[发明专利]基于桥接系数的指挥控制网络桥边识别方法

说明书

本发明公开了一种基于桥接系数的指挥控制网络桥边识别方法，具体包括：步骤一：建立指挥控制网络模型，构造网络节点邻接矩阵；步骤二：统计网络中各个节点的度值；步骤三：计算网络中任意边的两端点的公共邻居节点个数；步骤四：计算网络中任意边的两端点的邻居节点之间相互连接的边数；步骤五：计算网络中任意边的两端点及其邻居节点之间可能存在的所有边数；步骤六：计算网络中各条边的桥接系数；步骤七：计算网络中各条边的边关键度。本方法针对识别出的关键边加以保护，以提高指挥控制网络的抗毁性。

技术领域

本发明属于军事指挥与控制学领域，具体说是一种基于桥接系数的指控网络桥边识别方法。

背景技术

信息化条件下的指挥控制网络通过物理通信网络连接形成各种非线性逻辑关系，网络结构具有非线性、层次性及适应性等复杂网络特征。在信息化战争中，指控网络作为夺取信息优势进而转化为决策和行动优势的基础，是连接预警探测、指挥控制和火力打击等系统的纽带，也是各作战要素充分发挥作战效能、同步遂行作战任务的重要保障。目前，指挥控制网络抗毁性研究中大多通过保护关键节点来提高网络抗毁性，没有考虑关键边的作用，而关键边是作战单元之间信息传输的主要通道，也成为敌方攻击的重点目标。

指挥控制网络抗毁性研究主要仍是通过识别关键节点并加以保护来提高网络抗毁性。关键边一旦被摧毁，信息传输将会遭受重大破坏，导致整个网络瘫痪，从而影响作战进程，甚至可以决定战争的胜负。如何识别关键边已成为提高指挥控制网络抗毁性亟待研究的重要问题。

现有研究多以节点自身属性来评估边的重要性，研究重点均以边两端点的度或边介数为出发点，未考虑边两端点的邻居节点之间也相互连接对该边信息流转造成衰减的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明通过深入分析指控网络的拓扑结构和功能特性，根据复杂网络理论，新提出了桥接系数的关键边测度，给出了桥接系数的计算方法，提出了基于桥接系数的指挥控制网络桥边识别方法，针对识别出的关键边加以保护，以提高指挥控制网络的抗毁性。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：基于桥接系数的指挥控制网络桥边识别方法,具体步骤如下：

步骤一：建立指挥控制网络模型，构造网络节点邻接矩阵；

步骤二：统计网络中各个节点的度值；

步骤三：计算网络中任意边的两端点的公共邻居节点个数；

步骤四：计算网络中任意边的两端点的邻居节点之间相互连接的边数；

步骤五：计算网络中任意边的两端点及其邻居节点之间可能存在的所有边数；

步骤六：计算网络中各条边的桥接系数；

步骤七：计算网络中各条边的边关键度。

进一步的，所述的指挥控制网络模型包括感知节点、指挥节点、活力打击节点；所述感知节点指具有预警、探测、侦察、监视能力的作战单元，如预警雷达、侦察雷达等；指挥节点指具有空情融合、指挥决策、信息协同与分发能力的作战单元，如指挥机构、情报处理机构等；火力打击节点指具有拦截、攻击、毁伤等能力的作战单元，如各类防空武器等。

进一步的，所述网络节点邻接矩阵表示为：

其中，E表示网络中所有边的集合，(v_i,v_j)为节点对，表示网络中可能存在的连边，当节点v_i与节点v_j直接相连时，邻接矩阵的元素a_ij＝1。

进一步的，统计网络中各个节点的度值，节点的度表示为与该节点直接相连的边的个数之和，表示为：