[发明专利]一种网络最差连通性能的动态优化方法

权利要求书

1.一种网络最差连通性能的动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤一：计算网络直径并获取直径对应的节点对集合；

步骤二：根据步骤一所得到的节点对集合，统计每一节点对间的最短路径条数，得到与节点对相对应的最短路径数集合；

步骤三：根据步骤二中获取的最短路径数集合，对步骤一中所得的节点对集合进行约简，获取连通性最差情形下的节点对；依据约简后集合中元素的个数判断是否执行优化；

步骤四：根据步骤三所得的判断结果中执行优化的情形，随机选取步骤三所得集合中的数个节点对，分别增加一条直连边，由此产生新的网络；然后重新回到步骤一，依此循环，实现动态优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤一中计算网络直径并获取直径对应的节点对集合的步骤为：

步骤1：计算网络中任意两个节点间最短路径的长度；

d_ij＝min{P¹_i→j,P²_i→j,...,Pⁿ_i→j}

其中d_ij代表节点i到节点j(ij)最短路径的长度，n为从节点i到节点j的最短路径的数目统计值，P^k_i→j表示从节点i到节点j的第k条路径的长度值，即第k条路径经过的边的数目；{P¹_i→j,P²_i→j,...,Pⁿ_i→j}为节点i到节点j的所有路径长度值的集合；

步骤2：计算网络直径；

根据步骤一中步骤1所得的两节点间最短有向路径的长度，计算网络中任意两节点间最短路径长度的最大值，即直径：

D＝maxd_ij

其中D代表网络的直径；maxd_ij表示任意两节点间最短路径长度的最大值；

步骤3：获取直径对应的节点对集合；

根据步骤一中步骤2所得的直径，求直径对应的节点对集合，步骤为：

U＝{ (i，j)|d_ij＝D}

其中U表示直径对应的节点对集合，(i，j)表示满足条件d_ij＝D的节点对。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤二中得到与节点对相对应的最短路径数集合的步骤为：

根据步骤一中步骤3获取的节点对集合，统计每一节点对间的最短路径条数，得到与节点对相对应的最短路径数集合，步骤为：

V＝{ M_ij|(i，j)∈U}

其中M_ij表示节点对(i，j)相对应的最短路径数集合；V表示M_ij的集合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤三中对节点对集合进行约简并判断是否执行优化的步骤为：

步骤1：获取连通性最差情形下的节点对；

根据步骤一中步骤3所得的节点对集合，抽取最短路径仅为1条的节点对，步骤为：

U＇＝{(i，j)|M_ij＝1}

其中U＇表示对U约简后的节点对集，M_ij＝1表示节点对(i，j)之间的最短路径仅为1条；在此情形下，节点对间边的最小割集为1，破坏路径上任意一个节点和边都会导致网络直径的增加，使得网络最差连通性能恶化；

步骤2：判断是否进行优化；

根据步骤三中步骤1所得的节点对集合，依据集合中元素的个数来判断是否进行优化，步骤为：

其中表示对“U＇中的元素个数大于等于1个”这个命题进行真假判断；T表示命题判断结果为真，即进入下一步的优化阶段；F表示命题判断结果为假，即终止优化。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤四中执行优化的步骤为：

根据步骤三中步骤2需要执行优化的情形进行优化，步骤为：

随机选择U＇中t个节点对(i，j)，用一条边直连；其中，tcard(U＇)；此处，给与优化实施者一定的自由度来依据实际情形选定每次优化的新增边数。