2025年(工业互联网工程)对应科目试题及答案

2025年(工业互联网工程)对应科目试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在TSN（TimeSensitiveNetworking）协议族中，负责为数据流提供严格时隙调度保障的子标准是A.IEEE802.1QbvB.IEEE802.1QccC.IEEE802.1CBD.IEEE802.1AS答案：A解析：IEEE802.1Qbv通过门控调度机制为时间敏感流分配固定时隙，确保端到端时延确定性；Qcc为集中式用户配置，CB为帧复制与消除，AS为时间同步。2.OPCUAPubSub模型在UDP上传输时，默认使用的数据编码格式为A.XMLB.JSONC.UADP（UADatagramPacket）D.MQTT答案：C解析：PubSubUDP映射采用二进制UADP编码，降低报文尺寸；XML/JSON用于TCP，MQTT为Broker模式。3.某工厂OT域采用PROFINETIRT，环网冗余协议最宜选用A.RSTPB.MRP（MediaRedundancyProtocol）C.PRP（ParallelRedundancyProtocol）D.HSR（HighavailabilitySeamlessRedundancy）答案：B解析：MRP专为PROFINET设计，切换时间<200ms，兼容IRT；PRP/HSR需双网并行，成本高。4.在IEC6178433标准中，定义安全现场总线级别为SIL3的协议是A.PROFIsafeB.CIPSafetyC.SafetyBridgeD.CCLinkSafety答案：A解析：PROFIsafe基于PROFIBUS/PROFINET，满足IEC61508SIL3；CIPSafety用于EtherNet/IP，SafetyBridge为菲尼克斯私有，CCLinkSafety为三菱。5.工业5GuRLLC场景下，为降低空口时延，以下哪项参数配置最合理A.子载波间隔15kHz，时隙配比DL:UL=4:1B.子载波间隔30kHz，时隙配比DL:UL=3:2C.子载波间隔60kHz，时隙配比DL:UL=1:4D.子载波间隔120kHz，时隙配比DL:UL=0:1答案：C解析：60kHz子载波使符号长度缩短，时隙配比1:4增加上行授权，降低RTT至5ms内；120kHz虽更短但覆盖差。6.数字孪生模型与物理实体间同步频率由以下哪项指标直接决定A.模型精度B.数据新鲜度（DataFreshness）C.模型分辨率D.模型轻量化程度答案：B解析：数据新鲜度=采集时戳当前时戳，直接决定同步频率；精度与分辨率属空间维度，轻量化影响加载速度。7.在ModbusTCP报文中，功能码0x10对应操作A.读保持寄存器B.写单个寄存器C.写多个寄存器D.读输入寄存器答案：C解析：0x10（十进制16）为“WriteMultipleRegisters”；0x03读保持，0x06写单个，0x04读输入。8.工业防火墙“白名单+深度学习”双引擎中，深度学习模块主要解决A.零日漏洞利用B.白名单配置复杂C.固件完整性校验D.报文重放攻击答案：A解析：白名单无法覆盖未知漏洞特征，深度学习通过流量异常检测发现零日；配置复杂属运维问题，完整性用哈希，重放用时戳。9.边缘计算参考架构3.0中，模型管理组件位于A.设备边缘B.网络边缘C.云边缘D.现场边缘答案：C解析：云边缘（CloudEdge）提供模型训练、版本管理与灰度发布；设备边缘负责推理，网络边缘做聚合，现场边缘即网关。10.某IIoT平台采用Kafka作为消息总线，为降低百万级传感器回传时的磁盘压力，应优先调整A.batch.sizeB.linger.msC.compression.typeD.acks答案：C解析：compression.type=lz4/snappy可压缩80%数据量，显著降低磁盘IO；batch.size与linger.ms优化吞吐，acks保证可靠性。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列哪些技术组合可实现端到端确定性网络（DetNet）A.802.1Qbv+802.1QciB.802.1CB+802.1ASC.RSVPTE+MPLSTED.5GTSNTranslator+UPF答案：A、B、D解析：Qbv时隙、Qci流量整形、CB冗余、AS同步属TSN核心；RSVPTE为传统IP，不保证确定性；5GTSNTranslator实现空口与TSN互通。12.工业SDN控制器南向接口可支持A.OpenFlow1.3B.NETCONFC.P4RuntimeD.OPCUA答案：A、B、C解析：OpenFlow、NETCONF、P4Runtime为SDN南向标准；OPCUA用于数据层，非网络配置。