چارچوب برنامه ریزی بهینه ایمن سایبری برای ریزشبکه های AC بر اساس بهینه سازی سنجاقک و یادگیری عمیق

نویسندگان

1 Electrical Engineering Faculty, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

2 Electrical Engineering Faculty, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

doi
10.22034/tjee.2023.57914.4685
چکیده

شبکه هوشمند یک سیستم فیزیکی-سایبری است که ترکیبی از دستگاه های فیزیکی و فرآیندهای محاسباتی است. افزایش تعامل بین لایه‌های سایبری و فیزیکی برای بهینه‌سازی عملکرد، مدیریت و امنیت سیستم بسیار مهم است. با این انگیزه، در این مقاله، چارچوبی برای حل زمان‌بندی بهینه یک سیستم ریزشبکه AC ارائه می‌شود. زمان بندی بهینه سیستم به عنوان یک مسئله بهینه سازی مدل شده است. همچنین، الگوریتم بهینه سازی سنجاقک به عنوان یک تکنیک بهینه سازی قدرتمند برای حل مسئله پیشنهادی استفاده می شود. از سوی دیگر، با در نظر گرفتن حملات سایبری به عنوان یک تهدید بزرگ برای سیستم که می تواند باعث اختلال و قطع در شبکه های هوشمند شود، یک روش مبتنی بر یادگیری عمیق، حافظه کوتاه مدت و بلند مدت (LSTM) همراه با مفهوم بازه پیش بینی برای توسعه یک مدل تشخیص حمله سایبری برای حملات تزریق داده های نادرست به کنتورهای هوشمند استفاده می شود. در این ساختار، بهینه سازی با استفاده از بهینه سازی سنجاقک انجام می شود. همچنین LSTM که زیرمجموعه ای از شبکه های عصبی بازگشتی است، طراحی شده است. این مدل با دقت 97 درصد می تواند امنیت سایبری سازه را تضمین کند. علاوه بر این، برای نشان دادن برتری روش پیشنهادی، آن را با یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) مقایسه می‌کنیم. همانطور که نتایج نشان می دهد، رویکرد یادگیری عمیق LSTM از روش ANN از نظر دقت و امنیت سایبری بهتر عمل می کند. مدل تشخیص حمله سایبری پیشنهادی ابتدا با استفاده از داده های تاریخی آموزش داده می شود و سپس در شرایط بلادرنگ مورد استفاده قرار می گیرد. برای بررسی اثربخشی رویکرد پیشنهادی، از سیستم تست 33 شینه IEEE اصلاح شده استفاده شده است. نتایج به طور قابل توجهی اثربخشی روش های پیشنهادی را نشان می دهد.