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    重庆时时彩管理: 一种分布式管式换热器控制系统.pdf

    关 键 词:
    一种 分布式 换热器 控制系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610564299.2

    申请日:

    2016.07.14

    公开号:

    CN106197135A

    公开日:

    2016.12.07

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的撤回IPC(主分类):F28F 27/00申请公布日:20161207|||实质审查的生效IPC(主分类):F28F 27/00申请日:20160714|||公开
    IPC分类号: F28F27/00 主分类号: F28F27/00
    申请人: 杨林
    发明人: 不公告发明人
    地址: 315200 浙江省宁波市镇海区隧道北路555号
    优先权:
    专利代理机构: 北京高航知识产权代理有限公司 11530 代理人: 赵永强
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610564299.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.22|||2017.01.04|||2016.12.07

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的管式换热器,包括参数检测端、主控制器、通信协议???、云网络、冷却水进水调阀和设备标示???;所述参数检测端用于检测管式换热器的冷却水进水温度、冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将检测到的数据发送主控制器,主控制器将所述数据通过通信协议??樯洗猎仆?,由云网络进行计算和储存;云网络通过计算得到每个管式换热器的端差、换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器向冷却水进水调阀发送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。

    权利要求书

    1.一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的管式换热器,其
    特征是,包括参数检测端、主控制器、通信协议???、云网络、冷却水进水调阀和设备标示模
    块;所述参数检测端用于检测管式换热器的冷却水进水温度、冷却水出水温度、油侧进油温
    度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将检测到的数据发送主控制器,
    主控制器将所述数据通过通信协议??樯洗猎仆?,由云网络进行计算和储存;云网络
    通过计算得到每个管式换热器的端差、换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过
    主控制器向冷却水进水调阀发送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度;所述设备表
    示??槲扛龉苁交蝗绕骱痛衅鞣峙湮ㄒ坏纳璞副晔?,并将接收到的数据按照设备标示
    进行分类储存。
    2.根据权利要求1所述的一种分布式管式换热器控制系统,其特征是,所述端差和换热
    效率的数值通过主控制器发送至运行人员的显示屏中,同时当端差和换热效率超过阈值时
    向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。
    3.根据权利要求2所述的一种分布式管式换热器控制系统,其特征是,所述通信协议模
    块为无线232数据通信???。

    说明书

    一种分布式管式换热器控制系统

    技术领域

    本发明涉及换热器控制领域,具体而言,涉及一种分布式管式换热器控制系统。

    背景技术

    管式换热器是电厂、铝厂等生产领域中非常常见的一种换热器,其分布在在工厂
    的多个地方。传统的管式换热器控制,主要是利用本地集中服务器对数据进行处理,这使得
    本地服务器的投资很高。因此利用云网络对管式换热器的相关参数进行控制是一个行之有
    效的方法,但是这其中设计到数据的安全性问题。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种分布式管式换热器控制系统,以解决上述的问题。

    为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

    一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的管式换热器,
    其特征是,包括参数检测端、主控制器、通信协议???、云网络、冷却水进水调阀和设备标示
    ???;所述参数检测端用于检测管式换热器的冷却水进水温度、冷却水出水温度、油侧进油
    温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将检测到的数据发送主控制
    器,主控制器将所述数据通过通信协议??樯洗猎仆?,由云网络进行计算和储存;云网
    络通过计算得到每个管式换热器的端差、换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通
    过主控制器向冷却水进水调阀发送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度;所述设备
    表示??槲扛龉苁交蝗绕骱痛衅鞣峙湮ㄒ坏纳璞副晔?,并将接收到的数据按照设备标
    示进行分类储存。

    有益效果:实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换
    热效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本
    公开。

    附图说明

    图1是本发明各??榈牧邮疽馔?;

    图2是安全可视化系统的结构框图。

    附图标记:

    信息数据挖掘???1;信息预处理???2;信息存储???3;信息分析与展示模
    块-4;数据降维单元-21;数据识别单元-22;数据分类单元-23;往来关系分析展示子???
    41;日志次数分布分析展示子???42;IP间信息发送关系分析展示子???43;敏感邮件转
    发路径分析与展示子???44;分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???45;主控制器-
    100;通信协议???200;云网络-300;冷却水进水调阀-400;设备标示???500;参数检测
    端-600;

    此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施
    例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

    具体实施方式

    下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

    应用场景1:

    如图1所示的一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的
    管式换热器,包括参数检测端600、主控制器100、通信协议???00、云网络300、冷却水进水
    调阀400和设备标示???00;所述参数检测端600用于检测管式换热器的冷却水进水温度、
    冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将
    检测到的数据发送主控制器100,主控制器100将所述数据通过通信协议???00上传至云
    网络300,由云网络300进行计算和储存;云网络300通过计算得到每个管式换热器的端差、
    换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器100向冷却水进水调阀400发
    送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。所述设备表示???00为每个管式换热器和
    传感器分配唯一的设备标示,并将接收到的数据按照设备标示进行分类储存。

    本发明实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换热
    效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    优选地,所述端差和换热效率的数值通过主控制器100发送至运行人员的显示屏
    中,同时当端差和换热效率超过阈值时向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。

    优选地,所述通信协议???00为无线232数据通信???。

    优选地,如图2所示,还包括安全可视化系统,用于对所述云网络进行可视化的安
    全监控,其包括依次连接的信息数据挖掘???、信息预处理???、信息存储???和信息
    分析与展示???;

    所述信息数据挖掘???,用于通过在局域网络中抓取网络数据包的方式获取原
    始信息数据,所述原始信息数据包括IP间敏感信息发送检测数据、邮件检测日志数据和分
    布式拒绝服务攻击数据三种数据类型;

    所述信息预处理???,用于对原始信息数据进行数据降维、识别和分类预处理;

    所述信息存储???,用于将预处理后的信息数据存储到云存储资源池相应的位
    置中;

    所述信息分析与展示???,用于实现信息的提取、分析和展示,其包括邮件往来
    关系分析展示子???1、日志次数分布分析展示子???2、IP间信息发送关系分析展示子
    ???3、敏感邮件转发路径分析与展示子???4和分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子
    ???5,具体为:

    (1)邮件往来关系分析展示子???1,用于对云存储资源池中存储的邮件检测日
    志数据进行提取、分析、处理,并展示某一指定时间段内检测到的敏感邮件往来关系;所述
    邮件往来关系分析展示子???1通过设计可选择日期的日历使用户能与界面进行交互,用
    户可任意选择要查看的时间段,具体执行以下操作:

    根据用户选择的时间段,系统对云存储资源池中的数据进行选取,选取到数据后
    以字典的形式对数据进行存储,经过对数据进行分析处理,根据敏感邮件的收发对应关系
    生成对应的矩阵数据模型;随后,通过和弦图的形式对所选择时间段内敏感邮件的收发关
    系进行可视化展示,各个不同邮箱分布在圆形的周围,在圆形外侧轮廓显示邮箱地址,如果
    不同的邮箱之间有着敏感信息的发送关系,便在两个邮箱之间做一条带状线条,线条粗的
    一方表示邮件的发送方,而线条细的一方表示邮件的接收方;

