一种使用STL逻辑监控CPS的可解释规范挖掘方法

作者：刘峰; 曹子宁; 王福俊; 李振

来源：小型微型计算机系统, 2022, 1-8.

DOI：10.20009/j.cnki.21-1106/TP.2022-0394

• 机器学习
• 规范挖掘
• 运行时验证
• 信息物理融合系统
• 信号时序逻辑

随着信息物理融合系统（CPS）日益复杂，很难捕获其相关行为并以一种可解释的方式检测它。因此本文提出了一种基于线性支持向量机（LSVM）框架的规范挖掘算法，从有限长度的信号轨迹中挖掘具有可解释性的信号时序逻辑（STL）公式。挖掘出的STL公式可以作为监控行为的抽象，用于CPS运行时验证的监控机制中。该算法根据一组被标记的有限时间轨迹和STL模板公式，将信号时序逻辑特有的鲁棒性满意度与LSVM的优化算法相结合生成所需规范。另外，本文还将对一维信号轨迹的规范挖掘技术扩展到多维信号上。最后，通过两个案例研究来说明提出算法的可行性和优势，结果表明该算法在保证高准确率的前提下，执行效率和可解释性都优于其他的规范挖掘算法。

• 单位
  工业和信息化部; 光电控制技术重点实验室; 南京航空航天大学