一种面向分层信息物理系统的检查点与恢复框架
系统与控制
2023-01-02 v1 密码学与安全
系统与控制
摘要
本文致力于解决使资源受限的复杂信息物理系统（CPS）对传感器异常具备韧性的问题。具体地，我们提出一种面向具有异常传感器数据的非线性分层 CPS 中状态估计的检查点与前滚恢复框架。我们引入了三种检查点范式，以确保跨层级的不同级别的检查点一致性。我们的框架具有实现一致性范式的算法，可在高效时间内执行准确恢复，同时管理系统资源的权衡并处理跨层多种异常检测系统之间的相互作用。进一步，本文详述了恢复状态估计误差、最大可容忍异常持续时间以及由上述权衡导致的精度-资源缺口的边界。我们探讨了框架的用例，并在一个仿真地面机器人的案例研究中评估该框架，表明其可扩展至多个层级，且优于在传感器异常期间未引入检查点过程的扩展卡尔曼滤波器（EKF）。我们以关于将所提框架扩展至分布式系统的讨论作结。
引用
@article{arxiv.2205.08650,
title = {A Framework for Checkpointing and Recovery of Hierarchical Cyber-Physical Systems},
author = {Kaustubh Sridhar and Radoslav Ivanov and Vuk Lesi and Marcio Juliato and Manoj Sastry and Lily Yang and James Weimer and Oleg Sokolsky and Insup Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08650},
year = {2023}
}