修复策略下典型拓扑结构复杂网络抗毁性研究

针对典型拓扑结构复杂网络的抗毁性修复问题,提出了多种修复策略下加权复杂网络对蓄意攻击的抗毁性分析模型。定义了3种修复策略,在基于最大点强的节点攻击方式下,研究了不同修复策略对典型拓扑结构复杂网络修复的有效性。结果表明:重点修复策略对于BA无标度网络和NW小世界网络均具有较好的修复效果,在网络面临蓄意攻击时,采取重点修复策略将极大地提高网络的抗毁性能,这与加权复杂网络上级联失效的优化结论是截然不同的,其中优化效果最好的是偏好修复策略。通过将有限的修复资源分配给网络中的部分关键节点即可较大地提高网络的抗毁性。该方法较为简洁实用,能够为实际网络的抗毁性优化设计提供有益借鉴。     

不同流量的复杂保障网络抗毁性仿真分析

通过引入流量强度指数和流量分布指数,建立了不同网络流量下的复杂保障网络级联失效抗毁性模型。基于该模型比较分析了无标度网络、随机网络和复杂保障网络在不同流量强度和流量分布下对单个节点的随机失效和故意攻击的抗毁性。结果表明:复杂保障网络的抗毁性随着流量强度的增加急剧下降。此外,流量分布对复杂保障网络的抗毁性也有显著影响。     

基于无标度网络的防空反导系统构建

构建高效的防空反导系统是防空反导作战的基础。运用复杂网络理论,建立基于无标度网络防空反导系统模型,并将其统计特征同基于WS小世界网络的模型进行了比较,得出基于无标度网络的防空反导系统有更好鲁棒性和抗毁性,对网络化防空反导系统的构建有一定参考价值。     

无标度网络理论在网络中心战中的应用

根据无标度网络理论对军事信息网络进行分析,认为军事信息网的逻辑层应为符合幂指数分布的无标度网络,传统的以泊松分布为理论基础的随机网络分析方法已不再适用,并通过构建随机网络和无标度网络的实例进行了对比分析,进一步论证了这个结论.根据无标度网络理论,对军事信息网的抗毁性特点进行了分析,得出了"对随机攻击鲁棒性强,对智能攻击脆弱性高"的结论,并提出了以网络连通性为标准,判定节点重要性的一般方法.参照国外的先进网络应用经验,针对军事信息网节点间非常不均衡的无标度特性,给出了"关键节点热备份"和"物理节点分散配置"的抗毁策略.     

基于复杂网络的防空反导体系抗毁性评估

基于复杂网络理论,构建了防空反导体系网络模型,运用实时节点度优先的蓄意攻击方式,对防空反导体系网络的抗毁性进行分析及优化。仿真结果表明,防空反导体系网络具有无标度特性,对蓄意攻击较为敏感,可采用低度数加边的策略来提高网络的抗毁性。仿真结果对网络抗毁性研究具有一定的参考价值。     

舰船电力系统复杂网络特性研究

基于复杂网络理论,根据舰船电力系统自身特点建立了复杂网络模型,并针对目前较为关注的小世界特性和无标度特性,对舰船电力系统的复杂网络特性进行了研究。计算了六种不同类型舰船电网的特征参数,结果表明:当节点数量较小时,电力系统不具备明显的小世界特性;随着节点数量增加,电力系统开始表现出明显的小世界特性,舰船电力系统复杂网络属于典型的非均匀网络。     

基于依赖网络理论的后勤指挥系统建模与抗毁性分析

从复杂网络的角度出发,将后勤指挥系统分为指挥网络和通信网络两个子系统,采用依赖网络理论对其依赖关系进行描述,建立了后勤指挥系统模型.分析了指挥节点和通信节点不同的失效过程并提出抗毁性算法.将仿真实验结果与传统单层网络建模方法的结果进行比较,表明基于依赖网络理论构建模型的方法和抗毁性算法可以应用于后勤指挥系统的抗毁性分析,且能进一步细化抗毁性评估的结果.     

