缓解交通信号系统中的拥堵现象

《ACM Transactions on Cyber-Physical Systems》：Alleviating Congestion Attacks on Traffic Signal Systems

针对智能交通系统中的优先级信号应用（PPSA）拥堵攻击问题，提出基于白名单的流量过滤机制和实时监控框架，确保合法优先请求并评估服务率，提升系统安全性和可持续性。

　　

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摘要

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本研究针对优先级和抢占信号应用（PPSA）中的拥塞攻击问题进行了探讨，这是协作式智能交通系统（C-ITS）的一个重要变体。在PPSA中，公交车和救护车等优先级车辆可以请求调整交通信号以减少行驶时间。这些系统依赖于车对一切（V2X）通信，这使得它们容易受到拥塞攻击。当受到攻击时，车辆与基础设施之间的信息交换会中断，从而导致交通拥堵和安全隐患。然而，现有的解决方案并未从系统层面和PPSA的特定背景下解决这些问题。我们的提案提出了一个软件框架，旨在提高拥塞攻击期间的系统可持续性和安全性。具体来说，该框架引入了一种基于白名单的交通过滤机制，确保只有合法的优先级请求才能被处理，从而维护系统的可持续性。此外，还有一种监控机制在运行时评估PPSA的服务速率，以识别和解决由于服务速率不足而可能引发的安全风险。我们还分析了基于机器学习的防御方法的局限性，并指出了由于误报导致的服务不可用性风险。我们认为，这项研究有助于开发安全可靠的智能城市交通管理系统。

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