天基自组织网络分布式抗毁路由算法设计与研究

天基自组织网络是一种大时空尺度的复杂网络,具有节点数量庞大、组成复杂、星间拓扑结构高动态变化等特点。为保证网络信息传输的连续性,亟需设计一种能够尽量减少重路由的出现,并对网络故障情况及时给出准确响应的天基自组织网络路由协议。针对现有卫星路由算法使用的源端重路由方法中存在的时延大、丢包率高的问题,提出一种天基自组织网络分布式抗毁路由算法,以最小化端到端时延为约束求解最优路径,并通过断点续传的方法可以在失效节点处重新探测一条到达目的节点的路径。仿真结果表明,在节点可能失效的场景中,该算法以少量控制开销为代价,可以获得较好的数据传输率和时延性能,保证了路由的可靠性和抗毁性。     

基于抗毁性的军事通信网可靠性和节点重要性分析

针对现有对网络拓扑结构的抗毁性测度研究的不足,从抗毁性角度对网络可靠性和节点重要性进行分析。通过对在不同节点-链路可靠性条件下的网络聚类生存度进行统计分析,得到能够反映网络抗毁性和节点抗毁性的指标——网络聚类抗毁度和节点抗毁度,并进行了仿真分析。仿真分析结果表明,节点抗毁度对节点重要性的分析克服了现有方法的缺点,较为科学、准确。     

多属性决策分析在地域通信网络关键节点识别中的应用

为解决传统地域通信网络节点识别存在的局限性,采用 DS 证据组合方法融合不同节点属性对地域通信 网络节点关键性进行综合评价。首先将地域通信网络关键节点影响因素划分为节点指挥层次、节点信息流量和节点 拓扑特征等不同属性,建立地域通信网络关键节点评价体系,并以层次分析法为基础计算节点评价属性权重划分, 通过仿真验证与传统节点识别方法进行对比。结果表明：该方法能克服单一属性评价的不足,具有更细化的评价能 力和更准确的评价结果排序。     

节点收缩和分解对节点加权复杂网络效能影响评价

针对复杂网络中无权网络不能解决节点之间相互作用的强度和连边的多样性、差异性等问题,对加权复杂网络中节点收缩和分解其影响进行研究。通过构建节点加权复杂网络模型,定义了网络服务效能和抗毁性能评价指标,分析了其效能评价指标,对网络中加权节点的收缩与分解过程进行形式化描述,在此基础上提出了节点收缩和分解实现算法和网络效能评价方法,并以典型的装备保障网络为例,对该评价方法的有效性和可行性进行了验证。实践分析表明:1)网络节点收缩可有效提高网络的服务效率,但抗毁性下降,节点分解则与之相反;2)网络中负载分布的均匀性与收缩和分解节点的网络拓扑位置及节点的负载情况有很重要的关系。     

基于依赖网络的作战体系指挥效能分析

为了更好地为军事人员进行指挥活动提供辅助决策,提出一种关于作战体系指挥效能的分析方法.首先基于复杂网络理论,构建作战体系网络模型,将作战体系网络分为逻辑指挥网络和物理通信网络;然后采用依赖网络理论对2个网络之间的依赖关系进行描述,通过分析指挥节点、火力节点、侦察节点以及通信节点之间的作战流程关系,确定了评估作战体系指挥效能的评价指标以及计算方法,并通过仿真计算实验对该评价指标进行了分析.分析结果表明,该方法对于认识和分析当前复杂作战体系具有实际的应用价值和指导意义.     

基于OODA环的杀伤网节点重要性评估

基于网络信息体系的联合作战中,破坏敌杀伤网、降效敌杀伤体系作战效能,要求能够识别敌杀伤网中关键节点。基于OODA环理论及杀伤链概念建模,利用节点删除法,通过网络作战能力及网络循环效率两项指标的下降程度评估杀伤网节点的重要性,克服传统评估方法在指标计算中存在冗余的问题,提高评估精度。采用该方法评估某作战演练中敌方杀伤网节点的重要性,精准识别指挥决策节点的枢纽作用,验证方法的有效性,并对杀伤网节点的重要性进行评估排序,为选择进攻要点提供依据。     

基于模糊局部维数的装备保障网络节点重要性评估

在信息化智能化作战背景下,各级各类保障机构交织成网状结构,对重要保障节点进行有效防护已成为提高装备保障网络整体抗毁性的重要关注问题。针对目前普遍使用的节点删除法、重要度贡献法和效率矩阵法等无法有效区分局部范围内节点重要度的难题,基于复杂网络分形与相似性原理,构建节点隶属度函数表达式,实现了在给定半径范围内不同最短距离节点对中心节点的影响分析,进而通过模糊局部维数描述网络节点的重要性大小,并详细叙述具体的算法。实例验证表明,该方法能够快速准确地确定装备保障网络中的重要节点,为有针对性地实施节点攻击免疫提供决策支持。     

