[发明专利]基于多属性加权的指挥控制网络建模方法

说明书

技术领域

本发明属于指挥控制领域，具体说是一种基于多属性加权的指挥控制网络建模方法。

背景技术

信息化条件下的指控网络是以物理通信网络为基础的各种非线性逻辑交互关系组成的网络结构，同时网络结构具有非线性、层次性以及自适应等复杂网络特征，这对指控网络中实体间的关系描述、指控网络建模提出了更高的要求。

指控网络建模研究主要包括：指控网络复杂性实证分析、指控网络模型描述及模型演化等几方面。通过指控网络建模，建立了指控网络的边连接关系。网络中节点的连接有自身属性，网络属性研究，节点的属性为指控网络建模提供重要依据。

在节点属性方面，姜志鹏认为网络结构相同的节点处于不同的任务中，重要度不也不尽相同。同时也没有考虑作战节点自身属性存在的差异，体现在整个网络有不同属性的重要度。指控网络的节点连接关系，能够反映了节点自身属性、网络属性，为节点重要度的判断提供重要依据。王洁等人定义复杂信息的拓扑结构和基于节点连接度、介数特性的节点结构重要度，在此基础上提出了基于脆弱性权值的复杂信息系统节点重要度评估混合模型及算法。但是文中没有考虑节点的自身属性特性。李楷等认为度中心性为典型的局部信息判据，不能从网络全局信息层次来分析节点重要程度，介数中心性是基于网络全局信息的。王小光等认为介数仅体现出对最短路数目的占有程度，并未反应出距离、拓扑结构等其它属性。因此就通过介数描述重要度是片面的，必须在拓扑结构的基础上加入重要度影响传播，实现全面、客观的描述。张喜平等引入m阶邻居节点的概念，提出一种复杂网络节点重要度评价方法并建立具有普适性的评价模型。该模型考虑了节点自身属性及m阶邻居节点的属性对节点重要度的贡献。文中没有考虑节点网络属性。张强等从指控网络静态隶属连接和动态交互连接出发建立了网络描述模型，网络边连接策略考虑节点自身属性和网络属性，但网络属性只考虑了节点度，该策略存在仅能体现网络的局部信息，难以反映度数不高但对网络影响较大的节点贡献。王运明等提出的指控网络模型边连接策略考虑了节点自身属性和网络属性，但网络属性只考虑了介数来表征负载能力，忽略了模型中边扩展所带来的缺点，难以反映指控网络局部特性。

现有基于指控网络模型中的边连接方法仅能反映局部网络节点的重要性、且仅注重网络连通性难以很好体现网络局部特征的不足，大多数指控网络模型中网络边连接策略考虑节点自身属性和网络属性，但网络属性只考虑了节点度，该策略存在仅能体现网络的局部信息，难以反映度数不高但对网络影响较大的节点贡献，网络属性只考虑了介数来表征负载能力，忽略了模型中边扩展所带来的缺点，难以反映指控网络局部特性，同时边连接策略考虑了网络局部、网络全局特征对节点重要性的影响，但缺乏进一步的仿真分析，无法真实准确描述指控网络的结构特性。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提出一种基于多属性加权的指挥控制网络建模方法，充分考虑了网络局部、网络全局特征表达节点的网络属性，在与自身属性加权结合下，来表征网络的连接特性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：基于多属性加权的指挥控制网络建模方法，具体是：在树状网络结构的基础上增加新边，其边连接策略算法如下：

①给定指控网的指控层次数为D，每节点指控跨度为S，所述指控跨度是指直接下级节点个数；

②生成最高指挥节点，置层次号d＝1；

③置层次号d＝d+1，按照跨度S生成第d层，该层中S个直接下级节点与上级节点连边；

④重复步骤③，直接d＝D，生成树状网络；

⑤根据指控节点自身属性生成指控能力矩阵、节点任务相关属性矩阵、空间距离矩阵；

⑥除末端节点外在所有指控节点中以随机选择一个节点，该节点动态连接另一节点：动态连接后更新指控网络邻接矩阵中元素值；

⑦循环⑤-⑥步，生成指挥控制网络模型。

优选的，指控能力矩阵、节点任务相关属性矩阵是在[0，1]之间根据层级和隶属关系均匀随机生成的；空间距离矩阵是根据欧式距离公式计算得到。

优选的，判断是否能动态连接的步骤是：

A：先计算边连接策略概率；

B：定义一个连接概率，用来判断节点是否能与其它节点相连：若所要连接节点的边连接策略概率小于连接概率，则可以连接，反之，则不连。

优选的，计算边连接策略概率采用如下公式：

p＝α₁p₁+α₂p₂