[發(fā)明專利]基于層次分析法計算電力CPS系統(tǒng)中節(jié)點重要度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810347526.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108833130A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐悅;宋少群;黃文英;楊桂鐘;陳峰;付蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

本發(fā)明涉及基于層次分析法計算電力CPS系統(tǒng)中節(jié)點重要度的方法，針對目標進行分析并通過層次分析法建立遞階層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度的評價指標數(shù)據(jù)建立判斷矩陣；根據(jù)每層的判斷矩陣計算出每相鄰兩層之間的權(quán)重，最后得出底層元素與目標之間的權(quán)重順序，由此得出節(jié)點的重要度排序。本發(fā)明可以解決如何利用多個指標來評價節(jié)點重要度的問題，還在一定程度上降低了權(quán)重選取的主觀性，得出更客觀全面的結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計算計算電力CPS系統(tǒng)中信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度的方法，尤其是一種基于層次分析法計算電力CPS系統(tǒng)中信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度的方法，屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

信息物理系統(tǒng)(CPS,Cyber-Physical Systems)是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過3C(Computer、Communication、Control)技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。完成計算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計，可使系統(tǒng)更加可靠、高效、實時協(xié)同。電力CPS是將電力系統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)充分融合，通過計算設(shè)備、傳感設(shè)備、通信設(shè)備、物理設(shè)備等的相互協(xié)同，實現(xiàn)計算、通信、傳感、控制和電力系統(tǒng)的無縫集成。

電網(wǎng)CPS中信息系統(tǒng)與電力物理系統(tǒng)的耦合與交互的過程十分復(fù)雜，隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究不斷深入發(fā)展，對于信息側(cè)系統(tǒng)中節(jié)點的重要度評估開始受到人們的廣泛關(guān)注。度量節(jié)點重要性的方法有許多，常用的方法大多都是針對某一具體問題提出，分別從不同的角度、不同的用途描述了節(jié)點在某種特定網(wǎng)絡(luò)中的重要性，都有著自身的優(yōu)缺點。比如，基于度中心性的評估方法強調(diào)節(jié)點與相鄰節(jié)點的連邊數(shù)，但在電力CPS信息網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點在信息流通中所起的作用更為重要，所以具有相同度的節(jié)點，在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度未必相同；介數(shù)刻畫了節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中操縱信息流通的重要程度，與通過節(jié)點的最短路徑息息相關(guān)，但在實際網(wǎng)絡(luò)中信息多數(shù)按照自己的意愿隨機流通，并非沿著最短路徑流通，因此通過介數(shù)對節(jié)點的重要性進行評估結(jié)果并不準確。接近中心性考慮了節(jié)點與其它節(jié)點的接近程度，對信息的傳遞和獲取有著十分重要的作用，與其它節(jié)點距離越短，接近中心性越高。在集中式網(wǎng)絡(luò)中，它可以較為準確地發(fā)掘中心節(jié)點，但對于一些隨機網(wǎng)絡(luò)并不適用。同時，在在實際應(yīng)用中復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)千變?nèi)f化，難以由某個單一指標來描述節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的重要性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種基于層次分析法計算電力CPS系統(tǒng)中節(jié)點重要度的方法，解決無法用單一指標衡量某個節(jié)點在電力CPS系統(tǒng)的重要性問題。

為了達到以上目的，本發(fā)明提供了一種基于層次分析法計算電力CPS系統(tǒng)中節(jié)點重要度的方法，針對目標進行分析并通過層次分析法建立遞階層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度的評價指標數(shù)據(jù)建立判斷矩陣；根據(jù)每層的判斷矩陣計算出每相鄰兩層之間的權(quán)重，最后得出底層元素與目標之間的權(quán)重順序，具體步驟如下：

步驟1、針對信息網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點重要度這一多目標決策問題進行分析，選出計算重要度的三個常用指標，包括度中心性、介數(shù)中心性及接近中心性；并利用層次分析法建立遞階層次結(jié)構(gòu)；

步驟2、根據(jù)度中心性(DC)、介數(shù)中心性(BC)、接近中心性(CC)這三個計算節(jié)點重要度的指標的定義，計算出網(wǎng)絡(luò)連通圖中各個節(jié)點的DC、BC、CC值；

步驟3、對各指標之間進行兩兩對比之后，按九級比例標度排定各評價指標的相對優(yōu)劣順序，依次構(gòu)造出評價指標的判斷矩陣；

步驟4、對步驟3中的判斷矩陣進行一致性檢驗；

步驟5、利用特征向量法求取每一層對上一層支配元素的權(quán)重值；

步驟6、將已得到的權(quán)重值進行合成，得到最底層元素對目標的綜合權(quán)重值，即得到節(jié)點的重要度排序