确定性层次网络建模方法及特性分析

为进一步分析复杂层次网络模型拓扑特性,提出一种确定性复杂层次网络的建模方法,该网络模型具备"增长"和"偏好连接"的特性,最后通过理论计算和数值仿真证明该确定性层次网络模型满足小世界效应、无标度特性和层次模块性。结果表明:模型的无标度特性和层次模块性与网络尺寸参数不具备相关性;层次网络中的网络模块内部节点关联紧密,而度值较高的Hub节点通常发挥连接网络模块的作用,从而体现为聚-度关联性满足幂律分布。     

装备体系结构的复杂网络混合模型建模

针对武器装备体系结构复杂的特点,简单的静态方法分析已不足表现体系特征,通过体系层次分析,建立以体系、系统、平台和单元为划分的层次结构,并针对体系结构的增长和演化特点提出一种复杂网络下的混合模型,该模型克服了BA模型和小世界模型各自的缺点,用于描述装备体系结构特点更加贴近实际。案例仿真表明,用混合模型描述的装备体系结构兼具小世界特性和无标度性质,较好地刻画了装备体系结构的动态特点,表明该模型用于描述体系结构是可行的。     

局部信息下的装备维修保障力量网络演化模型

针对现实中仅已知装备维修保障力量系统部分信息的状况,借鉴复杂网络思想,在对装备维修保障力量活动进行网络化抽象的基础上,提出了一种局部信息下的装备维修保障力量网络演化模型。同时,以一种参数可以灵活设置的动态演化模型代替真实的装备维修保障力量作为仿真对象进行研究分析,探讨了3种不同选择概率下随仿真时间变化的各项网络指标,这些指标值验证了装备维修保障力量网络的无标度特征以及小世界特征。     

C2组织无标度网络模型

运用复杂网络理论,在BA无标度网络模型算法的基础上进行改进,建立了C2组织的无标度网络模型,给出了C2组织结构网络的无标度模型算法,并对该算法进行了仿真验证,证明了C2组织结构具有良好的随机鲁棒性.定义了节点的重要度这一概念,并结合节点的重要度来建立C2组织的无标度网络模型,使之更符合C2组织的实际情况.     

基于动态贝叶斯网络的复杂网络抗毁性分析

复杂网络抗毁性是复杂网络在节点或边遇敌攻击后能继续维持基本功能的能力,是衡量军事信息网络鲁棒性和敏捷性的重要指标。针对复杂网络及对作战体系支撑能力的多指标、复杂化和动态演绎特点,在静态分析方法基础上,提出基于动态贝叶斯网络的抗毁性分析方法。建立了复杂网络抗毁性指标体系。构建了基于动态贝叶斯网络的复杂网络抗毁性评估模型,提出确定评估模型参数的方法。仿真验证了方法的可行性和有效性。     

复杂作战网络建模及模型特征

针对传统网络模型难以反映多军种联合作战特点的问题,在传统树状网络拓扑模型的基础上加入了横向连接,构建了一个基于复杂网络的联合作战网络模型。该模型打破了"以平台为中心"的作战样式,体现了信息化条件下联合作战的特点。定义了网络模型的若干参数,通过对仿真计算结果的统计,分析了该模型的特征参数,得出该作战网络具有规则网络和随机网络的特性,且模型从整体上体现出树状层次性、无标度性和小世界特性。     

网络化防空作战C~2结构模型抗毁性

从网络动力学特征的角度,研究网络化防空作战C2结构模型抗毁性问题,针对以往的抗毁性测度指数不适用于C2网络抗毁性研究的现状,考虑C2网络信息融合的时延及战场感知覆盖率等因素,提出的抗毁性测度指标:最大连通片尺寸与网络规模比,最大连通片平均最短路径长度L,网络化效能系数。在指标的基础上对C2网络模型的抗毁性进行研究,并分析不同的空袭策略对防空作战C2网络抗毁性的影响。     

