物理融合系统风险源辨识
7
作者 何馥彤 李存斌 《黑龙江电力》 CAS 2024年第2期138-145,共8页
针对韧性城市电网信息物理融合系统风险源的系统性量化问题,提出基于Logistic回归的风险源辨识模型。通过分析韧性城市电网信息物理融合系统风险产生位置,从物理层、信息层、耦合层和外部环境4个方面选取潜在风险源。根据风险源和风险... 针对韧性城市电网信息物理融合系统风险源的系统性量化问题,提出基于Logistic回归的风险源辨识模型。通过分析韧性城市电网信息物理融合系统风险产生位置,从物理层、信息层、耦合层和外部环境4个方面选取潜在风险源。根据风险源和风险事件的映射关系,借助Logistic回归分析对风险源进行筛选,构建韧性城市电网信息物理融合系统风险源体系,得出对风险事件有显著影响的主要风险源。 展开更多
关键词 韧性城市电网 信息物理融合系统 风险源辨识 LOGISTIC回归
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信息物理系统(CPS)安全技术研究 被引量:5
8
作者 李琳 《自动化博览》 2016年第7期58-61,共4页
1信息物理系统简介1.1 CPS产生的背景当前,网络信息技术的飞速发展以及与工业领域的深度融合,在科技与经济发展的双重推动下,促进了CPS的诞生。·CPS最早在2006年美国政府发布的《美国竞争力计划》中提出,同年10月,美国国家自然科... 1信息物理系统简介1.1 CPS产生的背景当前,网络信息技术的飞速发展以及与工业领域的深度融合,在科技与经济发展的双重推动下,促进了CPS的诞生。·CPS最早在2006年美国政府发布的《美国竞争力计划》中提出,同年10月,美国国家自然科学基金会(Nation Science Foundation,NSF)将CPS列为美国未来八大关键信息技术的首位。·2010年美国总统科技顾问委员会明确将其列为美国政府应当优先关注的技术之一。·德国政府2011年11月公布的《高技术战略2020》中的一项重要战略是"工业4.0", 展开更多
关键词 信息物理系统 cps 安全技术研究 美国竞争力 美国政府 科技与经济 顾问委员会 美国总统 信息技术 信息安全
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基于模糊协同交互型观测器的柔性关节机械臂信息物理融合系统的安全控制
9
作者 黄鑫 畅晨旭 +1 位作者 肖舒怡 李小杭 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2487-2498,共12页
本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响... 本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响的前件变量(Premise variables,PVs),这些PVs直接用于构建模糊控制器会影响控制器的控制效果.因此,提出一类模糊协同交互观测器来构造新的、可靠的、可利用的PVs.同时,该观测器能够与包含攻击估计误差(Attack estimation error,AEE)信息的辅助系统进行协同交互.与已有结果相比,所提出的观测器通过协同交互结构,充分利用了AEE信息,提高了攻击信号的重构精度.在此基础上,提出了一种具有攻击补偿结构的安全控制方案,从而消除了传感器和执行器攻击对柔性关节机械臂CPS性能的影响.仿真结果验证了所提出的安全控制方案的有效性. 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 信息物理融合系统 网络攻击 T-S模糊模型 协同交互型观测器 安全控制
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传输时延环境下医疗信息物理融合系统设计
10
作者 董平 李宝树 吴凤梅 《信息技术》 2024年第1期91-95,103,共6页
医疗信息在资源融合过程中具有时延性,为了提高信息的利用与共享效果,设计了传输时延环境下医疗信息物理融合系统。通过构建信息物理融合系统的基础架构,利用AADL建立具有一般性的含有时延特征的采集模块、处理模块和融合模块,提高医疗... 医疗信息在资源融合过程中具有时延性,为了提高信息的利用与共享效果,设计了传输时延环境下医疗信息物理融合系统。通过构建信息物理融合系统的基础架构,利用AADL建立具有一般性的含有时延特征的采集模块、处理模块和融合模块,提高医疗信息资源融合效率。构建动力学模型,归一化处理医疗信息数据,根据Modelica建模语言完善系统局部稳定性,获得准确的融合结果。实验结果表明所设计系统的资源融合效果较好,资源融合时间较短,物理融合准确率较高,医疗信息利用率较高,可以实现医疗信息的高效利用与共享。 展开更多
关键词 时延 信息物理融合系统 医疗信息 AADL 动力学模型
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机场飞行区CPS网络建模及韧性评估
11
作者 王兴隆 邱鑫 魏奕雯 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
为评估机场飞行区信息物理系统(CPS)的韧性,并为紧急情况下的快速恢复提供参考,以飞行区管制网为信息网,飞行区滑行路径网为物理网,构建精细化、实时化的机场飞行区CPS网络模型;以西安咸阳机场飞行区CPS为例,针对机场飞行区CPS网络,选... 为评估机场飞行区信息物理系统(CPS)的韧性,并为紧急情况下的快速恢复提供参考,以飞行区管制网为信息网,飞行区滑行路径网为物理网,构建精细化、实时化的机场飞行区CPS网络模型;以西安咸阳机场飞行区CPS为例,针对机场飞行区CPS网络,选取最大连通子图相对值计算网络的连通性,并结合鲁棒性、性能损失和综合韧性指标评估网络韧性;对比不同扰动-恢复策略下的机场飞行区CPS情况,以确定出最佳恢复策略。结果表明:介数扰动对管制网破坏最大,度值扰动对滑行路径网破坏最大;采用介数恢复能够使机场飞行区CPS韧性得到较快恢复;在随机扰动下,机场飞行区CPS网络展现出较高的韧性水平。 展开更多
