[發明專利]基于作戰鏈路熵的指控網絡抗毀測度方法

在審

• 申請號: 201710157663.8
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106953754A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 潘成勝;陳思;陳波;陳小雙;王運明;張多平
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/715;H04L12/721
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

技術領域

本發明屬于軍事指揮與控制學領域，具體說是一種基于作戰鏈路熵的指控網絡抗毀測度方法。

背景技術

指控網絡是現代戰爭信息傳輸的載體，是一體化聯合作戰的基礎，是確保各系統互聯、互通和互操作的基礎網絡。在信息化戰爭中，指控網絡作為奪取信息優勢進而轉化為決策和行動優勢的基礎，是連接預警探測、指揮控制和火力打擊等系統的紐帶，也是各作戰要素充分發揮作戰效能、同步遂行作戰任務的重要保障。然而，信息時代指揮控制系統的結構和功能越來越復雜，對其進行直接研究顯得越發困難。常規網絡抗毀性測度方法主要集中于圖論和統計物理理論兩個方面。

基于圖論的抗毀性研究利用連通度、堅韌度、完整度、粘連度、離散度、核度等測度分析，這些測度精確較高但計算復雜度是NP問題，難以適用于大規模的指控網絡。基于統計物理的抗毀性研究通過對復雜網絡進行多次仿真，觀察節點或邊移除過程中網絡性能的變化來刻畫網絡的抗毀性，主要從網絡結構魯棒性方面進行性能評估。評價指標主要包括最大聯通子圖、代數連通度、自然連通度、網絡結構熵等。這些指標雖能在一定程度上能夠測評指控網絡的抗毀性，但缺少指控網絡的結構層級性、負載非均勻性等特點的分析不能準確評估指控網絡的抗毀性。

鑒于上述基于圖論和統計物理理論兩個方面的網絡抗毀性測度不能適用指控網絡的問題，所以，有必要提出一種新的適用于指控網絡抗毀性測度，以加強指控網絡的抗毀性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明通過深入分析指控網絡的結構和功能特性，根據復雜網絡理論和OODA作戰理論，引入了作戰鏈路熵的概念，給出了作戰鏈路熵的計算方法，提出了基于作戰鏈路熵的抗毀性測度，從網絡結構魯棒性角度分析網絡的抗毀性。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：基于作戰鏈路熵的指控網絡抗毀測度方法,具體步驟如下：

步驟一：將作戰節點分為感知節點、指控節點和火力打擊節點三類；

步驟二：統計作戰鏈路總條數：所有感知節點到所有火力打擊節點之間的最短路徑總條數；

步驟三：計算感知節點到火力打擊節點之間的最短路徑中經過指定節點的條數；

步驟四：計算網絡節點的作戰鏈路介數；

步驟五：計算網絡節點重要度；

步驟六：計算網絡作戰鏈路熵。

進一步的，所述的感知節點指具有預警、探測、偵察、監視能力的作戰單元，如預警雷達、偵察雷達等；指控節點指具有空情融合、指揮決策、信息協同與分發能力的作戰單元，如指揮機構、情報處理機構等；火力打擊節點指具有攔截、攻擊、毀傷等能力的作戰單元，如各類防空武器等。

進一步的，計算所有感知節點到所有火力打擊節點之間的最短路徑總條數的公式為：

其中，m(O_i,F_j)為感知節點O_i到火力打擊節點F_j之間的最短路徑條數，n為感知節點的個數，N為作戰節點的總數目，m為指控節點的數目。

進一步的，計算感知節點到火力打擊節點之間的最短路徑中經過指定節點的條數的公式為：

其中m_c(O_i,F_j)為感知節點O_i到火力打擊節點F_j之間的最短路徑中經過節點v_c的條數，n為感知節點的個數，N為作戰節點的總數目，m為指控節點的數目。

進一步的，計算網絡節點的作戰鏈路介數公式為：

式中，i≠j≠c,即感知節點、火力打擊節點與經過最短路徑的節點v_c不能相同。

更進一步的，所述的網絡節點重要度計算公式為：

式中，表示指控網絡中所有節點的作戰鏈路介數和。

更進一步的，所述的作戰鏈路熵為：

式中，ln為自然對數。

作戰鏈路介數可以用于衡量節點或鏈路在指控網中的重要程度，作戰鏈路介數越大，該節點或鏈路在作戰活動中流轉的信息量也越多。若指控網絡節點的作戰鏈路介數分布越均勻，則面對蓄意攻擊時抗毀能力也越強，因此，提出了基于作戰鏈路熵的網絡抗毀測度。

本發明由于采用以上技術方案，能夠取得如下的技術效果：作戰鏈路熵測度相對于其他測度更為穩定，既從網絡結構方面考慮又從作戰功能方面考慮，能夠更全面、有效地評價指控網絡結構的魯棒性。

附圖說明