基于贝叶斯网络的网络安全态势评估方法研究

针对当前网络安全评估系统不能提供有用态势信息的缺陷,提出了一种新的网络安全态势评估方法。将贝叶斯网络应用于网络安全态势评估中,根据多树型网络推理,利用贝叶斯网络的图形结构,提出了由点到面、自下向上相互影响的多元化安全态势评估模型。并将网络及主机工具采集的信息作为事件节点的证据来更新态势节点的概率,并反过来影响事件节点的概率,从而预测网络安全态势。     

一种基于贝叶斯网络的威胁估计方法

为有效处理地面战场威胁估计问题,提出了一种基于贝叶斯网络的威胁估计方法。根据专家知识建立贝叶斯网络模型,通过匹配算法实现态势估计记录与贝叶斯网络中态势节点的匹配,并根据证据可信度及先验概率动态实现态势节点的概率赋值,利用Pearl消息传播算法计算威胁等级节点各取值的概率值,最终获得威胁等级决策。针对一个简化的贝叶斯网络模型,采用该方法进行了不同先验概率及态势下威胁等级的仿真评估,所得结论与人工判定结论基本吻合,表明该方法可有效地应用于地面战场威胁估计领域。     

基于贝叶斯网络的可信概率评估方法

针对ad-hoc现存的问题,基于贝叶斯网络提出一种ad-hoc网络中评估节点可信度的模型.根据节点在网络的属性,利用贝叶斯网络,动态地计算节点可信度,模型可以根据节点关注的属性不同,调整贝叶斯网络子节点概率分布表,从而实现灵活的可信评估策略.结合贝叶斯网络,用概率统计的方法计算节点的可信度,该方法使用贝叶斯网络计算,评估节点的当前状态在历史通信记录的基础上的可信概率.仿真结果表明,本方法能够动态反映节点可信程度,及时地发现恶意攻击.     

劲性水泥土搅拌桩地下连续墙贝叶斯网络分析

分别分析了事件树、故障树和贝叶斯网络的优点和缺点,总结了三者联合应用的必要性,进而改善了贝叶斯网络的构造方法.方法是先将事件树的输出事件和序列事件分别作为故障树的顶事件和中间事件建造系统的故障树,再将故障树转化为系统的贝叶斯网络,然后利用贝叶斯网络的计算优势进行分析;建议贝叶斯网络中的任一非根节点事件出现失效时应按后验概率从大到小的次序对相应根节点事件进行控制.采用文中方法分析了SMW(soil-cement mixingwall)深基坑工程的基坑事故发生概率和造成事故的主要基本事件,证明了该方法的实用性.     

基于条件事件代数的机器人足球比赛态势评估

介绍了条件事件代数和乘积条件事件代数的基本原理和性质,运用贝叶斯网络的知识框架来表达事件之间的相互关系,运用条件事件代数理论进行逻辑推理,从而解决概率和逻辑的不相容问题.在此基础上提出基于条件事件代数的机器人足球比赛态势评估方法,并通过实验证明该态势评估方法具有较好智能性和有效性.     

基于贝叶斯网络的态势估计模型研究

介绍了静态贝叶斯网络模型在态势估计中的具体应用和算法实现,重点分析了态势估计中的态势、事件关系抽象为贝叶斯网络后,态势-态势连接、事件-事件连接、态势-事件连接在贝叶斯网络中的推理过程,最终建立了态势估计的具体模型。     

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明:事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.      

基于改进贝叶斯网络的网络安全态势评估

针对现有网络安全态势难以被精确和自主的评估,提出了一种基于改进贝叶斯网络的网络态势评估方法。首先,定义了网络安全态势评估的指标,即网络基础可行性、网络脆弱性和网络威胁性,然后提出了一种改进的贝叶斯网络模型,即动态的贝叶斯网络模型,对网络的结构和推理方法进行了重新定义;在此基础上,通过历史数据来初始化先验概率,通过在线获取的数据来计算后验概率,通过历史数据和监测数据结合来不断修正后验概率。在Matlab环境下进行仿真试验,将所提模型用于对网络安全态势进行预测,并与其他方法进行比较,结果表明所提模型能有效地对网络安全态势进行预测,具有预测精度高的优点,较其他方法具有较大的优越性。     

复合型工艺风险评估模型的研究及其现场应用

充分考虑石化装置的复杂工艺特点,建立了基于贝叶斯网络的危险与可操作性研究(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、领结分析(Bow-Tie分析)于一体的复合型工艺风险评估模型.首先编制系统故障树,将其映射成对应贝叶斯网络,利用Ge NIe软件实现贝叶斯双向推理进行故障预测和诊断,找出最容易导致事故的风险贝叶斯故障节点;然后运用HAZOP-LOPA集成分析研究该节点参数出现偏差的原因及后果,通过独立保护层失效概率评估风险等级;最后对剩余风险等级较高的事件进行Bow-Tie分析,辨识出使保护层持续有效的关键活动,进而控制后果严重的工艺安全事故.以辽河石化公司的延迟焦化装置为例对该风险评估模型进行了现场应用.     

