[发明专利]一种基于层级-熵的指挥控制网络重构方法

说明书

本发明公开了一种基于层级‑熵的指挥控制网络重构方法，包括：根据作战链路熵的概念，建立基于层级‑熵的节点连边重构概率计算模型；获取节点升级度、越级度、转隶度；通过所述节点升级度、越级度、转隶度，构建指挥控制网络的组合重构策略。本方法引入调节系数，构建基于层级‑熵的节点连边重构概率计算模型，通过基于层级‑熵的指挥控制网络重构方法，提高了网络重构效果，降低了网络重构成本，满足了指挥控制网络重构的需要。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种基于层级-熵的指挥控制网络重构方法。

背景技术

指挥控制网络不仅具有层次关联复杂、通信链路交错、网络动态变化的特征，而且还具有信息流动交互频繁、节点负载分布不均等特点，使得网络一旦受到攻击，易造成一些节点(边)失效，甚至引起整个网络瘫痪，这就需要考虑网络重构问题。可以通过增加/删除节点(边)的方法来实现指挥控制网络的重构，但是增加节点的重构方法将造成网络成本的增加；删除节点的重构方法将使得网络规模减少、网络功能受损。因此，国内外关于指挥控制网络重构方法的研究主要集中在边的不同重构策略上。

现有的指挥控制网络重构方法大多依据节点重要度、节点相似度等，没有综合考虑节点重要度与边重要度，难以兼顾网络的局部与全局信息；同时，没有考虑指挥控制网络的层级特征，难以满足指挥控制网络抗毁重构的需要。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供一种基于层级-熵的指挥控制网络重构方法，其构建了基于层级-熵的节点连边重构概率计算模型，增加了调节系数，既考虑了指挥节点层级，又考虑了作战链路熵，有效提高指挥控制网络抗毁重构效能。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种基于层级-熵的指挥控制网络重构方法，包括：

根据作战链路熵的概念，建立基于层级-熵的节点连边重构概率计算模型；

获取节点升级度、越级度、转隶度；

通过所述节点升级度、越级度、转隶度，构建指挥控制网络的组合重构策略。

进一步的，根据作战链路熵的概念，建立基于层级-熵的节点连边重构概率计算模型，具体为：

获取指挥控制网络的作战链路熵E为：

其中，N为网络节点数，E为网络抗毁熵，用来衡量网络的抗毁性能；I_c为节点v_c的重要度系数，定义为：

其中，b_c为节点v_c的作战链路介数；

考虑到指挥控制网络显著的层级性特征，同时兼顾指挥控制网络的全局信息和局部信息，建立基于层级-熵的节点连边重构概率计算模型，具体如下：

假设节点i和j的作战链路熵分别为E_i、E_j，节点i和j所处的层级分别为d_i、d_j，且d_i,d_j≥1，α为调节系数且α∈[0,1]，则任意两个节点i和j连边重构概率计算如下：

从上式看出，通过(1-α)调节连边重构概率的层级影响，(1-α)值越大，表示网络层级性在连边重构概率中的比重越大，网络重构的层级性影响越明显；当α＝0时，表示节点连边重构概率完全依据其层级性；当α＝1时，表示节点连边重构概率仅受到节点熵的影响，不依赖于其层级性。

进一步的，获取节点i的升级度J₁(i)公式为：