NeFut Logo NeFut
EN 管理员登录

[AI学术] 基于物理约束的数字孪生用于城市行人流传感完整性:具备共形保证的隐蔽假数据注入检测

发布于:2026-09-17 22:00 最后更新:2026-09-18 00:46
#algorithm #Machine Learning #optimization

城市行人计数系统已成为经济指标、规划决策和安全运营的重要数据来源,但现有的数字孪生模型往往把实时计数视为真实值。本文研究当计数被篡改时的后果,并在城市尺度上形式化隐蔽假数据注入(FDI)问题。与电力和水务网络不同,行人流的潜在状态到观测的映射高度秩亏,导致传统隐蔽性分析难以直接迁移。我们构建的孪生模型在行人街道图上估计有向流量,通过学习的图局部增益将计数同化,并利用流守恒残差将有计量段与无计量段耦合。检测机制将创新(innovation)与守恒残差相结合,阈值通过自适应共形校准自动设定,无需人工调参。为量化物理约束的收益,我们定义了攻击边际(attack margin),即在白盒对手直接通过孪生模型优化注入时,估计流场最坏情况误差的相对降低。基于六年墨尔本数据实验显示,单个设备被攻破时攻击边际可达 0.54;当三分之一设备受损时降至 0.19,而仅有 1.18% 可计量路段的网络仍保持一定鲁棒性。若将街道图替换为距离图,边际骤降至 0.09,表明守恒律而非局部性是主要贡献来源。

点评

原文链接: https://arxiv.org/abs/2609.17635

[h] 返回首页