多属性加权的指挥控制网络建模方法研究

针对现有基于指控网络模型中的边连接方法仅能反映局部网络节点的重要性、且仅注重网络连通性难以很好体现网络局部特征的不足,提出了一种基于多属性加权的指挥控制网络模型构建方法。首先,定义节点自身属性有指控能力、节点任务相关程度、空间距离;其次,将度和介数相结合,综合考虑网络局部、网络全局特征以表达节点的网络属性,在与自身属性加权结合下设计了多属性加权的指控网络边连接策略算法。仿真结果表明,该策略建立的指控网络模型满足无尺度特性,具有更高的网络效率和更强的网络抗毁性。     

基于谱测度的地域通信网节点重要性评估

针对已有测度无法准确评价网络抗毁度和节点重要性的问题,提出了一种基于网络邻接矩阵谱特征的抗毁测度。抗毁测度的值越大,网络中替代路径就越多,网络的抗毁能力越强。在此基础上,给出了一种节点重要性评估方法,如果节点失效后网络抗毁测度下降越多,则该节点在网络中的重要性越大。     

基于作战环路的指挥信息系统抗毁性建模与分析

在指挥信息系统抗毁性研究中,网络节点异质性和作战机理的表征与分析不足.针对该问题,基于指挥信息系统主导的观察、判断、决策和行动作战环路,区分网络中信息、指控、打击和通信4类节点,提出作战信息链的概念来反映指挥信息系统运行机理;采用平均时延来刻画作战信息链的时效性,通过转化为经过指定点的最短路径问题给出计算方法;采用链路贯通率来刻画全系统内信息节点和打击节点之间形成有效链路的程度.结合"预先规划+随遇接入"生成的指挥信息系统网络模型,进行了抗毁性仿真分析,验证了方法的有效性.仿真结果进一步表明,指挥信息系统网络在随机攻击和度优先攻击下抗毁性表现出了复杂网络的共性,但其抗毁性结果的异常变化也具有一定的特殊性,从而证实了节点异质性和系统作战机理的影响.     

基于fMRI的静息状态脑功能复杂网络分析

分析静息状态下人脑中不同区域之间的功能连接模式对研究静息状态下人脑正常功能活动具有重要意义。基于复杂网络理论对脑功能网络进行建模,考察静息状态脑功能网络的结构和拓扑特性。结果显示,网络具有小世界性质和无标度特性。进一步引入一种概率混合模型分析网络社团结构,得到的10个子网络中包含视觉系统、听觉系统、运动系统、默认网络以及与执行和工作记忆相关的脑区。推测出静息状态脑功能网络是由这些相对独立又彼此关联的子网络组成,其中楔前叶和扣带回作为网络的关键节点,在信息调度和传递中占据重要地位。     

指挥控制系统网络动态抗毁性

为研究指挥控制系统网络的动态抗毁性,建立了指挥控制系统的多Agent复杂网络抗毁性模型。在模型中,将系统中的每个作战单元看作一个具有自修复能力的Agent;在重点攻击和随机攻击的基础上提出了一种基于攻击力度指数的攻击策略;引入了网络整体效率,并在此基础上提出了一种网络动态抗毁性的度量方法。最后利用仿真的方法对指挥控制系统的抗毁性进行了研究,仿真结果表明网络节点的自修复能力对于网络保持其性能的时间的长短具有很大影响,对提高指挥与控制系统的抗毁性具有一定的参考价值。     

Evaluating Nodes Importance in Regional Communication Network Based on Spectral Measure

针对已有测度无法准确评价网络抗毁度和节点重要性的问题,提出了一种基于网络邻接矩阵谱特征的抗毁测度.抗毁测度的值越大,网络中替代路径就越多,网络的抗毁能力越强.在此基础上,给出了一种节点重要性评估方法,如果节点失效后网络抗毁测度下降越多,则该节点在网络中的重要性越大.