طراحي تخمين‌گر تاب‏آور در برابر حمله سايبري براي وسيله نقليه خودران

Designing a resilient state estimator for an automated vehicle under cyber attack

تخمين حالت سيستم، يك مقدمة كليدي براي كنترل آن است كه در حركت وسايل نقلية خودران نيز نقش اساسي دارد. وسيلة نقلية خودران، به عنوان يك سيستم سايبري-فيزيكي، از بستر حسگرهاي ناوبري خود در معرض حملات سايبري است. بنابراين، استفاده از تخمين‌گر تاب‏آور در برابر تحريف داده‌هاي حسگر، شرط لازم براي داشتن يك حمل و نقل امن است. مقالة حاضر، به مسالة تخمين حالت وسيلة نقلية خودران كه با سيستم‌ خطي تغييرناپذير با زمان نويزي توصيف مي‏شود، مي‌پردازد. يك تخمين‎گر حالت برمبناي بهينه‌سازي محدب براي وسيله نقليه زميني خودران طراحي مي‏شود تا در شرايطي كه خروجي نويزي جي‏پي‏اس توسط مهاجم جعل مي‌شود، كار كند. اين تخمين‌گر قادر است در سريع‌ترين حالت ممكن، وقوع حمله را تشخيص دهد. بديهي است كه با استفاده از اين اطلاعات، مي‌توان اقدامات اصلاحي جهت جلوگيري از ناپايداري سيستم را انجام داد. نتايج حاصل از تخمين‎گر پيشنهادي، با تخمين‎گر مبتني بر بهينه‌سازي تركيبي خطي-عدد صحيح مقايسه مي‏شود. بررسي نتايج حاصل از شبيه‎سازي در حضور نويز نشان مي‏دهد كه در حضور حمله، تخمين‎گر مبتني بر بهينه‎سازي محدب نسبت به تخمين‎گر مبتني بر بهينه‌سازي تركيبي خطي-عدد صحيح داراي توانايي تخمين با دقت و سرعت بالاتر مي‌باشد.