[发明专利]基于混合结构的指挥控制超网络动态演化模型构建方法

权利要求书

1.一种基于混合结构的指挥控制超网络动态演化模型构建方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：提出指挥控制网络建模约束；

S2：制定指挥控制网络演化规则；

S3：建立指挥控制网络演化模型；

提出指挥控制网络建模约束，具体是：

①节点连边上限约束：节点的连边存在一个上限值；

②物理连边约束：火力节点和感知节点之间不存在物理连接；

③指挥规则约束：一个指挥节点能连接多个火力节点，但一个火力节点必须对应一个指挥节点；

④孤立节点约束：对孤立节点进行处理，即删除节点，或增加连边；

制定指挥控制网络演化规则，具体是：

a.节点增加规则

①增加指挥节点：新增指挥节点所属等级概率为：

其中L为所有存在的等级集合，l为当前节点所属等级，k是L集合中的一个元素；

②增加火力节点：节点存在功能Attr与性能Cap两类属性；新增火力节点的功能与性能按照如下公式分配：

P_F^Attr为一个概率向量，表示新增火力节点拥有不同功能的概率；其中N_a为已有火力节点集合，N为已有火力节点个数；

Cap_F为一个数值向量，表示新增火力节点拥有不同性能值；其中Random(a,b)为取数值a到b之间的一个随机数；

③增加感知节点：增加感知节点规则与增加火力节点②规则相同；

b.连边增加规则

①上下级指挥节点连边：为表示组织归属的唯一性，节点只选择一个上级节点相连，上级节点被选中与新增节点相连的概率为：

其中表示上级节点i所拥有子节点个数，表示上级节点k所拥有子节点个数；

②指挥节点跨级连边：发起节点被选中的概率为：

其中L为所有存在的等级集合，k为等级集合中的其中一个，l为被选中等级值，N_l为被选中等级节点总个数；

被连接节点选中概率为：

其中N^l为被选中层级的所有节点集合，D(j)为节点j的度数，D(i)为节点i的度数；

③指挥节点协同连边：协同连边发起节点被选中概率为：

协同连边被连接节点被选中概率为：

其中Attr_i为发起节点i的功能向量，Cap_i为发起节点i的性能向量，Attr_j为发起节点j的功能向量，Cap_j为发起节点j的性能向量，Attr_k为发起节点k的功能向量，Cap_k为发起节点k的性能向量，Dis()为求两个向量欧氏距离的函数；

④新增火力节点连边：新增火力节点选择已有节点连边概率为：

其中N^F为所有火力节点集合，j为新增火力节点；

⑤新增感知节点连边：新增感知节点选择已有节点连边概率为：

其中N^S为所有感知节点集合，j为新增感知节点；

⑥火力与指挥节点连边：指挥节点被选中概率为：

其中为节点i的性能向量的转置，其中为节点k的性能向量的转置；

⑦感知与指挥节点连边：指挥节点被选中概率为：

其中为指挥节点i所连感知节点k的功能向量，为指挥节点i所连感知节点k的性能向量的转置，N^CS为所有与被选中指挥节点相连的感知节点集合，N^C为指挥节点所有节点集合；

c.节点删除规则

①删除指挥节点：节点被选中概率为：

删除该节点后，与连接该节点的所有连边也被删除；

②删除火力节点：被选中概率为：

删除该节点后，与连接该节点的所有连边也被删除；

③删除感知节点：被选中概率为：

d.连边删除规则

①删除指挥节点连边：指挥节点之间连边被选中删除的概率为：

其中e_ij为节点i与j的连边，E^C为指挥控制网络中所有连边集合；

②删除火力节点连边：火力节点之间连边被选中概率为：

其中E^F为火力子网的所有连边集合，B_e为连边e的介数值；

③删除感知节点连边：感知节点之间连边被选中概率为：

其中E^S为感知子网的所有连边集合，e_ij表示节点i与j的连边；

④删除火力与指挥连边：火力节点与指挥节点之间连边被选中概率为：

其中E^CF表示指挥-火力子网的所有连边，e_ij表示节点i与j的连边；

⑤删除感知与指挥连边：感知节点与指挥节点之间连边被选中概率为：

其中为指挥-感知所有连边的个数；

建立指挥控制网络演化模型，具体是：

①网络模型初始化：设定初始节点数N₀，以典型指挥控制超网络作为初始模型，不同类型节点比按照n₁:n₂:n₃＝3:4:3进行初始化，n₁+n₂+n₃＝N₀；

②以一定概率p₁增加各类节点；分别为：以概率p₁₁增加指挥节点，以概率p₁₂增加火力节点，以概率p₁₃增加感知节点，概率之间满足：

p₁＝p₁₁+p₁₂+p₁₃ (21)

③以一定概率p₂增加连边：增加基网连边包括：以概率p₂₁增加指控连边，以概率p₂₂增加火力连边，以概率p₂₃增加感知连边；增加指挥子网连边包括：以概率p₂₄增加指挥子网跨级指挥连边，以概率p₂₅增加指挥子网协同连边；增加交叉子网连边包括：以概率p₂₆增加火力与指挥连边，以概率p₂₇增加感知与指挥连边；概率之间满足：

p₂＝p₂₁+p₂₂+p₂₃+p₂₄+p₂₅+p₂₆+p₂₇ (22)

④以一定概率p₃删除节点：以概率p₃₁删除指挥节点，以概率p₃₂删除火力节点，以概率p₃₃删除感知节点，概率之间满足：

p₃＝p₃₁+p₃₂+p₃₃ (23)

⑤以一定概率p₄删除连边：以概率p₄₁删除指控连边，以概率p₄₂删除火力连边，以概率p₄₃删除感知连边，以概率p₄₄删除火力与指挥连边，以概率p₄₅删除感知与指挥连边；概率之间满足：

p₄＝p₄₁+p₄₂+p₄₃+p₄₄+p₄₅ (24)

⑥循环②-⑤，每一时间步按照概率执行其中一项演化，当演化步长t大于设定步长T值时，停止演化，概率之间满足：

p₁+p₂+p₃+p₄＝1 (25)

⑦结束。