[发明专利]一种战术互联网中基于节点与边联合效能评估方法

说明书

本发明涉及一种战术互联网中基于节点与边联合效能评估方法，包括以下步骤：根据作战单位及各单位间的信息传输关系构建第一作战网络拓扑模型；根据预设算法分别计算第一作战网络拓扑模型中各节点的节点度数以及各节点间的边权值，分别将节点度数和边权值排序保存至第一数组和第二数组；选取第一作战网络拓扑模型中边权值最小的边及其邻接的边集合中边权值最小的一条邻边，按照亲近系数进行边点对换，同时从第二数组中删除无效的边权值；直至第一作战网络拓扑模型的所有节点被边替换且完成边点映射，得到第二作战网络拓扑模型；计算第二作战网络拓扑模型中所有映射节点的节点度数，并排序保存至第三数组；结合三个数组混合分析作战对策。

技术领域

本发明涉及一种战术互联网中基于节点与边联合效能评估方法，属于军事网络效能分析领域。

背景技术

随着信息技术的发展，高科技战场的主动权正被赋予新的内涵，从过去的能源和地址位置的争夺，到现在的战争的重心向信息领域转移。由于数字信息技术可以有效地增加军事各方面的信息量，提高官兵获取、控制信息的能力，因此，信息战争，必将成为未来战场的主要组成部分。在信息战争中，取得“网络权”者便是胜者王者，占据主导地位。没有信息权，就没有任何的反击能力，最终会失去战争的主动权。而战术互联网作为信息化条件下最主要的作战形式之一。利用信息优势和网络技术，向网络的每个作战单元下发实时的指挥控制信息，并提供准确的态势信息，是当今战争的“倍增器”，备受世界各军事强国的关注。如何准确、系统、有效地建立强大的攻击网络，以及如何提高作战网络的可靠性已经成为战术互联网研究中一个重要课题。

战术互联网中，边可看作是作战单元之间的指挥信息传输通道，关键边对整个作战网络起到了支撑作用，一旦被摧毁，将对整个网络的信息传输产生巨大影响，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。关键节点跟关键边一样重要，对一个作战网络起着至关重要的作用，决定着战争的胜负，其在指控信息能否及时、有效地发送到作战单元和接收战场中反馈的实时信息有着不可替代的位置。对于攻击方来说，其主要任务是识别出敌方网络中的关键边(节点)并实施有针对性的攻击，最大限度的摧毁敌方的作战网络；对防御方来说，其主要任务是识别出己方网络中的关键边(节点)并进行重点保护以防遭受蓄意攻击。因此，关键边(节点)的识别对于提高作战体系的效能有着重要意义。

在以往的作战网络研究中，研究人员大多是单一的考虑关键边或者关键节点，很少将边和节点混合考虑，来评判作战网络的效能。即使出现过点边混合型的攻击，其本质还是边攻击。其通过度量所有连边的重要性并按降序排列(采用边权重值或者边介数作为边重要性的度量指标)，攻击边重要性最高的连边，为了彻底摧毁该连边所对应的两个端节点之间的连通，防止两端节点再通过其他路径形成连通，并对这两个端节点m、n同时进行攻击，并将本次边攻击和两个端节点攻击作为一次攻击次数。

寻找网络中关键边的方法很多1989年Ball等人提出了通过移除网络中某条边后最短路径变化情况的方法来判断该条边的重要性，但对于节点对之间仅有一条路径连接的情况，该方法就不适用；2002年Girvan和Newman在介数中心度的基础上，提出了边介数(edge-betweenness)概念。通过计算网络中边介数的大小来反映边对网络资源的传输能力和控制能力的强弱。边介数越大，表明网络中任意节点对经过该条边的次数就越多，对网络资源的传输能力和控制能力就越强，在网络中所起到的作用也就越大。然而边介数的算法复杂度高，不适用于分析大规模作战网络。

战术互联网中基于节点与边联合效能评估方法，综合考虑作战网络中的各个实体和信息流，紧密的将节点和边联合起来分析，提出新的混合型攻击策略为基于军事网络攻击和防御策略的研究提供参考材料。对攻击方而言，运用该攻击方式可以使用最小的消费达到最大的破坏作用。对于防守方来说，如果要通过保护或隔离某些顶点和边来保护网络，那么混合型攻击策略中最先攻击的边和节点应该被识别出来，从而做出相应的对策，以达到保护的作用。

发明内容