Joint Security and Resources Allocation Scheme Design in Edge Intelligence Enabled CBTCs: A Two-Level Game Theoretic Approach
Notice bibliographique
Résumé
The increasingly intense cyber-attacks have always been a crucial issue to the communication-based train control (CBTC) system due to exposed wireless channels. Both cyber-attack intrusion detection and defense policy calculation demand substantial computing resources. Combined with high capacity and reliability 5G technologies, edge intelligence (EI) is believed to help empower CBTC systems in terms of security and efficiency. This paper proposes an EI-enabled structure for CBTCs to defend against cyber-attacks, where the EI server provides real-time intelligent computing services for trains to derive real-time defense policies. We formulate the cyber-attack and defense process in EI-enabled CBTCs as a two-level game model, where system security and edge computing resource allocation are jointly optimized. In the lower-level game, we model interactions between the cyber attacker and system defender as a discrete repeated security game (DRSG), which is also a non-zero sum and incomplete information game. The fictitious play (FP) is introduced to derive a Nash equilibrium (NE) based optimal defense scheme. In the upper-level game, considering that the EI server cannot simultaneously update the optimal defense scheme for all trains due to the limited computation resources, we construct a multi-stage computation resource allocation game (MCRAG). We derive the optimal computation resource allocation scheme by the neural fictitious self-play (NFSP), where a deep Q-learning network (DQN) and a supervised learning network are jointly built to learn the strategy. Extensive simulation results show that our proposed EI-enabled CBTC system and the two-level game model can effectively defend against various attacks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».