[發明專利]面向定向阻斷的交通網絡關鍵節點選擇方法

有效

• 申請號: 202210729051.2
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115102894B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 石建邁;黃金才;顧介行;劉忠;程光權;陳超;孫博良
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L45/00
• 分類號: H04L45/00;H04L45/02;H04L45/12
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發明公開了面向定向阻斷的交通網絡關鍵節點選擇方法，包括以下步驟：提取面向定向阻斷的交通目標子網；建立面向定向阻斷的交通目標選擇模型；基于費效比的啟發式搜索算法求解交通目標選擇模型；獲得目標選擇序列。根據交通網絡中的起點和終點、節點間連通路徑、各路徑路長、打擊不同節點所消耗資源的情況下，選擇出一個最優交通目標節點集合并摧毀該目標點集合，達到消耗最少資源摧毀整體交通網絡的目的，從而完成定向阻斷敵方從起點到終點的運輸網絡的任務。

技術領域

本發明屬于交通運輸技術領域，具體涉及面向定向阻斷的交通網絡關鍵節點選擇方法。

背景技術

交通運輸網絡自古以來就是戰爭打擊的重中之重，交通不僅是軍事力量進行機動的物質基礎，還是軍事物資后勤保障的中心環節。隨著交通運輸設施的不斷發展，現代戰爭中敵對雙方圍繞著交通線進行的破壞與反破壞斗爭往往對戰爭的進程和結局產生重要影響。歷史上所有戰爭都以交通為基礎，隨著運輸工具與交通設施的不斷發展與革新，交通運輸在軍事行動中的作用日益重要。戰時，公路、鐵路、航道等組成的交通網絡對軍隊人員物資快速部署有著重要的保障作用，摧毀交通網絡有助于在戰爭中取得先機，所以交通目標日益成為現代戰爭中的重點打擊目標。

在現代經濟建設中，交通設施也是首要建設的重要基建設施，隨著經濟建設的發展，主要國家或地區的交通網絡越來越發達，道路綜合交錯，橋梁、隧道、立交樞紐等節點數量龐大。現代交通網絡的建設多為體系化設計，摧毀單個目標節點無法完全達到徹底阻斷敵方交通網絡運輸能力的目的，需要選擇多個節點進行組合打擊。針對戰爭中對敵方交通運輸網絡進行定向阻斷的作戰需求，對敵交通目標體系進行網絡化建模與分析，研究打擊敵交通目標體系的目標選擇方法，為有效阻擊敵方部隊、物資機動提供任務規劃技術支撐。從龐大復雜的交通網絡中快速選出滿足定向阻斷需求的關鍵節點的問題，是本領域需要解決的非常重要的技術問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種面向定向阻斷的交通網絡關鍵節點選擇方法，已知敵方交通網絡節點分布信息：網絡中的起點和終點、節點間連通路徑、各路徑路長、打擊不同節點消耗的資源，確定打擊目標節點集合，通過摧毀該目標點集合，以最少的資源消耗定向阻斷敵方從起點到終點的快速運輸網絡。

本發明的目的是這樣實現的，面向定向阻斷的交通網絡關鍵節點選擇方法，包括以下步驟：

步驟1，提取面向定向阻斷的交通目標子網；

步驟2，建立面向定向阻斷的交通目標選擇模型；

步驟3，基于費效比的啟發式搜索算法求解交通目標選擇模型；

步驟4，獲得目標選擇序列。

具體地，所述的交通目標選擇模型為：

s.t.

公式(1)為目標函數，表示最小化摧毀目標節點集合的總體資源消耗，其中V＝{1,2,···,n}表示目標節點集合；x_i為決策變量，如果選擇節點i∈V作為打擊目標則取值為1，否則取值為0；C_i表示打擊節點i所消耗的資源；Z表示總體資源消耗；約束(2)確保前k短路中每條路徑上至少有一個節點被選為打擊目標，其中集合K＝{1,2,···,k}表示前k短路集合；a_ik表示第k短路是否包含節點i，當a_ik等于1時，表示包含，當a_ik等于0時，表示不包含，V_k表示第k短路包含點集合；公式(3)約束了決策變量x_i的取值范圍。

具體地，所述的基于打擊費效比的啟發式搜索算法以節點出現在前k短路的次數與打擊該節點所消耗的費用的比值作為節點重要度指標，節點i的費效比RCE_i計算公式如下：