[发明专利]基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法和系统

权利要求书

1.一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，包括：

获取基础设施网络拓扑结构，并将边转化为权重相同的虚拟节点，得到虚拟点集合；

使用加权聚类算法计算通过毁伤圆毁伤的节点和所述虚拟节点，得到关键区域；

使用覆盖节点关键区域搜寻算法对覆盖真实节点的关键区域进行计算，得到对应边保存比率值；

使用单个关键区域搜寻算法计算基础设施网络的单个关键区域，得到单个边保存比率值；

使用多关键区域搜寻算法计算基础设施网络的全部关键区域，得到边保存比率值集合；

对通过所述保存比率值集合得到的损失比率累积值进行归一化，得到评估结果；

所述使用加权聚类算法计算通过毁伤圆毁伤的节点和所述虚拟节点，得到关键区域，包括：

使用毁伤圆来仿真物理攻击转化后的所述基础设施网络拓扑结构，获取权重最大的节点作为起始点，并以所述起始点为轴，将所述毁伤圆绕轴滚动一周得到扫描圆，进而得到被毁伤圆毁伤的节点和所述虚拟节点的候选集；

计算所述候选集中全部点的权重并按降序排列，获取设置的空集作为聚类集，将所述起始点作为上级重心放入所述聚类集后，在所述候选集中取权重最大的点作为新增点进行加权重心计算得到新重心，判断所述新重心与所述上级重心和所述聚类集中所有点的距离与所述毁伤圆半径的比值，遍历所述候选集中的全部点进行重心的计算，得到聚类集和覆盖所述聚类集的以最终重心为圆心的毁伤圆即关键区域。

2.如权利要求1所述的一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，判断所述新重心与所述上级重心和所述聚类集中所有点的距离与所述毁伤圆半径的比值，包括：

若所述新重心与所述上级重心的距离、所述新重心与所述聚类集中所有点的距离，均小于或等于所述毁伤圆半径，则将所述新重心转化为所述上级重心，保留所述聚类集中的所述新增点；

若所述新重心与所述上级重心的距离、所述新重心与所述聚类集中所有点的距离，至少有一个值大于所述毁伤圆半径，则放弃新重心，并在所述聚类集中删除所述新增点。

3.如权利要求2所述的一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，所述使用覆盖节点关键区域搜寻算法对覆盖真实节点的关键区域进行计算，得到对应边保存比率值，包括：

选择边保存比率计算所述关键区域，并根据遍历所有真实节点生成的所述扫描圆计算出最小均分距离和平均均分距离，以任一真实节点为圆心生成扫描圆获得所述候选集，并遍历候选集中所有真实节点和虚拟节点，采用加权聚类算法计算得到每个初始重心对应的关键区域和边保存比率，并按所述边保存比率升值排列，选择边保存比率值最小的关键区域，得到覆盖该真实节点的关键区域及其边保存比率值。

4.如权利要求3所述的一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，所述使用单个关键区域搜寻算法计算基础设施网络的单个关键区域，得到单个边保存比率值，包括：

遍历所有真实节点，采用所述覆盖节点关键区域搜寻算法计算对应覆盖每个真实节点的关键区域和边保存比率，生成候选关键区域集合，并按边保存比率升值排列所述候选关键区域集合，选择边保存比率值最小的为第一次迭代的单个关键区域。

5.如权利要求4所述的一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，所述使用多关键区域搜寻算法计算基础设施网络的全部关键区域，得到边保存比率值集合，包括：

通过得到的所述第一次迭代的单个关键区域，按照所述关键区域对基础设施网络进行攻击并记录攻击后的网络拓扑结构，代入下一次迭代，通过多次迭代直到边保存比率达到设定值或全部节点毁伤，得到所述多关键区域的集合和对应边保存比率值集合。

6.如权利要求5所述的一种基于区域毁伤的基础设施网络抗毁性评估方法，其特征在于，对通过所述边保存比率值集合得到的损失比率累积值进行归一化处理，得到评估结果，包括：

将所述边保存比率值集合进行损失比率累积计算的结果作分子，将基于网络覆盖面积进行损失比率累积计算的结果作分母，对所述分子和所述分母的比值开根号，得到评估结果。