[发明专利]带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法

说明书

带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法，具体步骤如下：S1：定义指控网络中节点的初始负载和容量；S2：用指控网络失效节点负载重分配方法使网络中所有完好节点的负载发生一次更新；S3：衡量指挥控制网络的级联抗毁性能；S4：建立指挥控制网络级联失效模型。S5：根据建立的级联失效模型调节模型中的参数，采用提出的级联抗毁性测度评估指挥控制网络抗毁性，使得指控网络级联抗毁性达到最优。该方法结合了指控网路层级结构，考虑了指控网络中严格的隶属关系，更能有效和准确反映指控网络级联失效的内在机理和外在行为。

技术领域

本发明属于军事指挥与控制学领域，具体说是一种带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法。

背景技术

随着信息化战争的不断演变，指挥控制网络作为信息化战争体系与体系对抗的神经中枢，不仅成为我方取得战争胜利的关键，也成为敌方攻击的首要目标。为适应信息化作战需求，指挥控制网络将各级各类指挥控制节点连接成纵向一体化贯通、横向互联互通的复杂网络。指控网络表现出结构无标度性、负载分布层次性、节点重要度差异性大等特点，指控网络的复杂性也增加了网络的脆弱性，网络的局域节点随机失效或受到攻击后，由于级联机制的作用可能对整个网络产生较大影响，甚至导致全网崩溃。因此，为提高指控网络的抗毁性，级联失效成为网络科学研究的重点。但是，目前已有的关于复杂网络级联失效模型存在一定的局限性，难以有效分析指控网络抗毁性的问题。

复杂网络级联失效重点研究级联失效模型，包括初始负载与容量分配、失效节点负载重分配策略和网络级联抗毁评估等。节点初始负载的定义是基于节点重要度的，现有初始负载定义方法主要采用节点的度、介数或者其函数形式表示。关于失效节点负载重分配策略的问题，目前采用的普遍策略是按照一定的择优原则按照比例将失效节点的负载分配给邻居节点，例如基于节点的度或介数，邻居节点初始容量或者节点空闲容量来分配失效节点的负载。现有关于指控网络级联失效模型均未考虑指控网络严格层级特性，存在以下两点不足：一是指控网络的层级特性使得顶层的指挥节点处于最重要的地位，但其度不一定最大，且最底层的叶子节点介数为零，单纯以节点度、介数或者其函数形式定义节点初始负载不能准确反映指控网络中节点的重要性；二是指控网络存在按级指挥、越级指挥和协同指挥等多种指挥关系，每个节点都有其组织地位，低层级的指挥节点可能无法承担高层级节点的负荷或者职能，常规负载分配策略难以适用于指控网络。评估级联失效对网络造成的损坏程度是分析级联失效的重要环节之一，目前用于评价级联失效抗毁性的指标主要有故障规模(又叫节点故障率)、节点存活率(又叫节点失效比例)、网络连通系数、标准化崩塌规模等。然而上述评估指标都只从网络中节点存活个数的角度来评估网络抗级联失效的能力，没有深入研究每次级联失效结束后网络各个节点还能承受负载的能力。

发明内容

鉴于现有网络级联失效模型没有考虑层级结构特性难以有效分析指控网络抗毁性的问题，已有级联失效模型不能直接应用于指控网络；故，本申请提出一种带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法，该方法结合了指控网路层级结构，考虑了指控网络中严格的隶属关系，更能有效和准确反映指控网络级联失效的内在机理和外在行为。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法，具体步骤如下：

S1：定义指控网络中节点的初始负载和容量；

S2：用指控网络失效节点负载重分配方法使网络中所有完好节点的负载发生一次更新；

S3：衡量指挥控制网络的级联抗毁性能；

S4：建立指挥控制网络级联失效模型。

进一步的，上述方法还包括：

S5：根据建立的级联失效模型调节模型中的参数，采用提出的级联抗毁性测度评估指挥控制网络抗毁性，使得指控网络级联抗毁性达到最优。