13.以下哪些算法适用于工业视觉缺陷检测的小样本场景A.YOLOv8B.TransferLearning+ResNet50C.FewshotSegmentation(PANet)D.AutoencoderbasedAnomalyDetection答案：B、C、D解析：小样本下YOLO需大量标注，迁移、Fewshot、自编码器可缓解；PANet为原型网络，适合缺陷分割。14.在IEC6244333中，关于“安全审计”要求包括A.审计日志完整性校验B.审计日志可读性C.审计日志可用性（≥6个月）D.审计日志实时上链答案：A、B、C解析：标准规定完整性、可读性、可用性，未强制区块链；实时上链属扩展方案。15.采用eMMC作为工业网关本地存储时，可延长寿命的策略有A.启用磨损均衡（WearLeveling）B.分区只读挂载/usrC.定期fstrimD.采用F2FS文件系统答案：A、B、C、D解析：磨损均衡与trim减少擦写；只读分区降低写入；F2FS针对闪存优化，顺序写提升寿命。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.OPCUAClientServer模式支持订阅/通知机制。答案：√解析：OPCUA1.04定义订阅/通知，Client可创建Subscription，Server推送DataChange。17.PROFINETRT无需硬件时间戳即可实现<1ms抖动。答案：√解析：RT基于以太网优先级队列，无需IEEE1588，抖动约0.5ms；IRT才需硬件时间戳。18.在MQTT5.0中，Broker可返回原因码0x04表示“未授权”。答案：√解析：0x04=NotAuthorized，属CONNACK/SUBACK/UNSUBACK原因码之一。19.工业防火墙“透明代理”模式需修改现场设备IP地址。答案：×解析：透明代理（Layer2Bridge）无需改IP，仅串接交换机。20.5G网络切片SNSSAI由PLMN+SliceDifferentiator共32bit组成。答案：×解析：SNSSAI=Slice/Servicetype(8bit)+SD(24bit)，共32bit，但PLMN额外占48bit。21.时序数据库InfluxDB的TagField支持float、int、string、boolean四种类型。答案：×解析：Tag仅string，Field才支持四种。22.在Kubernetes边缘部署中，KubeEdge通过EdgeMesh实现节点间P2P通信。答案：√解析：EdgeMesh基于LibP2P，实现去中心化服务发现。23.工业AI模型采用TensorRT加速后，精度必然下降。答案：×解析：TensorRT支持FP32/FP16/INT8，FP16几乎无损，INT8需校准但可控制在1%内。24.安全启动（SecureBoot）仅验证Bootloader签名，不验证内核。答案：×解析：UEFISecureBoot链式验证Bootloader→Kernel→Driver，全部签名。25.在IEC611313标准中，ST语言支持面向对象编程（CLASS）。答案：√解析：第三版扩展CLASS、METHOD、INTERFACE，支持OOP。四、填空题（每空2分，共20分）26.OPCUAPubSuboverTSN中，UADP帧头“PayloadHeader”字段的“DataSetMessageSequenceNumber”长度为________字节，用于________。答案：2；检测丢包与重排序解析：SequenceNumber16bit，接收端可识别丢包并触发重传请求。27.PROFINETIRT帧中，FrameID=0x8000表示该帧为________周期数据，由________控制器发出。答案：Phase1；IRT解析：0x80000x801F保留给Phase1周期，0x80200x803F给Phase2。28.工业5GR16引入________技术，将空口时延从20ms降至________ms以内。答案：URLLC；5解析：URLLC通过Minislot、Grantfree等实现1ms空口时延，端到端5ms。29.在IEC61499功能块中，________接口用于事件触发，________接口用于数据传递。答案：EVENT；DATA解析：EVENT输入输出脚触发执行，DATA脚携带变量。30.采用EtherCAT分布式时钟（DC）时，主站首先广播________报文，完成初始偏移测量，随后周期发送________报文进行漂移补偿。答案：ARMW；SYNC解析：ARMW（APWR+ARMW）读写从站寄存器，测量通道延迟；SYNC周期广播。31.工业AI相机采用________色温LED补光，可抑制________反射，提升金属表面缺陷识别率。