    (2)日志次数分布分析展示子???2,用于按照时间段以及检测到的日志数量进
    行分类和统计,并用树状图的形式表现出来,具体为:

    (2-1)将接收的日志数据集W按照时间段划分为n个时间子集,即W={W1,W2,…,
    Wj,…,Wn};

    (2-2)人为设定m个日志数量等级,将每个时间子集Wj划分m个等级子集,即W1j、
    W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范围为[4,8];

    (2-3)以日志数据集W为根,Wj为第一层节点,Wij为第二层节点构造树TW;

    (2-5)计算树TW中每个节点的量值,其中叶子节点的量值即为该数据元素的值,非
    叶子节点的量值等于其下层所有子节点的量值之和,至此日志数据集W构造成了一个树型
    数据结构;

    (2-6)将生成的树型数据结构映射为二维平面上的树状图;

    (3)IP间信息发送关系分析展示子???3,用于对位于云存储资源池相应位置的
    IP间敏感信息发送检测数据进行提取、分析、统计处理,通过可视化展示形式及界面交互展
    示一定时间段内不同的IP之间的敏感信息发送关联关系;所述IP间信息发送关系分析展示
    子???3采用时间段选择机制以及散点布局展示方式,用节点形式表示实体,线条表示实
    体之间的联系,用节点的大小来表示IP间信息发送关联关系的强弱程度,根据鼠标点击事
    件有选择性的进行层次展示;鼠标悬停在节点上会出现对应实体的详细信息,所述详细信
    息包括ID、发现时间,鼠标点击实体便会选择出与所选择节点有关联的所有IP,并只显示该
    子网络图,同时也以文字的形式展示出其发送信息的对应关系;同时设置有搜索机制,用户
    可以输入某一IP选择想要查看的IP关联信息;

    (4)敏感邮件转发路径分析与展示子???4,用于通过分析处理统计邮件检测日
    志数据中的检测数据以及邮件转发关系,展示某一特定邮件在不同的邮箱之间被转发的路
    径,具体为:

    首先,用户在搜索框内输入要搜索的邮件标题或者邮件标题所含的关键词,系统
    根据关键词对邮件记录数据中所有的邮件标题进行模糊匹配检索,若没有检索到与用户输
    入相匹配的邮件,则发送信息提醒用户重新输入;如果成功检索到相关记录,便将检索结果
    以Table内容的形式展示给用户,同时为每个邮件的标题添加Click事件,用户点击目标邮
    件的标题,后台根据用户所选邮件再次对邮件记录进行检索匹配,找到该邮件的转发记录,
    并对每次转发的收发件人以字典的形式进行统计记录,构造可视化展示所需要的数据;最
    后,以一个层叠树状图的形式展示邮件的转发路径呈现给用户并提供交互功能,如果某邮
    箱为最后一级接收者,则树形图的顶点为空心显示,如果该邮箱还将此邮件转发给了另外
    的一个或者几个邮箱,则代表该邮箱的树形图节点设为实心的;

    (5)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5,用于提取、分析并展示分布式
    拒绝服务攻击数据,具体为:

    1)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5从云存储资源池的相应位置中
    提取分布式拒绝服务攻击数据,采用哈希表进行存储,哈希表中关键字采用字符串形式,字
    符串由源IP、端口号以及根据用户设定的时间间隔所选取的时间签三项组成,这三项中任
    意一项新建元素出现不同时都要把新建元素插入到哈希表中,每一个元素在将来的图形化
    表示中都是一个节点,表示和被连接主机之间的关系,哈希表中关键字对应的值表示该次
    连接通信活动中的数据总量;

    2)计算所有节点的坐标值,进而将带有坐标信息的点进行绘制,并根据不同需求
    进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,其中绘制时遵循的原则为:主机节点和中
    心节点之间的连线表示在时间间隔内通信数据量的大小,按照一定系数进行映射,通信数
    据量用不同颜色表示,颜色为红色的表示通信数据量较大;主机节点由若干同心圆组成,颜
    色的对比强烈程度代表着该连接中涉及的端口数量。

    本实施例中利用可视化的技术,针对于网络安全检测系统中捕获到的网络中敏感
    信息类型以及传输情况等进行可视化的展示,从五个不同的角度对网络安全检测数据进行
    分析及展示,精确、全方位且方便管理人员做出相应的判断及决策;设置的分布式拒绝服务
    攻击数据分析与展示子???5能够对分布式拒绝服务攻击模式进行多维度显示,且根据不
    同需求进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,提高了用户交互的性能。

    优选地,所述信息预处理???包括数据降维单元21、数据识别单元22和数据分类
    单元23,具体为:

    (1)数据降维单元21,用于采用改进的主成分分析法消除原始信息数据间的的冗
    余,降低原始信息数据的维数,所述改进的主成分分析法为:

    1)提起要分析的N条原始信息数据,作为矩阵X=[x1,x2,…,xN],其中xi为第i条原
    始信息数据;

    2)求解N条原始信息数据的平均值:

    <mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

    3)求解N条原始信息数据的协方差矩阵A:

    <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </msup> </mrow>

    4)根据协方差矩阵A的特征值问题计算主成分元素:

    Aδi=μiδi

    其中μi,δi分别为A的特征值及对应的特征向量;

    5)根据给定的精度ρ,通过数值计算方法,求解前M个最大特征值:

    <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow>

    其中,M的取值范围为

    6)取前M个最大特征值及对应的特征向量,令

    Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)

    则有AΦ=ΦΓ;取m=4,

    7)计算低维向量组成的新矩阵Y=ΦTX;

    (2)数据识别单元22,用于对降低维数后的原始信息数据进行识别检测,去除不相
    关的信息数据,得到相关信息数据;

    (3)数据分类单元23,用于对相关信息数据按照数据类型进行分类。

    其中,所述数据识别单元22包括对分布式拒绝服务攻击数据进行识别,具体为:

    1)设降维后的K条原始信息数据矩阵为Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈
    X′,选择Db3小波作为分析小波,并选择最大分解尺度,对Y′运用分解算法进行小波分解得
    到小波系数矩阵,当j≤最大尺度时,从小波系数矩阵中提取高频系数,计算小系数的方差
    Ψ后,并根据[j,log2Ψ]拟合直线求得斜率k,从而求解出网络流量的自相似参数Hurst值
    H:

    H=(k-1)/2

    2)通过分析求得的不同时刻的Hurst变化值ΔH=Ht-Ht-1,设定门限值T,若ΔH>
    T,判定分布式拒绝服务攻击发生,保存对应的原始信息数据;若ΔH≤T,判定分布式拒绝服
    务攻击没有发出,去除对应的原始信息数据。

    其中,所述邮件的收发对应关系通过获取邮件的TCP连接方向得到,首先通过解析
    获得的网络数据包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列号的信息,并
    以四元组1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元组2:目的IP地址,目的端口,源
    IP地址,源端口,分别标示TCP连接的两个方向,然后将网络数据包的应用层数据根据序列
    号按序写入与TCP连接方向对应的日志文件中。