关键词 机场飞行区 信息物理系统(cps) 管制网 网络模型 韧性评估 介数扰动 度值扰动 最大连通子图相对值
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信息-物理融合系统若干关键问题综述 被引量:75
12
作者 李仁发 谢勇 +1 位作者 李蕊 李浪 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1149-1161,共13页
信息-物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)集成了计算系统与物理系统,并通过嵌入式计算机与网络实现了两者之间的协作和融合,将对人们的生产和生活方式产生重要影响.CPS是一个全新的研究领域,利用现有基础理论和技术设计CPS时面临... 信息-物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)集成了计算系统与物理系统,并通过嵌入式计算机与网络实现了两者之间的协作和融合,将对人们的生产和生活方式产生重要影响.CPS是一个全新的研究领域,利用现有基础理论和技术设计CPS时面临着众多问题.介绍了CPS的概念、特点和体系结构,分析了与嵌入式系统、网络的关联,从计算系统、网络系统和控制系统3个方面概括了CPS设计面临的主要挑战,并着重探讨了当前一些可用于CPS设计的理论和技术以及CPS研究的最新进展,指出CPS当前的发展应以解决系统抽象层次设计、系统建模、体系结构设计、数据传输和管理、子系统集成方面的问题作为其下一步发展主要的研究方向,并提出了一些可行的解决办法,可为相关研究提供参考. 展开更多
关键词 信息-物理融合系统(cps) 综述 cps体系结构 嵌入式系统 网络
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基于多视图的信息物理融合系统体系结构研究 被引量:6
13
作者 何明 梁文辉 +2 位作者 陈国华 陈秋丽 连向磊 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第12期25-32,共8页
美国将信息-物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)列为八个重要信息技术领域之首,CPS亦成为国内当前研究热点。通过对国内外CPS研究现状分析,针对系统、功能和技术三个视图角度,提出了三种新型基于视图的CPS体系结构,说明了三种视... 美国将信息-物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)列为八个重要信息技术领域之首,CPS亦成为国内当前研究热点。通过对国内外CPS研究现状分析,针对系统、功能和技术三个视图角度,提出了三种新型基于视图的CPS体系结构,说明了三种视图间的关系,利用微电网CPS实例论证了基于不同视图的CPS体系结构分析方法的优点。同时,对于CPS未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 信息-物理融合系统(cps) 体系结构 多视图 微电网
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智能配电网信息物理融合保护系统的研究 被引量:20
14
作者 庄伟 牟龙华 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期113-118,共6页
为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组... 为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组成的智能配电网信息物理融合保护系统。阐述了系统各个组成部分的功能及结构,给出该系统的基本结构并讨论了其功能与关键技术。探讨了智能配电网信息物理融合保护系统中与传统继电保护系统中过流与选线保护执行方式的区别及其优势所在。 展开更多
关键词 信息物理融合系统(cps) 智能配电网 继电保护 小电流接地选线 过流保护
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基于时空π-演算的信息物理融合系统组件可替换性判定 被引量:4
15
作者 王鹏 向阳 +1 位作者 宗宇伟 张骐 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2494-2500,共7页
信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)组件的可替换性为CPS故障处理和系统升级提供了重要保障。采用面向服务的方法设计CPS体系结构,将CPS组件可替换性判定等价为CPS服务的可替换性判定。该文针对CPS的时空特性,在经典π-演算... 信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)组件的可替换性为CPS故障处理和系统升级提供了重要保障。采用面向服务的方法设计CPS体系结构,将CPS组件可替换性判定等价为CPS服务的可替换性判定。该文针对CPS的时空特性,在经典π-演算理论的基础上,引入时间和空间算子,提出时空π-演算理论,用于CPS服务的形式化建模。从服务可替换性和兼容性的关系入手,提出CPS服务可替换性判定定理。最后通过一个实际案例,展示了如何判定CPS组件的可替换性。 展开更多
关键词 信息物理融合系统(cps) 面向服务 时空π-演算 可替换性
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信息物理融合系统的特性、架构及研究挑战 被引量:18
16
作者 许少伦 严正 +1 位作者 张良 唐聪 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第A02期1-5,45,共6页
