建筑能源管理针对定向虚假数据注入攻击的脆弱性：模型预测控制与比例积分控制的对比
系统与控制
2024-05-03 v2 系统与控制
摘要
建筑能源管理中的网络安全对于保护基础设施、确保数据完整性以及防止未经授权的访问或操纵至关重要。本文使用比例-积分（PI）和模型预测控制（MPC）方法，研究了建筑能源管理系统（BMS）针对虚假数据注入（FDI）攻击的能效和网络安全。聚焦于一个五房间商业建筑模型，研究了基于 PI 的 BMS 和基于非线性 MPC 的 BMS 针对传感器和执行器上 FDI 的脆弱性。本研究旨在评估这些控制策略在维持系统性能和寿命方面的有效性，突出了 MPC 在增强系统抵御网络威胁弹性方面的潜力。我们的案例研究表明，在 MPC 控制器下，即使是短期的 FDIA 也会导致热泵寿命减少 12%，而在 PI 控制器下会导致流量阀过度使用近三十倍。
引用
@article{arxiv.2312.03588,
title = {Vulnerability of Building Energy Management against Targeted False Data Injection Attacks:Model Predictive Control vs. Proportional Integral},
author = {Xiaoyu Ge and Kamelia Norouzi and Faegheh Moazeni and Mirel Sehic and Javad Khazaei and Parv Venkitasubramaniam and Rick Blum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.03588},
year = {2024}
}