事件树、故障树、决策树与贝叶斯网络

在简要介绍贝叶斯网络技术的基础上,通过大坝失效事件树分析、导弹发动机故障树分析以及汽车销售决策树分析3个实例,分别将事件树、故障树及决策树3种分析方法与贝叶斯网络分析方法进行了比较,并给出了事件树、故障树和决策树向贝叶斯网络转化的一般规律:事件作为贝叶斯网络中的结点,根据事件之间的因果或影响关系将网络中的各结点用有向弧连接起来并由已知数据或专家经验确定各结点条件概率表.结果表明贝叶斯网络具有处理多状态复杂模型以及双向推理的优点.     

管道腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络推理模型研究

为了研究长输管道腐蚀泄漏及蒸气云爆炸事故的演化规律,通过对埋地管道内(外)壁腐蚀失效、燃气泄漏、气体云团扩散及蒸气云爆炸等4阶段事件进行分析,构建埋地管线腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络模型。研究网络结构中节点变量的取值范围及离散化方法,并基于对事故统计和专家分析判断,设定节点变量的先验概率,量化节点关联的条件概率分布。在对贝叶斯网络推理策略研究的基础上,考察节点变量对推理结果的敏感性,验证模型的合理性。结果表明,长输管道腐蚀泄漏及次生灾害事件过程具有较大的不确定性,主要体现在中间事件均具有多种状态,事故演化路径概率受模型输入条件影响较大。贝叶斯网络方法用于描述事故过程中间节点事件间的依赖关系有较大的优势,可以定量衡量事故风险的不确定性。     

基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成分析与应用

针对事件树、故障树等风险分析存在一定局限性的问题,提出了基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成风险评估新思路.编制系统故障树,利用GeNIe软件将其映射成贝叶斯网络,运用贝叶斯网络双向推理进行故障预测和诊断,快速识别系统薄弱环节并确定为风险贝叶斯故障节点,结合HAZOP与LOPA对其进行风险集成分析,提出相应的独立防护层,根据防护层失效概率并参照半定量风险矩阵确定剩余风险等级.该风险评估模型在辽河石化公司催化裂化装置的反应再生系统中进行应用,结果证实该模型在复杂工艺信息不确定条件下,能有效提高风险评估的针对性、客观性与准确性.     

IFS-BN结合的辐射源威胁评估方法

针对辐射源威胁评估实时性、复杂性和信息不确定性的问题,将直觉模糊集与贝叶斯网络相结合,提出一种基于IFS-BN的辐射源威胁评估方法。IFS-BN算法通过直觉模糊集刻画贝叶斯网络的节点信息,充分描述节点信息的确定性,不确定性以及犹豫度。同时,将直觉模糊集求得的各辐射源先验概率代入贝叶斯网络模型之中,得出后验概率进行威胁等级排序,并在此基础上建立了相应的评估指标体系。仿真分析表明,算法具有较好的可行性与有效性。与经典贝叶斯网络评估方法相比,IFS-BN算法的结果更加客观合理。     

基于故障树分析和贝叶斯网络方法的液压举升机构故障诊断

为应对液压举升机故障原因复杂,诊断方法准确性不高等问题,提出一种基于故障树和贝叶斯网络的液压举升机故障诊断方法。首先建立液压举升机构故障树,然后将故障树转换为贝叶斯网络,利用三角模糊函数表示举升机底事件发生概率,得到底事件模糊概率,将其做为先验概率计算叶节点发生概率,进而求得根节点后验概率以及概率重要度,可快速诊断出故障点。     

石化装置BN拓扑结构节点态势分析模型与应用

针对石化装置运行过程中危险瞬息万变的特点,给出了一种将广义集对分析理论与BN集成的石化装置BN拓扑结构节点状态联系度表达形式,提出了石化装置BN拓扑结构节点态势计算模型,讨论了石化装置BN拓扑结构节点态势等级,并在同一态势中进行了进一步划分.应用表明:在构建的反应器火灾爆炸BN拓扑结构中,叶节点"反应器火灾爆炸"处于同势,以反应器火灾爆炸事件发生态势为主;同时,得到了其他中间节点状态联系度及其态势等级,且节点联系度中的差异性变化会对其节点态势及其等级产生一定的影响,甚至发生节点态势逆转现象,为分析石化装置BN拓扑结构节点状态及其态势提供了依据.     

基于贝叶斯方法的高含硫井口气液分离器动态风险分析

传统的定量风险分析方法不能有效利用井口分离器的运行状态数据进行动态风险分析,从而导致评估结果易于偏离实际。构建事件树模型模拟分离器异常事件的发展过程,然后基于贝叶斯方法利用事故先兆数据动态分析分离器安全屏障的失效概率和异常事件后果发生概率,并采用模糊损失率的方法量化事故后果造成的损失,进而完成对分离器的动态风险分析。结果表明,新提出的基于贝叶斯方法的高含硫井口气液分离器动态风险分析方法克服了传统风险评价方法的不足,可动态评估事故发生概率,并可动态反映分离器的风险变化,能够为高含硫井口气液分离器等相关设备的风险分析与控制提供参考。