[发明专利]一种复杂网络的体系重构能力测评方法及系统

说明书

本发明涉及一种复杂网络的体系重构能力测评方法及系统，首先构建待测评网络对应的复杂网络体系模型；其次根据复杂网络体系模型计算重构能力测评总指标；然后按照扰动注入参数向复杂网络体系模型中注入扰动，监控并记录测评信息；最后根据测评信息分析待测评网络的体系重构能力。本发明分析比对复杂网络体系模型受到扰动压力注入后，基于测评信息中各指标的演化趋势特征，实现对体系重构能力的精准量化计算，从而更加精确清晰地刻画复杂体系的重构能力，根据重构能力量化测评指标进一步提升体系生存性和恢复性，建立有力的体系对抗优势。

技术领域

本发明涉及复杂网络重构能力测评技术领域，特别是涉及一种复杂网络的体系重构能力测评方法及系统。

背景技术

近年来，网络科学发展日趋成熟，涌现出许多新型复杂网络如5G网络、配电网络、社会网络、交通网络、生物网络和作战网络，其共有特征在于复杂性、层次性、异构性、涌现性、鲁棒性及自适应性。体系是指由感知、指控、行动等系统组成的能动态适应外部变化环境的复杂巨系统，可兼容并更好地描述新型网络的这些特征。体系具有组成力量多样性、行动不确定性等特点，且由于偶然性、非线性和自组织性等因素存在，体系具有很强的复杂性。从本质上看，体系也可以看成是各类网络的综合集成，体系和网络二者具有天然的同构性和特征相似性。

体系重构，即从平时体系网络节点静态设计角度，围绕体系效能需要，基于体系各网络节点之间的依赖关系，面向给定任务，以体系效能最大化为优化目标，建立体系的初始配置最优化模型。实现在满足体系网络节点之间支援和依赖关系的前提下，优化配置体系的基本组成单元，使体系具备面向给定任务的最大效能。从网络节点动态使用角度，围绕体系任务需要，考虑网络节点可能发生有限的损毁率和故障率，从而导致的体系能力下降。通过对体系的组成单元实施重构配置和故障修复，在给定相应时间内，使体系效能恢复最大化，体现体系能力的重构自恢复功能。

为提高体系韧性、弹性、可靠性，维持高水平体系效能，保证体系与环境在行为交互尺度上的复杂度，获取网络对抗中的优势，需要在不同尺度下，按一定策略对网络实施动态重构，需要使体系拥有较强的动态自适应重组重构能力。

针对衡量体系重构能力的量化测评指标，现有研究主要围绕系统扰动发生时通过一定策略的重构从一定程度上恢复体系效能或提出某种特定重构策略。现有的重构应用多止步于体系网络建模、体系可靠性分析，乃至面向某种特定领域(如5G网络、配电网络)的特异化重构方法和优化，并未关注体系的重构能力及其量化测评。

体系相对于简单系统，其规模较大、功能复杂、拓扑不断变化，导致体系演化规律和故障规律相对复杂，演化形式也极为多样化。为了使体系具备在复杂工作环境下仍能正常运行的能力，复杂体系的重构能力需要有所提升。但由于体系的复杂巨系统特性，使得如何量化体系的重构能力并进行有效测评成为现阶段的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂网络的体系重构能力测评方法及系统，以实现对待测评网络的体系重构能力进行测评。

为实现上述目的，本发明提供了一种复杂网络的体系重构能力测评方法，所述方法包括：

步骤A：构建待测评网络对应的复杂网络体系模型；

步骤B：根据所述复杂网络体系模型确定测评信息；所述测评信息包括复杂体系模体浓度、各网络模体的重要度归一化值和网络结构熵和重构能力测评总指标；

步骤C：判断迭代次数是否大于或等于设定次数，如果迭代次数大于或等于设定次数，则执行“步骤F”；如果迭代次数小于设定次数，则执行“步骤D”；

步骤D：给定扰动注入参数；

步骤E：按照所述扰动注入参数向所述复杂网络体系模型中注入扰动，并将注入扰动后的模型作为复杂网络体系模型，返回“步骤B”；

步骤F：根据多组测评信息分析待测评网络的体系重构能力。