近年来,信息物理融合系统(CPS)已成为国内外学术界和科技界研究的重要方向,被认为是继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮。CPS是一个多维、异构、深度融合的开放式系统,涉及计算机、通信、控制等多个学科的知识,由于各个学科... 近年来,信息物理融合系统(CPS)已成为国内外学术界和科技界研究的重要方向,被认为是继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮。CPS是一个多维、异构、深度融合的开放式系统,涉及计算机、通信、控制等多个学科的知识,由于各个学科领域在研究理论和方法上存在明显不同,所以给CPS的应用研究带来了极大的挑战。基于此背景,从整体的角度对CPS进行综合阐述,首先介绍CPS的定义、主要特性以及国内外的应用研究现状,之后阐述CPS的典型组成架构、抽象框架以及CPS节点的主要构成,最后以电力、能源行业的CPS应用研究为主线,从系统理论基础、建模、仿真、设计开发以及其核心组成部分(计算、通信、控制)等多个方面论述了目前CPS研究过程中所面临的主要挑战和初步解决方案。 展开更多
关键词 信息物理融合系统 系统架构 信息抽象 cps节点 网络融合
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电力信息物理融合系统的建模分析与控制研究框架 被引量:157
17
作者 赵俊华 文福拴 +1 位作者 薛禹胜 董朝阳 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第16期1-8,共8页
传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响。实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧... 传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响。实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧密而有机地结合起来,而信息物理融合系统(CPS)的目标正是将物理系统和信息系统融合为新型工业系统。在此背景下,将CPS概念与电力系统特点相结合,提出电力CPS架构;利用微分代数方程组、有穷自动机、随机过程、排队论等数学工具,建立其稳态与动态模型,阐述相应的分析方法,并进一步提出电力CPS可靠性和安全性研究方向。最后,基于网络延时和丢失补偿提出了多种控制方法相结合的混合控制策略。 展开更多
关键词 智能电网 信息物理融合系统 电力信息物理融合系统 数学模型 可靠性 安全性
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信息物理融合系统 被引量:20
18
作者 刘祥志 刘晓建 +2 位作者 王知学 成巍 李建新 《山东科学》 CAS 2010年第3期56-61,共6页
信息物理融合系统(CPS)被认为是继计算机、互联网之后信息技术的第三次浪潮。本文围绕CPS的核心内容3Cs(计算、通信、控制),介绍CPS的研究现状,阐述嵌入式系统、物联网、传感网与CPS的区别和联系,分析CPS发展中面临的巨大挑战,阐明其中... 信息物理融合系统(CPS)被认为是继计算机、互联网之后信息技术的第三次浪潮。本文围绕CPS的核心内容3Cs(计算、通信、控制),介绍CPS的研究现状,阐述嵌入式系统、物联网、传感网与CPS的区别和联系,分析CPS发展中面临的巨大挑战,阐明其中基本的科学与技术问题,并以CPS在汽车电子和智能电网上的典型应用为例,说明CPS对国民经济发展的深远影响。 展开更多
关键词 cps 信息系统 物理系统 汽车电子 智能电网
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信息物理融合系统综合安全威胁与防御研究 被引量:79
19
作者 刘烃 田决 +5 位作者 王稼舟 吴宏宇 孙利民 周亚东 沈超 管晓宏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期5-24,共20页
信息物理融合系统(Cyber-physical system, CPS)是计算单元与物理对象在网络空间中高度集成交互形成的智能系统.信息系统与物理系统的融合在提升系统性能的同时,信息系统的信息安全威胁(Security)与物理系统的工程安全问题(Safety)相互... 信息物理融合系统(Cyber-physical system, CPS)是计算单元与物理对象在网络空间中高度集成交互形成的智能系统.信息系统与物理系统的融合在提升系统性能的同时,信息系统的信息安全威胁(Security)与物理系统的工程安全问题(Safety)相互影响,产生了新的综合安全问题,引入严重的安全隐患.本文介绍了CPS的概念与安全现状,给出了CPS综合安全的定义;在对现有安全事件进行分析的基础上,提出了CPS的综合安全威胁模型;从时间关联性和空间关联性的角度,对现有CPS攻击和防御方法进行了分类和总结,并探讨CPS综合安全的研究方向. 展开更多
关键词 信息物理融合系统 综合安全 威胁模型 综合防御
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面向硕士研究生的信息物理系统(CPS)与智能工厂课程教学中案例教学法的应用
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作者 赵杰 魏博 罗志勇 《西部素质教育》 2019年第9期178-179,共2页
为了提高课程教学效果和研究生培养质量,文章研究了案例教学法的应用,以研究生专业课程信息物理系统(CPS)与智能工厂为例,阐述了课程案例的设计、课程案例的实践过程和案例库使用效果。
关键词 硕士研究生 案例教学法 信息物理系统(cps)与智能工厂课程
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