    其中,所述Table内容包括邮件ID、邮件标题、邮件时间、邮件始发人和邮件附件个
    数。

    本实施例中,在信息预处理???中设置数据降维单元21、数据识别单元22和数据
    分类单元23,对原始信息数据进行降维、识别和分类处理,从而实现将不同类型的数据存储
    在云存储资源池的不同位置中,利于信息分析与展示???对相应数据的提取,进一步提高
    了系统的运行速度;本实施例取值m=4,系统的运行速度提高了2%。

    应用场景2:

    如图1所示的一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的
    管式换热器,包括参数检测端600、主控制器100、通信协议???00、云网络300、冷却水进水
    调阀400和设备标示???00;所述参数检测端600用于检测管式换热器的冷却水进水温度、
    冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将
    检测到的数据发送主控制器100,主控制器100将所述数据通过通信协议???00上传至云
    网络300,由云网络300进行计算和储存;云网络300通过计算得到每个管式换热器的端差、
    换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器100向冷却水进水调阀400发
    送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。所述设备表示???00为每个管式换热器和
    传感器分配唯一的设备标示,并将接收到的数据按照设备标示进行分类储存。

    本发明实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换热
    效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    优选地,所述端差和换热效率的数值通过主控制器100发送至运行人员的显示屏
    中,同时当端差和换热效率超过阈值时向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。

    优选地,所述通信协议???00为无线232数据通信???。

    优选地,如图2所示,还包括安全可视化系统,用于对所述云网络进行可视化的安
    全监控,其包括依次连接的信息数据挖掘???、信息预处理???、信息存储???和信息
    分析与展示???;

    所述信息数据挖掘???,用于通过在局域网络中抓取网络数据包的方式获取原
    始信息数据,所述原始信息数据包括IP间敏感信息发送检测数据、邮件检测日志数据和分
    布式拒绝服务攻击数据三种数据类型;

    所述信息预处理???,用于对原始信息数据进行数据降维、识别和分类预处理;

    所述信息存储???,用于将预处理后的信息数据存储到云存储资源池相应的位
    置中;

    所述信息分析与展示???,用于实现信息的提取、分析和展示,其包括邮件往来
    关系分析展示子???1、日志次数分布分析展示子???2、IP间信息发送关系分析展示子
    ???3、敏感邮件转发路径分析与展示子???4和分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子
    ???5,具体为:

    (1)邮件往来关系分析展示子???1,用于对云存储资源池中存储的邮件检测日
    志数据进行提取、分析、处理,并展示某一指定时间段内检测到的敏感邮件往来关系;所述
    邮件往来关系分析展示子???1通过设计可选择日期的日历使用户能与界面进行交互,用
    户可任意选择要查看的时间段,具体执行以下操作:

    根据用户选择的时间段,系统对云存储资源池中的数据进行选取,选取到数据后
    以字典的形式对数据进行存储,经过对数据进行分析处理,根据敏感邮件的收发对应关系
    生成对应的矩阵数据模型;随后,通过和弦图的形式对所选择时间段内敏感邮件的收发关
    系进行可视化展示,各个不同邮箱分布在圆形的周围,在圆形外侧轮廓显示邮箱地址,如果
    不同的邮箱之间有着敏感信息的发送关系,便在两个邮箱之间做一条带状线条,线条粗的
    一方表示邮件的发送方,而线条细的一方表示邮件的接收方;

    (2)日志次数分布分析展示子???2,用于按照时间段以及检测到的日志数量进
    行分类和统计,并用树状图的形式表现出来,具体为:

    (2-1)将接收的日志数据集W按照时间段划分为n个时间子集,即W={W1,W2,…,
    Wj,…,Wn};

    (2-2)人为设定m个日志数量等级,将每个时间子集Wj划分m个等级子集,即W1j、
    W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范围为[4,8];

    (2-3)以日志数据集W为根,Wj为第一层节点,Wij为第二层节点构造树TW;

    (2-5)计算树TW中每个节点的量值,其中叶子节点的量值即为该数据元素的值,非
    叶子节点的量值等于其下层所有子节点的量值之和,至此日志数据集W构造成了一个树型
    数据结构;

    (2-6)将生成的树型数据结构映射为二维平面上的树状图;

    (3)IP间信息发送关系分析展示子???3,用于对位于云存储资源池相应位置的
    IP间敏感信息发送检测数据进行提取、分析、统计处理,通过可视化展示形式及界面交互展
    示一定时间段内不同的IP之间的敏感信息发送关联关系;所述IP间信息发送关系分析展示
    子???3采用时间段选择机制以及散点布局展示方式,用节点形式表示实体,线条表示实
    体之间的联系,用节点的大小来表示IP间信息发送关联关系的强弱程度,根据鼠标点击事
    件有选择性的进行层次展示;鼠标悬停在节点上会出现对应实体的详细信息,所述详细信
    息包括ID、发现时间,鼠标点击实体便会选择出与所选择节点有关联的所有IP,并只显示该
    子网络图,同时也以文字的形式展示出其发送信息的对应关系;同时设置有搜索机制,用户
    可以输入某一IP选择想要查看的IP关联信息;

    (4)敏感邮件转发路径分析与展示子???4,用于通过分析处理统计邮件检测日
    志数据中的检测数据以及邮件转发关系,展示某一特定邮件在不同的邮箱之间被转发的路
    径,具体为:

    首先,用户在搜索框内输入要搜索的邮件标题或者邮件标题所含的关键词,系统
    根据关键词对邮件记录数据中所有的邮件标题进行模糊匹配检索,若没有检索到与用户输
    入相匹配的邮件,则发送信息提醒用户重新输入;如果成功检索到相关记录,便将检索结果
    以Table内容的形式展示给用户,同时为每个邮件的标题添加Cl ick事件,用户点击目标邮
    件的标题,后台根据用户所选邮件再次对邮件记录进行检索匹配,找到该邮件的转发记录,
    并对每次转发的收发件人以字典的形式进行统计记录,构造可视化展示所需要的数据;最
    后,以一个层叠树状图的形式展示邮件的转发路径呈现给用户并提供交互功能,如果某邮
    箱为最后一级接收者,则树形图的顶点为空心显示,如果该邮箱还将此邮件转发给了另外
    的一个或者几个邮箱,则代表该邮箱的树形图节点设为实心的;

    (5)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5,用于提取、分析并展示分布式
    拒绝服务攻击数据,具体为:

    1)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5从云存储资源池的相应位置中
    提取分布式拒绝服务攻击数据,采用哈希表进行存储,哈希表中关键字采用字符串形式,字
    符串由源IP、端口号以及根据用户设定的时间间隔所选取的时间签三项组成,这三项中任
    意一项新建元素出现不同时都要把新建元素插入到哈希表中,每一个元素在将来的图形化
    表示中都是一个节点,表示和被连接主机之间的关系,哈希表中关键字对应的值表示该次
    连接通信活动中的数据总量;

    2)计算所有节点的坐标值,进而将带有坐标信息的点进行绘制,并根据不同需求
    进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,其中绘制时遵循的原则为:主机节点和中
    心节点之间的连线表示在时间间隔内通信数据量的大小,按照一定系数进行映射,通信数
    据量用不同颜色表示,颜色为红色的表示通信数据量较大;主机节点由若干同心圆组成,颜
    色的对比强烈程度代表着该连接中涉及的端口数量。