—种面向卫星综合信息网的网络管理系统

卫星综合信息网是卫星通信与传统网络技术融合的必然发展趋势。网络中的卫星节点是具有星载系统的智能实体。由于网络本身所特有的动态性、高延迟特性以及资源的受限性，传统的网络管理不能适用于这种网络。为此，提出了一种新的网络管理体系并设计了新的面向对象的网管协议。基于此协议开发了卫星综合信息网的网络管理系统，并针对卫星网络的特点，提出了资源和任务管理，有效降低了网络的高延迟、异构及资源受限对于网管的影响，提高了卫星网络管理的有效性和准确性。     

基于OODA环的天基信息支援防空反导作战建模

在分析天基信息支援下的防空反导作战过程基础上,提出了天基信息支援防空反导的作战示意,基于OODA环建立天基信息支援防空反导作战模型,将天基信息支援防空反导作战与作战网络复杂性、信息力等结合起来,分析了防空反导作战环路速度,提供了一种从复杂网络研究到作战的定量分析模型。     

基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法

针对天基信息支援装备体系效能评估存在的问题,提出一种基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作 战效能评估方法。构建基于系统动力学的仿真平台获取仿真数据,采用基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法以及期 望最大化(expectaion maximization,EM)参数学习算法对数据样本进行学习构建贝叶斯网络模型,以正向推理、因果 追溯推理、阶段分析推理3 种方式进行作战效能分析;通过该模型深入分析海上方向远程精确打击移动舰船目标的 作战场景下天基信息支援装备体系中诸多影响因素之间的相互关系与影响程度。仿真结果表明：该方法应用在天基 信息支援装备体系作战效能评估具备有效性和可行性,能够为武器装备体系效能评估提供技术支撑。     

基于三角结构的空间信息网络节点重要度评估方法

针对复杂网络中节点重要度的度量问题,提出一种社团介数与三角形结构结合的节点重要度评估模型。 同时考虑节点度、节点的位置信息和网络的社团结构,在多个空间信息网络模型上进行实验,验证了提出模型的有 效性。结果表明：相对于其他指标,该模型在空间信息网络上能更加精确地度量节点的影响力。     

基于相似性的战场网络攻击策略

针对战场网络的复杂性结构特点,分析作战单元的个体属性及网络属性,提出一种相似性计算方法,创建基于节点相似性的战场网络模型.通过计算作战单元之间的相似性值,求解战场网络链路重要性排序,提出基于节点相似性的战场网络攻击策略,为战场指挥员作战指挥提供辅助决策支撑.基于仿真实例数据,运用基于节点相似性的攻击策略与基于边介数和基于度乘积的攻击策略进行攻击效能对比.实验结果表明,该攻击策略具有有效性和实用性.     

考虑双层耦合复杂网络的装备重要度评估方法

针对现有装备重要度评估方法忽略装备功能结构特征及装备属性影响的问题,提出了一种考虑双层耦合复杂网络的装备重要度评估方法。在分析装备重要度评估指标体系的基础上,全面考虑装备之间的空间关系以及装备功能之间的指挥控制、协同关系,构建了装备体系结构双层耦合复杂网络模型;结合网络结构特征确定了节点重要度评估方法,综合考虑装备节点重要度及属性重要度,通过改进群层次分析法确定耦合强度并进行装备重要度综合评估。通过算例验证了该评估方法的有效性及合理性。     

基于神经网络的效能评估方法综述

为进一步推动效能评估的应用,对3类主要的效能评估方法进行分析。阐述基于神经网络的效能评估方法的基本原理和研究现状,总结归纳基于模糊神经网络、BP神经网络、深度学习等评估方法的优势与不足,指出基于小样本深度学习的效能评估方法必将成为未来的发展趋势,以及该方法当前面临的挑战与展望。     

联勤保障网络修复过程仿真

针对现有网络修复的方式都是给予故障节点(边)一定的修复概率,并没有介绍网络修复的方法及修复过程中评价标准的问题,提出一种保障网络故障修复的具体方法以及修复过程评价指标方法.通过分析联勤保障网络的实际情况,结合网络遭袭后边毁伤不同结果,分别建立了量化其修复的评价标准,描述了保障网络的修复过程,给出了该过程具体的算法步骤,并将联勤保障网络抽象成双层立体加权网络模型进行仿真分析.仿真结果表明,该算法能较好地量化保障网络的修复过程.     

基于功能链的融合网络功能抗毁性评估

为解决现有作战网络模型抽象度过高、网络功能复杂性研究不够充分的问题,提出了一种 针对融合网络的功能抗毁性分析方法。建立作战体系融合复杂网络模型,在单层网路中处理异质、融合的节点;提出新的功能链概念,并基于功能链定义了节点的功能参与度和业务强度;在此基础上,定义功能完整度为网络功能抗毁性测度,对融合网络模型进行抗毁性评估。在抗毁性实验中,采用3类攻击方式对网络进行打击：网络信息完全未知情况下的随机攻击;网络信息不完全已知情况下的蓄意攻击——按节点度攻击;网络信息完全已知情况下的蓄意攻击——按功能重要度攻击和按贪婪规则攻击。实验结果显示：网络对抗随机攻击能力较强,对抗信息不完全已知的蓄意攻击能力稍弱,对抗信息已知的蓄意攻击能力较弱,验证了所提算法合理性。