答案：6000K；镜面解析：6000K白光含蓝光成分，入射角55°可形成偏振差，抑制镜面高光。32.在Kubernetes中，________资源对象用于定义边缘节点拓扑，________用于将Pod绑定到指定边缘节点。答案：NodePool；nodeName解析：KubeEdge扩展NodePool管理边缘分组，nodeName字段强制调度。33.工业时序数据库采用________压缩算法，可将float64类型数据压缩至________字节/点。答案：Gorilla；1.37解析：Gorilla通过XOR差值压缩，平均1.37字节，Facebook2015论文验证。五、简答题（每题8分，共24分）34.说明TSN与5GTSNTranslator协同实现“异地同步运动控制”的端到端流程，并给出时延预算分解。答案：流程：1)控制器（北京）生成周期1ms的位置指令，经TSN网卡打IEEE802.1AS时间戳T1；2)报文经企业TSN环网（Qbv时隙），有线时延≤80μs；3)到达5GTSNTranslator，转换gPTP→5GNR时间同步，映射UplinkGrantfree资源，空口时延≤1ms；4)南京工厂边缘UPF本地分流，经TSN桥接至伺服驱动器，有线时延≤120μs；5)驱动器反馈位置，反向路径相同。时延预算：控制器处理50μs+北京TSN80μs+Translator缓冲200μs+空口1ms+UPF转发50μs+南京TSN120μs+驱动器处理100μs=1.6ms<2ms周期，满足同步运动要求。解析：关键在于Translator的gPTP转换与5G空口Minislot调度，保证确定性。35.某炼化企业欲在防爆区部署无线温度监测，需满足ExdIICT6防爆等级、电池续航≥5年、测量精度±0.1℃。请给出完整技术方案，含传感器选型、网络协议、供电与天线设计。答案：传感器：1)选用RTDPt1000A级，ΔT=±(0.15+0.002|t|)，40~150℃内±0.1℃满足；2)信号链：24bitΔΣADC（ADS1220），激励电流200μA，1s采样，平均功耗45μA；3)MCU：nRF52840，带BLE5.0LongRange（125kbps），发射电流5.3mA@8dBm，休眠1.5μA；4)防爆壳：ExdIICT6铝合金，IP66，内部灌封，电池仓独立隔爆；5)电池：ER346153.6V19Ah，理论续航19Ah/(45+5.3×0.01×24×365×0.001)≈10年；网络：1)协议：BLE5.0LongRange+Mesh，采用非连接模式（NonConnectableADV），ADV间隔1s，信道37/38/39跳频；2)网关：ExdIICT6防爆箱内安装，外置5dBi全向天线，接收灵敏度97dBm，覆盖半径300m；3)上行：网关通过RS485ModbusRTU接入DCS，或4GCat1备份；天线：1)内置陶瓷天线，增益2dBi，经同轴馈线引至防爆壳外置N头，满足VSWR<2；2)天线与壳体间采用防爆格兰头，隔爆面长度≥25mm，间隙≤0.1mm；解析：BLELongRange在125kbps下链路预算达130dB，穿透金属管廊；低占空比+防爆设计满足5年续航与IICT6要求。36.解释“工业零信任架构”中“动态信任评估引擎”如何利用多源数据对机器人运维场景进行实时决策，并给出算法伪代码。答案：多源数据：1)网络：交换机NetFlow，含源IP、端口、包长、协议；2)身份：机器人证书（x.509）+私钥证明；3)行为：ROS节点话题频率、CPU/内存、电机电流；4)环境：视觉SLAM定位偏差、激光雷达异物；5)威胁情报：CVE2023机器人控制器漏洞。决策流程：1)特征提取：NetFlow→会话图，ROS→话题图，形成异构图G=(V,E)；2)图神经网络（GNN）前向传播，输出节点风险评分r_v∈[0,1]；3)强化学习（PPO）策略π(a|s)，动作a∈{允许,限速,隔离,告警}；4)奖励R=−10×FalsePositive−100×FalseNegative+1×TruePositive；伪代码：```fortin1…T:obs=get_obs(netflow,ros,cert,cve)g=build_hetero_graph(obs)r=GNN(g)a=π.sample(r)execute(a)r_t=get_reward()π.update(r_t)```解析：GNN融合多模态，PPO在线学习，实现分钟级自适应，误报率<1%。六、综合设计题（11分）37.某汽车焊装车间有200台伺服焊枪，原采用PROFIBUSDP，现需升级为“TSN+OPCUAPubSub”确定性网络，同时保留原有I/O，预算300万元，停机窗口72小时。请给出：1)网络拓扑图（文字描述）；2)升级步骤与风险清