    本实施例中利用可视化的技术,针对于网络安全检测系统中捕获到的网络中敏感
    信息类型以及传输情况等进行可视化的展示,从五个不同的角度对网络安全检测数据进行
    分析及展示,精确、全方位且方便管理人员做出相应的判断及决策;设置的分布式拒绝服务
    攻击数据分析与展示子???5能够对分布式拒绝服务攻击模式进行多维度显示,且根据不
    同需求进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,提高了用户交互的性能。

    优选地,所述信息预处理???包括数据降维单元21、数据识别单元22和数据分类
    单元23,具体为:

    (1)数据降维单元21,用于采用改进的主成分分析法消除原始信息数据间的的冗
    余,降低原始信息数据的维数,所述改进的主成分分析法为:

    1)提起要分析的N条原始信息数据,作为矩阵X=[x1,x2,…,xN],其中xi为第i条原
    始信息数据;

    2)求解N条原始信息数据的平均值:

    <mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

    3)求解N条原始信息数据的协方差矩阵A:

    <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </msup> </mrow>

    4)根据协方差矩阵A的特征值问题计算主成分元素:

    Aδi=μiδi

    其中μi,δi分别为A的特征值及对应的特征向量;

    5)根据给定的精度ρ,通过数值计算方法,求解前M个最大特征值:

    <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow>

    其中,M的取值范围为

    6)取前M个最大特征值及对应的特征向量,令

    Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)

    则有AΦ=ΦΓ;取m=5,

    7)计算低维向量组成的新矩阵Y=ΦTX;

    (2)数据识别单元22,用于对降低维数后的原始信息数据进行识别检测,去除不相
    关的信息数据,得到相关信息数据;

    (3)数据分类单元23,用于对相关信息数据按照数据类型进行分类。

    其中,所述数据识别单元22包括对分布式拒绝服务攻击数据进行识别,具体为:

    1)设降维后的K条原始信息数据矩阵为Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈
    X′,选择Db3小波作为分析小波,并选择最大分解尺度,对Y′运用分解算法进行小波分解得
    到小波系数矩阵,当j≤最大尺度时,从小波系数矩阵中提取高频系数,计算小系数的方差
    Ψ后,并根据[j,log2Ψ]拟合直线求得斜率k,从而求解出网络流量的自相似参数Hurst值
    H:

    H=(k-1)/2

    2)通过分析求得的不同时刻的Hurst变化值ΔH=Ht-Ht-1,设定门限值T,若ΔH>
    T,判定分布式拒绝服务攻击发生,保存对应的原始信息数据;若ΔH≤T,判定分布式拒绝服
    务攻击没有发出,去除对应的原始信息数据。

    其中,所述邮件的收发对应关系通过获取邮件的TCP连接方向得到,首先通过解析
    获得的网络数据包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列号的信息,并
    以四元组1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元组2:目的IP地址,目的端口,源
    IP地址,源端口,分别标示TCP连接的两个方向,然后将网络数据包的应用层数据根据序列
    号按序写入与TCP连接方向对应的日志文件中。

    其中,所述Table内容包括邮件ID、邮件标题、邮件时间、邮件始发人和邮件附件个
    数。

    本实施例中,在信息预处理???中设置数据降维单元21、数据识别单元22和数据
    分类单元23,对原始信息数据进行降维、识别和分类处理,从而实现将不同类型的数据存储
    在云存储资源池的不同位置中,利于信息分析与展示???对相应数据的提取,进一步提高
    了系统的运行速度;本实施例取值m=5,系统的运行速度提高了1.8%。

    应用场景3:

    如图1所示的一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的
    管式换热器,包括参数检测端600、主控制器100、通信协议???00、云网络300、冷却水进水
    调阀400和设备标示???00;所述参数检测端600用于检测管式换热器的冷却水进水温度、
    冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将
    检测到的数据发送主控制器100,主控制器100将所述数据通过通信协议???00上传至云
    网络300,由云网络300进行计算和储存;云网络300通过计算得到每个管式换热器的端差、
    换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器100向冷却水进水调阀400发
    送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。所述设备表示???00为每个管式换热器和
    传感器分配唯一的设备标示,并将接收到的数据按照设备标示进行分类储存。

    本发明实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换热
    效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    优选地,所述端差和换热效率的数值通过主控制器100发送至运行人员的显示屏
    中,同时当端差和换热效率超过阈值时向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。

    优选地,所述通信协议???00为无线232数据通信???。

    优选地,如图2所示,还包括安全可视化系统,用于对所述云网络进行可视化的安
    全监控,其包括依次连接的信息数据挖掘???、信息预处理???、信息存储???和信息
    分析与展示???;

    所述信息数据挖掘???,用于通过在局域网络中抓取网络数据包的方式获取原
    始信息数据,所述原始信息数据包括IP间敏感信息发送检测数据、邮件检测日志数据和分
    布式拒绝服务攻击数据三种数据类型;

    所述信息预处理???,用于对原始信息数据进行数据降维、识别和分类预处理;

    所述信息存储???,用于将预处理后的信息数据存储到云存储资源池相应的位
    置中;

    所述信息分析与展示???,用于实现信息的提取、分析和展示,其包括邮件往来
    关系分析展示子???1、日志次数分布分析展示子???2、IP间信息发送关系分析展示子
    ???3、敏感邮件转发路径分析与展示子???4和分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子
    ???5,具体为:

    (1)邮件往来关系分析展示子???1,用于对云存储资源池中存储的邮件检测日
    志数据进行提取、分析、处理,并展示某一指定时间段内检测到的敏感邮件往来关系;所述
    邮件往来关系分析展示子???1通过设计可选择日期的日历使用户能与界面进行交互,用
    户可任意选择要查看的时间段,具体执行以下操作:

    根据用户选择的时间段,系统对云存储资源池中的数据进行选取,选取到数据后
    以字典的形式对数据进行存储,经过对数据进行分析处理,根据敏感邮件的收发对应关系
    生成对应的矩阵数据模型;随后,通过和弦图的形式对所选择时间段内敏感邮件的收发关
    系进行可视化展示,各个不同邮箱分布在圆形的周围,在圆形外侧轮廓显示邮箱地址,如果
    不同的邮箱之间有着敏感信息的发送关系,便在两个邮箱之间做一条带状线条,线条粗的
    一方表示邮件的发送方,而线条细的一方表示邮件的接收方;

    (2)日志次数分布分析展示子???2,用于按照时间段以及检测到的日志数量进
    行分类和统计,并用树状图的形式表现出来,具体为:

    (2-1)将接收的日志数据集W按照时间段划分为n个时间子集,即W={W1,W2,…,
    Wj,…,Wn};

    (2-2)人为设定m个日志数量等级,将每个时间子集Wj划分m个等级子集,即W1j、
    W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范围为[4,8];

    (2-3)以日志数据集W为根,Wj为第一层节点,Wij为第二层节点构造树TW;

