[发明专利]基于离散事件系统范式的数据链脆弱性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于离散事件系统范式的数据链脆弱性分析方法。本发明先构建支持场景规则的DEVS模型；再根据JCAS中的任务场景，构建数据链测试结点以模拟任务场景中的各个单元与能够管理与监听所有结点通信的总控单元；针对不同数据链测试结点两两之间的通信链路设置不同程度的通信干扰；在具有通信干扰条件的模型中执行测试；由总控单元获取测试完成后的各结点状态，结合消息监听数据计算数据链路脆弱性分析指标，给出当前任务当前通信干扰条件设置下各结点的脆弱性程度。本发明使用离散事件系统范式与通信干扰条件模拟建立数据链脆弱性分析系统，最终的执行结果通过各种指标计算获得不同任务场景下不同通信干扰条件下的结点脆弱性分析结果。

技术领域

本发明涉及网络化复杂信息系统仿真与建模领域，以MIL-STD-6016B(后简称6016B规则)中的报告职责、信息管理(重点是航迹相关)、指控交接规则协议为典型研究分析对象，以JCAS为典型场景想定，测试与分析系统数据链中结点脆弱性的方法。

背景技术

数据链系统是一种信息系统，在该系统中的例如传感器，武器平台，控制(C2)单元，非控制单(NC2)等参与单元之间，可以自动的发送和接收符合指定格式和通信协议的格式化数据。作为一种特殊的链路信息系统，数据链主要应用于军事平台之间，用于确保信息共享和信息保密。与传统的通信系统相比，数据链系统具有更好的互操作性，互操作性是系统参与单元基于交换和利用数据，以实现战术功能的目的。数据链系统的建模与互操作性测试一直是一个巨大的挑战，尤其是，随着测试需求的发展，为了应对不断变化的测试需求，我们需要不断的自动化，智能化数据链系统的建模与其互操作性测试，这是一个非常值得研究和挑战的任务。

6016B系列消息规则是由美国军师司令部制定的标准消息格式和通信协议，其作用在于链接传感器、指挥控制系统和武器平台，从而实时自动地传输战场态势、指挥引导、战术协同、武器控制等格式化数据。根据6016B规则，可以实现多个参与单元之间的数据互联互通，美军及其盟军利用其互操作性装备大容量、抗干扰、保密的战术信息分发系统，同时使其具备相对导航、网内识别、任务管理、武器协同、目标监视、空中控制、数字保密话音和电子战支持能力，是美军数据链实现互联互通互操作的基础。

离散事件系统范式(DEVS)形式主义的概念最开始由Bernard Zeigler引入，其提供一种以分层和模块化的方式对离散事件系统进行建模的方法。DEVS以一种特殊形式展示了系统理论和建模的概念。并支持从物理和行为的角度捕获系统行为。DEVS不仅可以用于离散事件模型，也可以作为实现其他系统形式体系的计算基础。带端口的并行离散事件系统规范(DEVS)的原子模型结构可以由一个八元组表示，如下列公式:

M＝X,S,Y,δ_int,δ_ext,δ_con,λ,ta (1)

其中，X表示输入值集合，S表示状态集合，Y表示输出值集合，δ_int表示内部状态转移函数，δ_ext表示外部状态转移函数，δ_con表示紧急时刻状态处理函数，λ表示输出函数，ta表示时间推进函数。

带端口的并行离散事件系统规范(DEVS)的耦合模型结构可以由一个六元组表示，如下列公式:

N＝X,Y,D,M_d,I_d,Z_i,d (2)

X表示输入集合，Y表示输出集合，D表示DEVS原子模型名称集，M_d表示DEVS原子模型集合，I_d表示模型d的影响者模型集合，Z_i,d表示模型i到模型d的输出转换函数。

发明内容