[发明专利]一种关键设施实物保护系统的启发式有效性分析方法

说明书

本发明公开了一种关键设施实物保护系统的启发式有效性分析方法，包括下述步骤：建立关键设施实物保护系统二维、三维场景模型；然后初始化模型关键设施参数；利用启发式分析方法进行实物保护系统入侵路径和响应路径分析，以检测概率、中断概率为启发式信息分析入侵路径，以响应时间为启发式信息分析响应路径，找到最薄弱防御路径和最有效响应路径；最后将分析结果反馈到有效性分析平台并可视化显示。本发明方法应用于关键设施实物保护系统二维和三维模型中，结合启发式算法，分析实物保护系统薄弱防御路径和响应路径，有效提高分析效率。

技术领域

本发明涉及关键设施实物保护系统领域，具体涉及一种关键设施实物保护系统的启发式有效性分析方法。

背景技术

实物保护系统是指利用实体屏障、探测延迟技术及人员的响应能力，阻止盗窃、抢劫或非法转移核材料以及破坏核设施行为的安全防御系统。实物保护系统路径分析主要包括敌手入侵路径和反应部队响应路径。

目前采用传统实物保护系统有效性分析方法分析敌手入侵路径不易于枚举，分析效率低下，同时没有考虑评估反应部队响应路径。国外实物保护系统有效性分析基础研究包括：基于一维模型的设计和评估步骤用于分析实物保护系统有效性；使用入侵序列图图形化描述可能的敌手入侵路径；入侵薄弱路径系统性分析方法。国外研究普遍在一维场景下进行建模分析，本发明基于启发式算法，结合实物保护系统有效性分析方法，在二维和三维场景下对实物保护系统敌手入侵路径和反应部队响应路径进行路径分析，本发明应用于虚拟推演平台有助于分析人员快速挖掘出最薄弱防御路径和最优响应路径。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种关键设施实物保护系统的启发式有效性分析方法，建立启发式信息为检测概率、中断概率以及响应时间的三种情形下的路径规划，应用于二维和三维模型中，用于实物保护系统的有效性分析。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

一种关键设施物保护系统的启发式有效性分析方法，包括下述步骤：

S1、建立关键设施实物保护系统的二维和三维场景模型；

S2、初始化模型的关键设施参数，包括保护装置属性、设计基准威胁值；

S3、采用启发式算法进行路径规划分析，在路径搜寻过程中，使用A*算法对每个节点进行估价来搜索最优路径，估价函数记为F(n)，具体表示如下：

F(n)＝G(n)+H(n)

其中n为当前搜寻的节点；G(n)是源点到当前节点n的实际代价值，为已知代价值，代表广度优先搜索趋势；H(n)表示为当前节点n到终点的估计代价值，为未知代价值，代表深度优先搜索趋势；估价函数越准确，算法搜寻路径越接近现实中的“最优”路径；

S4、根据启发式信息不同，实物保护系统路径搜寻结果不同，考虑分别以检测概率和中断概率为启发式信息分析敌手入侵路径，以响应时间分析反应部队响应路线；

S5、根据步骤S4的分析结果，将最薄弱的敌手入侵路径和最有效的反应部队响应路线反馈到有效性分析平台并可视化显示。

作为优选的技术方案，步骤S1中，采用三维建模软件对实物保护系统各个部件及核电站设施建模，然后采用三维游戏引擎进行建模分析。

作为优选的技术方案，步骤S2中，所述保护装置属性包括保护装置安装区域、保护范围、延迟敌手入侵平均时间、通讯概率、敌手和响应部队行进速率；所述设计基准威胁值是引用敌手入侵核电站的设计基准威胁。

作为优选的技术方案，步骤S3中，所述采用启发式算法进行路径规划分析，基本步骤如下：

使用两个状态列表存储信息，OPEN列表和CLOSED列表；所述OPEN列表存储未被分析的节点，CLOSED列表存储已经检查过的节点：