    (2-5)计算树TW中每个节点的量值,其中叶子节点的量值即为该数据元素的值,非
    叶子节点的量值等于其下层所有子节点的量值之和,至此日志数据集W构造成了一个树型
    数据结构;

    (2-6)将生成的树型数据结构映射为二维平面上的树状图;

    (3)IP间信息发送关系分析展示子???3,用于对位于云存储资源池相应位置的
    IP间敏感信息发送检测数据进行提取、分析、统计处理,通过可视化展示形式及界面交互展
    示一定时间段内不同的IP之间的敏感信息发送关联关系;所述IP间信息发送关系分析展示
    子???3采用时间段选择机制以及散点布局展示方式,用节点形式表示实体,线条表示实
    体之间的联系,用节点的大小来表示IP间信息发送关联关系的强弱程度,根据鼠标点击事
    件有选择性的进行层次展示;鼠标悬停在节点上会出现对应实体的详细信息,所述详细信
    息包括ID、发现时间,鼠标点击实体便会选择出与所选择节点有关联的所有IP,并只显示该
    子网络图,同时也以文字的形式展示出其发送信息的对应关系;同时设置有搜索机制,用户
    可以输入某一IP选择想要查看的IP关联信息;

    (4)敏感邮件转发路径分析与展示子???4,用于通过分析处理统计邮件检测日
    志数据中的检测数据以及邮件转发关系,展示某一特定邮件在不同的邮箱之间被转发的路
    径,具体为:

    首先,用户在搜索框内输入要搜索的邮件标题或者邮件标题所含的关键词,系统
    根据关键词对邮件记录数据中所有的邮件标题进行模糊匹配检索,若没有检索到与用户输
    入相匹配的邮件,则发送信息提醒用户重新输入;如果成功检索到相关记录,便将检索结果
    以Table内容的形式展示给用户,同时为每个邮件的标题添加Cl ick事件,用户点击目标邮
    件的标题,后台根据用户所选邮件再次对邮件记录进行检索匹配,找到该邮件的转发记录,
    并对每次转发的收发件人以字典的形式进行统计记录,构造可视化展示所需要的数据;最
    后,以一个层叠树状图的形式展示邮件的转发路径呈现给用户并提供交互功能,如果某邮
    箱为最后一级接收者,则树形图的顶点为空心显示,如果该邮箱还将此邮件转发给了另外
    的一个或者几个邮箱,则代表该邮箱的树形图节点设为实心的;

    (5)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5,用于提取、分析并展示分布式
    拒绝服务攻击数据,具体为:

    1)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5从云存储资源池的相应位置中
    提取分布式拒绝服务攻击数据,采用哈希表进行存储,哈希表中关键字采用字符串形式,字
    符串由源IP、端口号以及根据用户设定的时间间隔所选取的时间签三项组成,这三项中任
    意一项新建元素出现不同时都要把新建元素插入到哈希表中,每一个元素在将来的图形化
    表示中都是一个节点,表示和被连接主机之间的关系,哈希表中关键字对应的值表示该次
    连接通信活动中的数据总量;

    2)计算所有节点的坐标值,进而将带有坐标信息的点进行绘制,并根据不同需求
    进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,其中绘制时遵循的原则为:主机节点和中
    心节点之间的连线表示在时间间隔内通信数据量的大小,按照一定系数进行映射,通信数
    据量用不同颜色表示,颜色为红色的表示通信数据量较大;主机节点由若干同心圆组成,颜
    色的对比强烈程度代表着该连接中涉及的端口数量。

    本实施例中利用可视化的技术,针对于网络安全检测系统中捕获到的网络中敏感
    信息类型以及传输情况等进行可视化的展示,从五个不同的角度对网络安全检测数据进行
    分析及展示,精确、全方位且方便管理人员做出相应的判断及决策;设置的分布式拒绝服务
    攻击数据分析与展示子???5能够对分布式拒绝服务攻击模式进行多维度显示,且根据不
    同需求进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,提高了用户交互的性能。

    优选地,所述信息预处理???包括数据降维单元21、数据识别单元22和数据分类
    单元23,具体为:

    (1)数据降维单元21,用于采用改进的主成分分析法消除原始信息数据间的的冗
    余,降低原始信息数据的维数,所述改进的主成分分析法为:

    1)提起要分析的N条原始信息数据,作为矩阵X=[x1,x2,…,xN],其中xi为第i条原
    始信息数据;

    2)求解N条原始信息数据的平均值:

    <mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

    3)求解N条原始信息数据的协方差矩阵A:

    <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </msup> </mrow>

    4)根据协方差矩阵A的特征值问题计算主成分元素:

    Aδi=μiδi

    其中μi,δi分别为A的特征值及对应的特征向量;

    5)根据给定的精度ρ,通过数值计算方法,求解前M个最大特征值:

    <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow>

    其中,M的取值范围为

    6)取前M个最大特征值及对应的特征向量,令

    Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)

    则有AΦ=ΦΓ;取m=6,

    7)计算低维向量组成的新矩阵Y=ΦTX;

    (2)数据识别单元22,用于对降低维数后的原始信息数据进行识别检测,去除不相
    关的信息数据,得到相关信息数据;

    (3)数据分类单元23,用于对相关信息数据按照数据类型进行分类。

    其中,所述数据识别单元22包括对分布式拒绝服务攻击数据进行识别,具体为:

    1)设降维后的K条原始信息数据矩阵为Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈
    X′,选择Db3小波作为分析小波,并选择最大分解尺度,对Y′运用分解算法进行小波分解得
    到小波系数矩阵,当j≤最大尺度时,从小波系数矩阵中提取高频系数,计算小系数的方差
    Ψ后,并根据[j,log2Ψ]拟合直线求得斜率k,从而求解出网络流量的自相似参数Hurst值
    H:

    H=(k-1)/2

    2)通过分析求得的不同时刻的Hurst变化值ΔH=Ht-Ht-1,设定门限值T,若ΔH>
    T,判定分布式拒绝服务攻击发生,保存对应的原始信息数据;若ΔH≤T,判定分布式拒绝服
    务攻击没有发出,去除对应的原始信息数据。

    其中,所述邮件的收发对应关系通过获取邮件的TCP连接方向得到,首先通过解析
    获得的网络数据包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列号的信息,并
    以四元组1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元组2:目的IP地址,目的端口,源
    IP地址,源端口,分别标示TCP连接的两个方向,然后将网络数据包的应用层数据根据序列
    号按序写入与TCP连接方向对应的日志文件中。

    其中,所述Table内容包括邮件ID、邮件标题、邮件时间、邮件始发人和邮件附件个
    数。

    本实施例中,在信息预处理???中设置数据降维单元21、数据识别单元22和数据
    分类单元23,对原始信息数据进行降维、识别和分类处理,从而实现将不同类型的数据存储
    在云存储资源池的不同位置中,利于信息分析与展示???对相应数据的提取,进一步提高
    了系统的运行速度;本实施例取值m=6,系统的运行速度提高了1.6%。

    应用场景4:

    如图1所示的一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的
    管式换热器,包括参数检测端600、主控制器100、通信协议???00、云网络300、冷却水进水
    调阀400和设备标示???00;所述参数检测端600用于检测管式换热器的冷却水进水温度、
    冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将
    检测到的数据发送主控制器100,主控制器100将所述数据通过通信协议???00上传至云
    网络300,由云网络300进行计算和储存;云网络300通过计算得到每个管式换热器的端差、
    换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器100向冷却水进水调阀400发
    送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。所述设备表示???00为每个管式换热器和
    传感器分配唯一的设备标示,并将接收到的数据按照设备标示进行分类储存。

    本发明实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换热
    效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    优选地,所述端差和换热效率的数值通过主控制器100发送至运行人员的显示屏
    中,同时当端差和换热效率超过阈值时向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。

    优选地,所述通信协议???00为无线232数据通信???。

    优选地,如图2所示,还包括安全可视化系统,用于对所述云网络进行可视化的安
    全监控,其包括依次连接的信息数据挖掘???、信息预处理???、信息存储???和信息
    分析与展示???;

    所述信息数据挖掘???,用于通过在局域网络中抓取网络数据包的方式获取原
    始信息数据,所述原始信息数据包括IP间敏感信息发送检测数据、邮件检测日志数据和分
    布式拒绝服务攻击数据三种数据类型;

    所述信息预处理???,用于对原始信息数据进行数据降维、识别和分类预处理;

    所述信息存储???,用于将预处理后的信息数据存储到云存储资源池相应的位
    置中;

    所述信息分析与展示???,用于实现信息的提取、分析和展示,其包括邮件往来
    关系分析展示子???1、日志次数分布分析展示子???2、IP间信息发送关系分析展示子
    ???3、敏感邮件转发路径分析与展示子???4和分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子
    ???5,具体为:

    (1)邮件往来关系分析展示子???1,用于对云存储资源池中存储的邮件检测日
    志数据进行提取、分析、处理,并展示某一指定时间段内检测到的敏感邮件往来关系;所述
    邮件往来关系分析展示子???1通过设计可选择日期的日历使用户能与界面进行交互,用
    户可任意选择要查看的时间段,具体执行以下操作:

    根据用户选择的时间段,系统对云存储资源池中的数据进行选取,选取到数据后
    以字典的形式对数据进行存储,经过对数据进行分析处理,根据敏感邮件的收发对应关系
    生成对应的矩阵数据模型;随后,通过和弦图的形式对所选择时间段内敏感邮件的收发关
    系进行可视化展示,各个不同邮箱分布在圆形的周围,在圆形外侧轮廓显示邮箱地址,如果
    不同的邮箱之间有着敏感信息的发送关系,便在两个邮箱之间做一条带状线条,线条粗的
    一方表示邮件的发送方,而线条细的一方表示邮件的接收方;

    (2)日志次数分布分析展示子???2,用于按照时间段以及检测到的日志数量进
    行分类和统计,并用树状图的形式表现出来,具体为:

    (2-1)将接收的日志数据集W按照时间段划分为n个时间子集,即W={W1,W2,…,
    Wj,…,Wn};

    (2-2)人为设定m个日志数量等级,将每个时间子集Wj划分m个等级子集,即W1j、
    W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范围为[4,8];

    (2-3)以日志数据集W为根,Wj为第一层节点,Wij为第二层节点构造树TW;

    (2-5)计算树TW中每个节点的量值,其中叶子节点的量值即为该数据元素的值,非
    叶子节点的量值等于其下层所有子节点的量值之和,至此日志数据集W构造成了一个树型
    数据结构;

    (2-6)将生成的树型数据结构映射为二维平面上的树状图;

    (3)IP间信息发送关系分析展示子???3,用于对位于云存储资源池相应位置的
    IP间敏感信息发送检测数据进行提取、分析、统计处理,通过可视化展示形式及界面交互展
    示一定时间段内不同的IP之间的敏感信息发送关联关系;所述IP间信息发送关系分析展示
    子???3采用时间段选择机制以及散点布局展示方式,用节点形式表示实体,线条表示实
    体之间的联系,用节点的大小来表示IP间信息发送关联关系的强弱程度,根据鼠标点击事
    件有选择性的进行层次展示;鼠标悬停在节点上会出现对应实体的详细信息,所述详细信
    息包括ID、发现时间,鼠标点击实体便会选择出与所选择节点有关联的所有IP,并只显示该
    子网络图,同时也以文字的形式展示出其发送信息的对应关系;同时设置有搜索机制,用户
    可以输入某一IP选择想要查看的IP关联信息;

    (4)敏感邮件转发路径分析与展示子???4,用于通过分析处理统计邮件检测日
    志数据中的检测数据以及邮件转发关系,展示某一特定邮件在不同的邮箱之间被转发的路
    径,具体为:

    首先,用户在搜索框内输入要搜索的邮件标题或者邮件标题所含的关键词,系统
    根据关键词对邮件记录数据中所有的邮件标题进行模糊匹配检索,若没有检索到与用户输
    入相匹配的邮件,则发送信息提醒用户重新输入;如果成功检索到相关记录,便将检索结果
    以Table内容的形式展示给用户,同时为每个邮件的标题添加Cl ick事件,用户点击目标邮
    件的标题,后台根据用户所选邮件再次对邮件记录进行检索匹配,找到该邮件的转发记录,
    并对每次转发的收发件人以字典的形式进行统计记录,构造可视化展示所需要的数据;最
    后,以一个层叠树状图的形式展示邮件的转发路径呈现给用户并提供交互功能,如果某邮
    箱为最后一级接收者,则树形图的顶点为空心显示,如果该邮箱还将此邮件转发给了另外
    的一个或者几个邮箱,则代表该邮箱的树形图节点设为实心的;

    (5)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5,用于提取、分析并展示分布式
    拒绝服务攻击数据,具体为:

    1)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5从云存储资源池的相应位置中
    提取分布式拒绝服务攻击数据,采用哈希表进行存储,哈希表中关键字采用字符串形式,字
    符串由源IP、端口号以及根据用户设定的时间间隔所选取的时间签三项组成,这三项中任
    意一项新建元素出现不同时都要把新建元素插入到哈希表中,每一个元素在将来的图形化
    表示中都是一个节点,表示和被连接主机之间的关系,哈希表中关键字对应的值表示该次
    连接通信活动中的数据总量;

    2)计算所有节点的坐标值,进而将带有坐标信息的点进行绘制,并根据不同需求
    进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,其中绘制时遵循的原则为:主机节点和中
    心节点之间的连线表示在时间间隔内通信数据量的大小,按照一定系数进行映射,通信数
    据量用不同颜色表示,颜色为红色的表示通信数据量较大;主机节点由若干同心圆组成,颜
    色的对比强烈程度代表着该连接中涉及的端口数量。

    本实施例中利用可视化的技术,针对于网络安全检测系统中捕获到的网络中敏感
    信息类型以及传输情况等进行可视化的展示,从五个不同的角度对网络安全检测数据进行
    分析及展示,精确、全方位且方便管理人员做出相应的判断及决策;设置的分布式拒绝服务
    攻击数据分析与展示子???5能够对分布式拒绝服务攻击模式进行多维度显示,且根据不
    同需求进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,提高了用户交互的性能。

