[發明專利]基于邊擴展圖指揮控制網絡二端可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201810255142.0
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108521344B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 黃洪鐘;李懿凡;張建民;陳悅峰;韓坤;劉俊;徐文靜;李享;李彥鋒
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;中國人民解放軍63963部隊
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種基于邊擴展圖指揮控制網絡二端可靠性評估方法，其包括將指揮控制網絡抽象為節點和邊的拓撲結構圖，指揮控制網絡邊擴展生成原始路徑函數，對原始路徑函數進行關聯邊替換構造新路徑函數，對拓撲結構圖的節點和邊進行變量排序處理，將新路徑函數按照變量排序順序構造二元決策圖，根據二元決策圖由下往上遞歸計算指揮控制網絡二端網絡可靠度。本發明通過將指揮控制網絡抽象為節點和邊的拓撲結構圖并進行邊擴展處理生成路徑函數，再采用寬度優先搜索方法構造二元決策圖，能夠通過識別同構子圖來避免冗余計算。這對網絡二端可靠性分析研究具有重要的理論和實際的應用價值。

技術領域

本發明屬于網絡可靠性分析技術領域，具體涉及一種基于邊擴展圖指揮控制網絡二端可靠性評估方法。

背景技術

傳統的對網絡可靠性的研究通常假設其節點完全可靠，其失效率為零。但是實際網絡中這種假設是不成立的，因為往往構成網絡節點的物體可能發生故障，如通信網中的電臺路由設備、電力網絡中的發電輸電設備、交通網絡中的車輛等。當網絡規模很大時，即時節點失效率非常小，由于節點數量的龐大，也會造成對網絡連通的巨大影響，因此研究節點不可靠狀態下的網絡可靠性是非常有必要的。

發明內容

本發明的發明目的是：為了解決現有技術中存在的以上問題，本發明提出了一種基于邊擴展圖指揮控制網絡二端可靠性評估方法。

本發明的技術方案是：一種基于邊擴展圖指揮控制網絡二端可靠性評估方法，包括以下步驟：

A、在節點完全可靠條件下將指揮控制網絡抽象為節點和邊的拓撲結構圖，并進行簡化處理；

B、根據步驟A得到的拓撲結構圖進行指揮控制網絡邊擴展處理，生成原始路徑函數；

C、在節點不完全可靠條件下對步驟B得到的原始路徑函數進行關聯邊替換處理，構造新路徑函數；

D、采用寬度優先搜索方法對步驟A中拓撲結構圖的節點和邊進行變量排序處理；

E、將步驟C得到的新路徑函數按照步驟D中變量排序順序構造二元決策圖；

F、根據步驟E中得到的二元決策圖由下往上遞歸計算指揮控制網絡二端網絡可靠度。

進一步地，所述步驟B根據步驟A得到的拓撲結構圖進行指揮控制網絡邊擴展處理，生成原始路徑函數，具體包括以下分步驟：

B1、從步驟A得到的拓撲結構圖中的源點出發，遍歷網絡中與源點關聯的邊，分別沿與源點關聯的邊進行網絡遍歷，通過點收縮和邊刪除處理得到多個子網絡；

B2、依次對得到的每一個子網絡根據其中源點的位置再次遍歷其關聯邊，重復步驟B1，直至拓撲結構圖中源點與匯點重合；

B3、構造在節點完全可靠條件下的原始路徑函數；表示為：

P(G)＝x₁P(G₁)+x₂P(G₂)+…+x_kP(G_k)

其中，P(G)為原始路徑函數，G為指揮控制網絡，x_i(i＝1,2,…,k)為與源點關聯的邊，為收縮x_k邊后的路徑函數。

進一步地，所述步驟C在節點不完全可靠條件下對步驟B得到的原始路徑函數進行關聯邊替換處理，構造新路徑函數，具體為：

在節點不完全可靠條件下將拓撲結構圖中的邊等價為邊與其兩端節點的交，將步驟B得到的原始路徑函數中的邊替換為對應邊與其兩端節點的交，進行布爾運算得到新路徑函數。

進一步地，所述步驟D采用寬度優先搜索方法對步驟A中拓撲結構圖的節點和邊進行變量排序處理，具體為：