[發(fā)明專利]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011344912.2
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112735188B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田文;楊九洲;尹嘉男;楊磊;胡明華;張洪海;劉皞;方琴
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 袁興隆

1.一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

構(gòu)建模塊，構(gòu)建空中交通相依網(wǎng)絡(luò)并獲取空中交通相依網(wǎng)絡(luò)的特性；以及

分析模塊，根據(jù)空中交通相依網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行脆弱性分析；并且

所述分析模塊適于獲取節(jié)點(diǎn)影響力評價指標(biāo)以評估空中交通相依網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的影響力，即

節(jié)點(diǎn)間影響力為H(i,j)，節(jié)點(diǎn)i經(jīng)過長度為k的路徑到節(jié)點(diǎn)j，其所經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)量為節(jié)點(diǎn)i對節(jié)點(diǎn)j的k步路徑影響力，為H^k(i,j)：

其中，A(i,j)為節(jié)點(diǎn)i對節(jié)點(diǎn)j的1步路徑節(jié)點(diǎn)間影響力，即H¹(i,j)；

節(jié)點(diǎn)整體影響力f(i)，為節(jié)點(diǎn)i到網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)間影響力之和，當(dāng)路徑長度為k時，稱為k步路徑節(jié)點(diǎn)整體影響力：

節(jié)點(diǎn)影響力評價指標(biāo)為AC(i)，等于標(biāo)準(zhǔn)化的全體k步路徑節(jié)點(diǎn)整體影響力與路徑長度k的比值之和：

其中，uf^k(i)為f^k(i)的標(biāo)準(zhǔn)化處理；

在空中交通相依網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)影響力評價指標(biāo)數(shù)值越高則該節(jié)點(diǎn)的重要程度越高。

2.如權(quán)利要求1所述的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，

所述構(gòu)建模塊適于構(gòu)建空中交通相依網(wǎng)絡(luò)，即

構(gòu)建空中交通相依網(wǎng)絡(luò)；

根據(jù)機(jī)場網(wǎng)絡(luò)、航路網(wǎng)絡(luò)和管制扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)間交通流量的運(yùn)行關(guān)系，構(gòu)建空中交通相依網(wǎng)絡(luò)G0＝{g，e}；

其中，g為機(jī)場網(wǎng)絡(luò)、航路網(wǎng)絡(luò)和管制扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)的集合，g＝{G1，G2，G3}；e為3對層網(wǎng)絡(luò)間邊的集合，e＝{E12，E13，E23}；

E12為機(jī)場網(wǎng)絡(luò)與航路網(wǎng)絡(luò)的連邊；

E13為機(jī)場網(wǎng)絡(luò)與管制扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)的連邊；

E23為航路網(wǎng)絡(luò)與管制扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)的連邊。

3.如權(quán)利要求2所述的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，

所述構(gòu)建模塊適于獲取空中交通相依網(wǎng)絡(luò)的特性，即

獲取空中交通相依網(wǎng)絡(luò)的特性；

根據(jù)空中交通相依網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲取網(wǎng)絡(luò)直徑、最大度、平均最短路徑長度、平均度和平均聚類系數(shù)。

4.如權(quán)利要求3所述的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，

所述分析模塊適于根據(jù)空中交通相依網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行脆弱性分析，即

所述分析模塊適于脆弱性攻擊方式選取；

選取選擇性攻擊或隨機(jī)攻擊。

5.如權(quán)利要求4所述的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，

所述分析模塊適于級聯(lián)失效建模，即

根據(jù)節(jié)點(diǎn)i在時刻t的容量與負(fù)載的關(guān)系，設(shè)置節(jié)點(diǎn)的三種狀態(tài)：節(jié)點(diǎn)正常、節(jié)點(diǎn)部分失效、節(jié)點(diǎn)完全失效；

所述節(jié)點(diǎn)正常為節(jié)點(diǎn)容量大于此時的負(fù)載，正常運(yùn)行；

所述節(jié)點(diǎn)部分失效為節(jié)點(diǎn)容量小于此時的負(fù)載，并且節(jié)點(diǎn)容量處于過飽和狀態(tài)，無法再接受來自其他節(jié)點(diǎn)的負(fù)載；

所述節(jié)點(diǎn)完全失效為該節(jié)點(diǎn)功能喪失，該節(jié)點(diǎn)的原有負(fù)載將重新分配給其它節(jié)點(diǎn)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的空中交通網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析系統(tǒng)，其特征在于，

所述分析模塊適于劃分級聯(lián)失效階段，即

將空中交通相依網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效劃分為四個階段：

網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行階段、節(jié)點(diǎn)受攻擊失效階段、級聯(lián)失效傳播階段、失效結(jié)束階段。