    优选地,所述信息预处理???包括数据降维单元21、数据识别单元22和数据分类
    单元23,具体为:

    (1)数据降维单元21,用于采用改进的主成分分析法消除原始信息数据间的的冗
    余,降低原始信息数据的维数,所述改进的主成分分析法为:

    1)提起要分析的N条原始信息数据,作为矩阵X=[x1,x2,…,xN],其中xi为第i条原
    始信息数据;

    2)求解N条原始信息数据的平均值:

    <mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

    3)求解N条原始信息数据的协方差矩阵A:

    <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </msup> </mrow>

    4)根据协方差矩阵A的特征值问题计算主成分元素:

    Aδi=μiδi

    其中μi,δi分别为A的特征值及对应的特征向量;

    5)根据给定的精度ρ,通过数值计算方法,求解前M个最大特征值:

    <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow>

    其中,M的取值范围为

    6)取前M个最大特征值及对应的特征向量,令

    Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)

    则有AΦ=ΦΓ;取m=7,

    7)计算低维向量组成的新矩阵Y=ΦTX;

    (2)数据识别单元22,用于对降低维数后的原始信息数据进行识别检测,去除不相
    关的信息数据,得到相关信息数据;

    (3)数据分类单元23,用于对相关信息数据按照数据类型进行分类。

    其中,所述数据识别单元22包括对分布式拒绝服务攻击数据进行识别,具体为:

    1)设降维后的K条原始信息数据矩阵为Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈
    X′,选择Db3小波作为分析小波,并选择最大分解尺度,对Y′运用分解算法进行小波分解得
    到小波系数矩阵,当j≤最大尺度时,从小波系数矩阵中提取高频系数,计算小系数的方差
    Ψ后,并根据[j,log2Ψ]拟合直线求得斜率k,从而求解出网络流量的自相似参数Hurst值
    H:

    H=(k-1)/2

    2)通过分析求得的不同时刻的Hurst变化值ΔH=Ht-Ht-1,设定门限值T,若ΔH>
    T,判定分布式拒绝服务攻击发生,保存对应的原始信息数据;若ΔH≤T,判定分布式拒绝服
    务攻击没有发出,去除对应的原始信息数据。

    其中,所述邮件的收发对应关系通过获取邮件的TCP连接方向得到,首先通过解析
    获得的网络数据包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列号的信息,并
    以四元组1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元组2:目的IP地址,目的端口,源
    IP地址,源端口,分别标示TCP连接的两个方向,然后将网络数据包的应用层数据根据序列
    号按序写入与TCP连接方向对应的日志文件中。

    其中,所述Table内容包括邮件ID、邮件标题、邮件时间、邮件始发人和邮件附件个
    数。

    本实施例中,在信息预处理???中设置数据降维单元21、数据识别单元22和数据
    分类单元23,对原始信息数据进行降维、识别和分类处理,从而实现将不同类型的数据存储
    在云存储资源池的不同位置中,利于信息分析与展示???对相应数据的提取,进一步提高
    了系统的运行速度;本实施例取值m=7,系统的运行速度提高了1.5%。

    应用场景5:

    如图1所示的一种分布式管式换热器控制系统,用于检测和控制多个分散布置的
    管式换热器,包括参数检测端600、主控制器100、通信协议???00、云网络300、冷却水进水
    调阀400和设备标示???00;所述参数检测端600用于检测管式换热器的冷却水进水温度、
    冷却水出水温度、油侧进油温度、油侧出油温度、冷却水进水压力和冷却水出水压力,并将
    检测到的数据发送主控制器100,主控制器100将所述数据通过通信协议???00上传至云
    网络300,由云网络300进行计算和储存;云网络300通过计算得到每个管式换热器的端差、
    换热效率,以及油侧出油温度与设定值的差,并通过主控制器100向冷却水进水调阀400发
    送开大或者关小的命令,以调节油侧出油温度。所述设备表示???00为每个管式换热器和
    传感器分配唯一的设备标示,并将接收到的数据按照设备标示进行分类储存。

    本发明实现了管式换热器的云处理和储存,能实现温度的自动调节和端差、换热
    效率等控制,大大减轻了本地服务器的计算和储存量。

    优选地,所述端差和换热效率的数值通过主控制器100发送至运行人员的显示屏
    中,同时当端差和换热效率超过阈值时向运行人员发送管式换热器需要清洁的报警信号。

    优选地,所述通信协议???00为无线232数据通信???。

    优选地,如图2所示,还包括安全可视化系统,用于对所述云网络进行可视化的安
    全监控,其包括依次连接的信息数据挖掘???、信息预处理???、信息存储???和信息
    分析与展示???;

    所述信息数据挖掘???,用于通过在局域网络中抓取网络数据包的方式获取原
    始信息数据,所述原始信息数据包括IP间敏感信息发送检测数据、邮件检测日志数据和分
    布式拒绝服务攻击数据三种数据类型;

    所述信息预处理???,用于对原始信息数据进行数据降维、识别和分类预处理;

    所述信息存储???,用于将预处理后的信息数据存储到云存储资源池相应的位
    置中;

    所述信息分析与展示???,用于实现信息的提取、分析和展示,其包括邮件往来
    关系分析展示子???1、日志次数分布分析展示子???2、IP间信息发送关系分析展示子
    ???3、敏感邮件转发路径分析与展示子???4和分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子
    ???5,具体为:

    (1)邮件往来关系分析展示子???1,用于对云存储资源池中存储的邮件检测日
    志数据进行提取、分析、处理,并展示某一指定时间段内检测到的敏感邮件往来关系;所述
    邮件往来关系分析展示子???1通过设计可选择日期的日历使用户能与界面进行交互,用
    户可任意选择要查看的时间段,具体执行以下操作:

    根据用户选择的时间段,系统对云存储资源池中的数据进行选取,选取到数据后
    以字典的形式对数据进行存储,经过对数据进行分析处理,根据敏感邮件的收发对应关系
    生成对应的矩阵数据模型;随后,通过和弦图的形式对所选择时间段内敏感邮件的收发关
    系进行可视化展示,各个不同邮箱分布在圆形的周围,在圆形外侧轮廓显示邮箱地址,如果
    不同的邮箱之间有着敏感信息的发送关系,便在两个邮箱之间做一条带状线条,线条粗的
    一方表示邮件的发送方,而线条细的一方表示邮件的接收方;

    (2)日志次数分布分析展示子???2,用于按照时间段以及检测到的日志数量进
    行分类和统计,并用树状图的形式表现出来,具体为:

    (2-1)将接收的日志数据集W按照时间段划分为n个时间子集,即W={W1,W2,…,
    Wj,…,Wn};

    (2-2)人为设定m个日志数量等级,将每个时间子集Wj划分m个等级子集,即W1j、
    W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范围为[4,8];

    (2-3)以日志数据集W为根,Wj为第一层节点,Wij为第二层节点构造树TW;

