[发明专利]基于多层耦合关系网络的关键基础设施脆弱性测评方法

摘要

本发明提供一种基于多层耦合关系网络的关键基础设施脆弱性测评方法，步骤如下：一：获取系统节点信息与历史故障数据，确定合适的节点数量、空间分布、时间范围与时间间隔；二：考虑节点间关联的时间延迟的方式定义每对节点之间的边权、方向、时间延迟等，形成加权有向的多层耦合关系网络；三：使用节点的度(连边数量)等网络结构指标，及其在整个网络上的均值等，作为单个节点乃至整个系统的故障耦合关系强弱的评价指标；通过以上步骤，本发明能够有效的发现与度量现实系统节点间客观存在的故障耦合关系；对于将来发展节点关键程度的评价方法具有启发性作用，从而为更好地理解基础设施的系统脆弱性服务。

主权项

1.一种基于多层耦合关系网络的关键基础设施脆弱性测评方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：步骤一：获取系统节点信息与历史故障数据，确定节点数量、空间分布、时间范围与时间间隔，从而获得每个节点的故障时间序列；根据实际系统耦合关系探测的需要，对节点时间序列进行预处理；步骤二：选择所需的故障相关关系计算方式，以考虑节点间关联的时间延迟的方式定义每对节点之间的边权、方向、时间延迟；通过给故障相关性取一预定的阈值，只保留那些足够强的边；分别为每个系统及子系统内部的和不同系统及子系统之间的节点连边后，形成加权有向的多层耦合关系网络；步骤三：针对步骤二中构建的多层耦合关系网络，使用节点的度及连边数量网络结构指标，及其在整个网络上的均值，作为单个节点乃至整个系统的故障耦合关系强弱的评价指标；根据需要观察评价指标随时间及空间的变化趋势；通过以上步骤，本发明提出从多层耦合关系网络的角度对关键基础设施脆弱性的测评方法，能够有效的发现与度量现实系统节点间客观存在的故障耦合关系；这样的耦合关系恰恰是使现代社会关键基础设施系统出现越来越多的大规模安全问题的主要原因之一；本方法是基于复杂网络领域的一些节点重要程度的评价指标，对于将来发展节点关键程度的评价方法亦有启发性作用，从而为更好地理解基础设施的系统脆弱性服务。