40、智能城市与工业4.0中改善交通设施的安全网络物理系统

智能城市与工业4.0中改善交通设施的安全网络物理系统

1. 研究背景与目标

随着智能城市和工业4.0的发展，交通系统的安全性和效率变得至关重要。当前，交通问题的最小化、测量精度的优化以及未来无人驾驶车辆的自动化设施，都可以通过先进的网络物理系统（CPS）传感器和设备之间的实时通信来实现。

研究的主要目标是开发一个使用高效CPS的安全交通系统模型，该模型不仅能降低不必要的事故率，还能增强安全系统，提升智能城市和工业4.0的宜居性。同时，未来的安全解决方案应具备动态和智能的特性，能够在用户与服务提供商之间的数据或信号传输过程中检测到不断演变的威胁和网络攻击。

2. 现状分析

• CPS应用现状 ：在工业4.0的不同领域，如救护车的医疗通信、智能交通信号系统和先进的汽车系统等，都面临着潜在的网络安全问题。CPS旨在连接虚拟和物理的工业4.0环境，汽车系统中的传感器可以收集所有交通数据，并为无人驾驶车辆或汽车系统内的所有物理实体提供有用的反馈。然而，目前CPS在远程控制应用、医疗设备和运输系统中的机器等方面的网络安全措施有限。
• 网络物理威胁 ：网络物理交互中的攻击和威胁不断增加，包括物理到网络和网络到物理的情况。在物理到网络的情况下，无线传感器数据攻击、受内存影响的威胁等仍然存在；在网络到物理的情况下，车辆充电器可能会受到无线攻击。此外，无人驾驶电动汽车（DEVs）虽然对环境有益，但在资源之间的安全通信方面存在局限性，实时可靠地将DEVs与智能电网集成可以解决与需求响应、充电成本和时间相关的问题。
• SDN安全挑战与