    (2-5)计算树TW中每个节点的量值,其中叶子节点的量值即为该数据元素的值,非
    叶子节点的量值等于其下层所有子节点的量值之和,至此日志数据集W构造成了一个树型
    数据结构;

    (2-6)将生成的树型数据结构映射为二维平面上的树状图;

    (3)IP间信息发送关系分析展示子???3,用于对位于云存储资源池相应位置的
    IP间敏感信息发送检测数据进行提取、分析、统计处理,通过可视化展示形式及界面交互展
    示一定时间段内不同的IP之间的敏感信息发送关联关系;所述IP间信息发送关系分析展示
    子???3采用时间段选择机制以及散点布局展示方式,用节点形式表示实体,线条表示实
    体之间的联系,用节点的大小来表示IP间信息发送关联关系的强弱程度,根据鼠标点击事
    件有选择性的进行层次展示;鼠标悬停在节点上会出现对应实体的详细信息,所述详细信
    息包括ID、发现时间,鼠标点击实体便会选择出与所选择节点有关联的所有IP,并只显示该
    子网络图,同时也以文字的形式展示出其发送信息的对应关系;同时设置有搜索机制,用户
    可以输入某一IP选择想要查看的IP关联信息;

    (4)敏感邮件转发路径分析与展示子???4,用于通过分析处理统计邮件检测日
    志数据中的检测数据以及邮件转发关系,展示某一特定邮件在不同的邮箱之间被转发的路
    径,具体为:

    首先,用户在搜索框内输入要搜索的邮件标题或者邮件标题所含的关键词,系统
    根据关键词对邮件记录数据中所有的邮件标题进行模糊匹配检索,若没有检索到与用户输
    入相匹配的邮件,则发送信息提醒用户重新输入;如果成功检索到相关记录,便将检索结果
    以Table内容的形式展示给用户,同时为每个邮件的标题添加Cl ick事件,用户点击目标邮
    件的标题,后台根据用户所选邮件再次对邮件记录进行检索匹配,找到该邮件的转发记录,
    并对每次转发的收发件人以字典的形式进行统计记录,构造可视化展示所需要的数据;最
    后,以一个层叠树状图的形式展示邮件的转发路径呈现给用户并提供交互功能,如果某邮
    箱为最后一级接收者,则树形图的顶点为空心显示,如果该邮箱还将此邮件转发给了另外
    的一个或者几个邮箱,则代表该邮箱的树形图节点设为实心的;

    (5)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5,用于提取、分析并展示分布式
    拒绝服务攻击数据,具体为:

    1)分布式拒绝服务攻击数据分析与展示子???5从云存储资源池的相应位置中
    提取分布式拒绝服务攻击数据,采用哈希表进行存储,哈希表中关键字采用字符串形式,字
    符串由源IP、端口号以及根据用户设定的时间间隔所选取的时间签三项组成,这三项中任
    意一项新建元素出现不同时都要把新建元素插入到哈希表中,每一个元素在将来的图形化
    表示中都是一个节点,表示和被连接主机之间的关系,哈希表中关键字对应的值表示该次
    连接通信活动中的数据总量;

    2)计算所有节点的坐标值,进而将带有坐标信息的点进行绘制,并根据不同需求
    进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,其中绘制时遵循的原则为:主机节点和中
    心节点之间的连线表示在时间间隔内通信数据量的大小,按照一定系数进行映射,通信数
    据量用不同颜色表示,颜色为红色的表示通信数据量较大;主机节点由若干同心圆组成,颜
    色的对比强烈程度代表着该连接中涉及的端口数量。

    本实施例中利用可视化的技术,针对于网络安全检测系统中捕获到的网络中敏感
    信息类型以及传输情况等进行可视化的展示,从五个不同的角度对网络安全检测数据进行
    分析及展示,精确、全方位且方便管理人员做出相应的判断及决策;设置的分布式拒绝服务
    攻击数据分析与展示子???5能够对分布式拒绝服务攻击模式进行多维度显示,且根据不
    同需求进行时间间隔、图形显示的单位半径参数的调整,提高了用户交互的性能。

    优选地,所述信息预处理???包括数据降维单元21、数据识别单元22和数据分类
    单元23,具体为:

    (1)数据降维单元21,用于采用改进的主成分分析法消除原始信息数据间的的冗
    余,降低原始信息数据的维数,所述改进的主成分分析法为:

    1)提起要分析的N条原始信息数据,作为矩阵X=[x1,x2,…,xN],其中xi为第i条原
    始信息数据;

    2)求解N条原始信息数据的平均值:

    <mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

    3)求解N条原始信息数据的协方差矩阵A:

    <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>x</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </msup> </mrow>

    4)根据协方差矩阵A的特征值问题计算主成分元素:

    Aδi=μiδi

    其中μi,δi分别为A的特征值及对应的特征向量;

    5)根据给定的精度ρ,通过数值计算方法,求解前M个最大特征值:

    <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow>

    其中,M的取值范围为

    6)取前M个最大特征值及对应的特征向量,令

    Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)

    则有AΦ=ΦΓ;取m=8,

    7)计算低维向量组成的新矩阵Y=ΦTX;

    (2)数据识别单元22,用于对降低维数后的原始信息数据进行识别检测,去除不相
    关的信息数据,得到相关信息数据;

    (3)数据分类单元23,用于对相关信息数据按照数据类型进行分类。

    其中,所述数据识别单元22包括对分布式拒绝服务攻击数据进行识别,具体为:

    1)设降维后的K条原始信息数据矩阵为Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈
    X′,选择Db3小波作为分析小波,并选择最大分解尺度,对Y′运用分解算法进行小波分解得
    到小波系数矩阵,当j≤最大尺度时,从小波系数矩阵中提取高频系数,计算小系数的方差
    Ψ后,并根据[j,log2Ψ]拟合直线求得斜率k,从而求解出网络流量的自相似参数Hurst值
    H:

    H=(k-1)/2

    2)通过分析求得的不同时刻的Hurst变化值ΔH=Ht-Ht-1,设定门限值T,若ΔH>
    T,判定分布式拒绝服务攻击发生,保存对应的原始信息数据;若ΔH≤T,判定分布式拒绝服
    务攻击没有发出,去除对应的原始信息数据。

    其中,所述邮件的收发对应关系通过获取邮件的TCP连接方向得到,首先通过解析
    获得的网络数据包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列号的信息,并
    以四元组1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元组2:目的IP地址,目的端口,源
    IP地址,源端口,分别标示TCP连接的两个方向,然后将网络数据包的应用层数据根据序列
    号按序写入与TCP连接方向对应的日志文件中。

    其中,所述Table内容包括邮件ID、邮件标题、邮件时间、邮件始发人和邮件附件个
    数。

    本实施例中,在信息预处理???中设置数据降维单元21、数据识别单元22和数据
    分类单元23,对原始信息数据进行降维、识别和分类处理,从而实现将不同类型的数据存储
    在云存储资源池的不同位置中,利于信息分析与展示???对相应数据的提取,进一步提高
    了系统的运行速度;本实施例取值m=8,系统的运行速度提高了1.4%。

    以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技
    术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修
    改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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    本文标题:一种分布式管式换热器控制系统.pdf
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