[发明专利]一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法

说明书

本发明提供一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法，其步骤A：构建数据链网络结构可靠性模型，步骤B：生成数据链网络失效模型，步骤C：评估数据链网络的运行可靠性；本方法针对现有数据链网络可靠性评估方法在应对数据链网络的故障多层耦合、级联失效等问题上的局限性，通过建立数据链网络运行时的动态超网络模型，分析数据链系统运行时在受到扰动下的抗干扰能力、任务流程稳定性，评估数据链系统的运行可靠性，该方法易分析，贴合实际，具有较好的工程应用前景。

技术领域

本发明提出了一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法，它涉及一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法，属于可靠性技术领域和复杂性科学领域。

背景技术

高一体化程度是未来战争的重要特征之一，作战体系将受到多层次、全方位和全时空的威胁，仅依靠过去通过改善武器装备的物理性能、增强主要打击平台的火力强度的方法已经不能有效的适用于作战体系间的对抗模式。数据链的出现从根本上改变主战装备战斗力的跃升方式，通过将信息化、智能化作战平台上众多的作战系统链接起来，提高主战平台的态势感知能力、信息传输效率、自动控制水平、快速反应能力、自我防护能力和火力打击效能。数据链以通信网络为纽带，以指控连通为核心，将遍布陆海空天的战场感知系统、火力打击系统等作战要素联合为一个有机整体的作战网络系统，实现全维感知、实时传输和智能决策，是未来信息化、智能化和一体化军队战斗力的倍增器。通过数据链系统，能从根本上解决战场上的协同难题，实现低效能的协同式联合作战向信息化条件的一体化联合作战的转变，使各军兵种和各作战单元的作战行动时刻都能在整个作战计划的指导下高效默契的进行，这种高效能、一体化的特征也对整个数据链系统在运行时的稳定性和可靠性提出了更高的要求。面对数据链网络结构多层耦合、交互信息庞杂且种类繁多、动态运行时故障模式复杂时变等特征，传统的可靠性建模和评估方法已经无法满足数据链系统对运行可靠性的要求。

复杂网络理论作为一种抽象描述复杂系统整体结构与系统内部个体间交互规律的模型方法，为数据链系统运行时状态的网络化抽象与建模提供了理论基础。然而，现有网络可靠性建模及评价手段仅适合处理静态或局部单一性质的网络系统，在数据链网络的可靠性评估上，忽视了网络结构的动态性、异质性和耦合性，难以应对不同任务视角下数据链动态网络的可靠性评估需求。超网络理论作为复杂网络理论的一个分支，可以用来描述和表示网络之间的相互作用和影响，满足数据链网络拓扑结构随时间和任务动态变化的需求，建立起动态多层耦合的超网络模型，能更加贴合系统真实运行和实际故障状态。

本发明主要对数据链网络的运行可靠性评估提出了一套解决方案，首先根据所研究数据链系统的实际情况，通过超网络分析，对数据链系统进行运行可靠性建模，该可靠性模型主要从数据链动态实际运行的视角考虑，通过具体任务下的数据链网络运行数据收集，建立起数据链网络的动态超网络模型，并给出运行可靠性指标，后以此模型为基础，使用建立起的不同失效模式对数据链系统进行运行可靠性测评，分析结果最终完成数据链网络的可靠性评估，对数据链系统动态运行时的故障分析和任务流程优化具有指导性意义，具有易分析、视角全、贴合实际等特点。

发明内容

本发明主要提供一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法。现有的数据链网络可靠性建模及评价手段仅适合处理静态或局部单一性质的网络系统，忽视了在具体任务下，数据链网络运行时的动态性、异质性和耦合性，无法覆盖数据链系统多层次的任务视角，难以应对数据链网络的运行可靠性评估需求。于是我们提出一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法。

针对以上的技术问题以及本发明的目的，本文提出了一种基于超网络理论的数据链网络运行可靠性评估方法，方案包括如下部分：

(一)发明的目的