面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法

杨挺; 蔡绍堂; 闫鹏; 李大帅

doi:10.7500/AEPS20210707005

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面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法
- Multi-task Scheduling Algorithm for Heterogeneous Information Security of Power Internet of Things
- 电力系统自动化 2022年46卷第15期页码：162-170
- 作者机构：
  
  天津大学电气自动化与信息工程学院，天津市 300072
- 作者简介：
  
  杨挺(1979—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：能源互联网、信息物理系统。E-mail：yangting@tju.edu.cn
  蔡绍堂(1992—)，男，通信作者，博士研究生，主要研究方向：电力信息物理系统网络空间安全。E-mail：caishaotang1992@tju.edu.cn
  闫鹏(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力信息物理系统协同安全防御。E-mail：yanpeng2350256750@163.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2017YFE0132100);国家自然科学基金委员会-国家电网公司智能电网联合基金资助项目(U2066213);天津市自然科学基金资助项目(19JCQNJC06000)
- DOI：10.7500/AEPS20210707005
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-07-07，
  
  修回日期：2022-02-15，
  
  网络出版日期：2022-05-06，
  
  纸质出版日期：2022-08-10
- 稿件说明：
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杨挺,蔡绍堂,闫鹏等.面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法[J].电力系统自动化,2022,46(15):162-170.

YANG Ting,CAI Shaotang,YAN Peng,et al.Multi-task Scheduling Algorithm for Heterogeneous Information Security of Power Internet of Things[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(15):162-170.
杨挺,蔡绍堂,闫鹏等.面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法[J].电力系统自动化,2022,46(15):162-170. DOI： 10.7500/AEPS20210707005.

YANG Ting,CAI Shaotang,YAN Peng,et al.Multi-task Scheduling Algorithm for Heterogeneous Information Security of Power Internet of Things[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(15):162-170. DOI： 10.7500/AEPS20210707005.

摘要

新型电力系统的建设促使电力信息安全的服务呈现海量多元化，单一物理机或云计算虚拟机均无法满足各类服务任务执行的安全性和时效性需求。因此，面向电力物联网信息安全服务体系中特有的物理密码机与虚拟密码机共存的新型混合底层硬件模式，通过对异构计算资源的协同调控，实现在确保任务安全性的约束条件下的系统执行效率优化。首先，设计了一种三级双映射的电力物联网信息安全服务多任务调度架构，描述多轮交互保密任务和异构计算资源的映射规则；然后，基于加权深度嵌入聚类算法确定安全服务任务的执行标签；最后，采用朴素贝叶斯和量子粒子群优化算法完成运算节点的创建与任务映射。仿真结果表明，所提聚类映射调度算法能利用任务映射规则匹配新型异构安全服务计算资源，与双阶段调度算法和非支配排序遗传算法相比，其任务安全保障系数最大可提升58.4%，总完成时间最高可缩短22.24%。

Abstract

The construction of a novel power system has promoted massive diversification of the power information security service. Neither the single physical machine nor the cloud computing virtual machine can meet the security and timeliness requirements of the execution of each type of service tasks. Therefore

for the new hybrid underlying hardware pattern with the coexistence of the physical cryptographic machine and the virtual cryptographic machine in the information security service system of power Internet of Things

the system execution efficiency can be optimized under the constraint of ensuring the task security by coordinating the heterogeneous computing resources. First

a three-level double-mapping multi-task scheduling architecture for the information security service of power Internet of Things is designed

which can describe the mapping rules between multi-round interactive secure tasks and heterogeneous computing resources. Then

the execution label of the security service task is determined based on the weighted deep embedding clustering algorithm. Finally

the naive Bayes and quantum particle swarm optimization algorithms are used to complete the creation of computing nodes and the task mapping. The simulation results show that the proposed clustering mapping scheduling algorithm can use the task mapping rules to match the new-type heterogeneous security service computing resources. Compared with the two-stage scheduling algorithm and the non-dominated sorting genetic algorithm

the task safety factor of the proposed algorithm can be increased by up to 58.4%

and the total makespan can be shortened by up to 22.24%.

关键词

Keywords

references

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