[发明专利]一种基于主从决策的设施防御优化决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种设施防御优化决策方法，特别是涉及一种基于主从决策的设施防御优化决策方法。该方法属于统筹和概率学技术领域。

背景技术

关键设施防御问题旨在有效防止自然或人为灾害对国家和社会正常运作造成的严重干扰和破坏。其中，人为灾害主要指有组织、有计划的空袭或恐怖袭击。与自然灾害的随机性和无针对性相比，这种蓄意攻击行为可能造成更为严重的社会和经济损失。因此，在制定诸如反恐怖袭击或反空袭背景下的设施防御计划时，除了依据被防护地区自身的特点及信息，还有必要对攻击方的决策行为进行模拟，即对其可能采取的攻击策略进行合理估计，进而有针对性的提出切实有效的防御策略。

基于上述特点，现有相关工作通常利用主从决策理论对这种涉及攻守两方的优化决策问题进行分析、建模和求解。一种针对后勤供求系统的关键设施防御问题表述如下：考虑一个由若干供应点和需求点构成的具有一般性的供求系统网络，供应点为需求点提供物资或服务。提供服务的方式可以自行拟定，通常采用“就近指派原则”，即每个需求点始终由离其最近的具有服务能力(即未中断)的设施提供服务。对于此种节点间相互关联和依赖的供求系统网络，一种潜在的威胁是，当少量或部分关键服务设施节点被破坏者强行中断而丧失服务能力时，将很可能导致系统运行成本的大幅提高(或者说其运行效率大幅减低)。具体而言，为了维持系统运行，原本由已经中断的设施提供的服务需要由其它设施承担，这其中还包括被中断设施自身所需的物资。于是，系统的生产和运输成本都因为中断而增加了。为了应对此种服务设施中断所带来的问题，系统规划者利用有限的防御资源，在中断前预先选择部分关键设施节点进行防御，从而有效减低攻击方对系统可能造成的损失上限。

上述问题可以用基于博弈论的优化模型来描述，一种较有代表性的双层规划形式的关键设施防御模型由Scaparra和Church在“一个关键设施防御的双层混合整数规划”(详见2008年《计算机与运筹学》杂志)一文中提出，该模型的数学表述如下：

min H(z)    (1)

s.t.Σj∈Fzj=q---(2)]]>

zj∈{0,1},∀j∈F---(3)]]>

其中，