基于超网络的指挥信息系统结构抗毁性优化方案探索性分析

指挥信息系统结构抗毁性优化是提高战时指挥信息系统生存能力的重要实践手段.针对已有指挥信息系统进行抗毁性优化的研究亟待展开,其抗毁性优化存在复杂关联性与不确定因素较多的问题.考虑系统中指挥与通信的关联关系建立基于超网络的抗毁性模型,在此基础上提出指挥信息系统结构抗毁性优化方案的探索性分析方法.通过实例得出了不同现实条件约束下提高指挥信息系统抗毁性的具体实施方案及结论,可为战时提高指挥信息系统生存能力提供决策参考.     

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.     

常态执勤指挥模型关键节点识别及抗毁性研究

在常态执勤指挥模型的基础上,重点对树状指挥网络和级联指挥网络的抗毁性进行研究。通过建模仿真的方法,对三种执勤指挥模型进行随机攻击和蓄意攻击,对比分析最大连通子图规模、网络效率和全局聚集系数等指标,找出抗毁性最强的常态执勤指挥网络模型。应用集体影响力算法识别抗毁性能最好的指挥网络的关键节点,与基于节点度大小的传统关键节点识别方法进行对比,证明基于集体影响力算法识别关键节点更加准确,目的是为未来常规执勤指挥网络的优化和防护提供理论指导。     

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.     

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。     

跨层协同指挥控制网络抗毁性研究

针对跨层协同指挥控制网络特点,研究指挥控制网络抗毁性问题。运用复杂网络理论解析指挥控制网络体系,提出跨层协同指挥控制的结构模型和生成算法。在此基础上,分析了指挥控制网络的多类型复合攻击策略,引入自然连通度作为网络抗毁性测度指标。仿真分析多类型复合攻击策略下的跨层协同指挥控制网络抗毁性。     

不同越级方式的指控网络效率分析

通过对指挥控制关系的分析,将指挥者和指控关系抽象为简单的网络,并针对指控网络扁平化的发展趋势,从传统的树状指控网络出发,构建了具有不同越级指挥层次的指控网络模型。同时,基于复杂网络理论,提出了时效性和抗毁性的指标来评价越级指控网络的效率。通过仿真,计算了树状指控网络、3种不同越级指控网络分别在未被攻击、随机攻击和优先攻击情况下的时效性、抗毁性,通过对比与分析,说明了越级指控网络在各种攻击情况下的优势与不足,对未来指挥方式能够提供有益的借鉴。     

基于杀伤链的动态重构作战网络抗毁性分析

作战网络的动态重构过程是其重要特征之一,从杀伤链的角度构建作战网络的动态重构过程,有利于提高作战网络的作战能力和抗毁伤能力。提出了基于杀伤链的动态重构作战网络抗毁性分析。描述了基于异质网络的作战网络模型和典型的杀伤链模型。从杀伤链角度给出了作战网络在节点失效过程中的动态重构策略,并提出了基于杀伤链的网络抗毁性指标。在方法研究基础上进行了案例分析。分析结果表明,动态重构作战网络的抗毁性高于无重构的作战网络,动态重构过程提高了作战网络的抗毁性。动态重构作战网络在度优先攻击策略下的抗毁性明显低于随机攻击策略下的抗毁性。该方法对于作战网络在动态重构下的作战能力评估和分析具有重要意义。     

指挥控制结构的抗毁性分析研究

指挥控制结构的抗毁性决定了战时指挥控制体系在遭受敌打击时,其减缓受到的损害和恢复其相关能力的能力,在未来信息化作战条件下具有重要的现实意义。为了明确指挥控制结构的抗毁性与攻击方式等因素的关系,在指控复杂网络模型的基础上,对抗毁性的描述参数进行了定义,以仿真实验的方式对比了随机攻击与重点攻击、考虑时间因素的攻击、按照不同标准(度和介数)排序进行的攻击等。从而揭示了信息化作战环境下指挥控制结构抗毁性的表现与维护重点。     

基于加权网络模型的指挥节点重要度评估方法

指挥节点重要度评估是研究指挥网络可靠性和抗毁性的重要内容。通过定义加权网络节点重要度贡献矩阵,提出了一种利用节点重要度评价矩阵确定加权网络关键节点的相对重要度的方法,该方法能充分考虑节点的位置信息、邻接节点的重要度贡献关系;结合作战任务对社区的依赖度,设计了节点全局重要度评估算法,并利用该算法对典型网络节点重要度进行了分析,结果表明算法有效、可行。     

基于复杂网络的联合作战指挥网络拓扑结构

以复杂网络理论为基础,对联合作战指挥网络进行拓扑抽象,将指挥机构视为网络的节点,将指挥关系视为网络的边,构建了传统树状指挥网络模型、增加同级边互联的改进型指挥网络模型和不同层级边互联的交叉互联型指挥网络模型。并分析了三种网络的网络特性,以网络化效能系数（ CNE）作为度量指标,对三种网络抗毁性进行了比对分析,指出了未来联合作战指挥网络体系需要具备的特征,对探索信息化条件下高效的联合作战指挥进行了有益的探索。     

战场通信网络战时抗毁性初探

以战时应用为背景研究了战场通信网络的战时抗毁性定义,分析了影响抗毁性的可能因素,提出了基于干线节点密度变化、网络可通性度量及网络流量变化等的战场通信网络战时抗毁性评价指标,并提出了提高军用通信网络战时抗毁性的可能措施和方法。     

军事通信网抗毁性研究

军事通信网是军队现代化信息化的基础网络,其抗毁性研究作为军事通信网设计、规划与优化的重要前提而成为一个关键问题。文章就军事通信网抗毁性研究这一问题,对现有的文献从研究角度分成静态抗毁性分析、动态抗毁性分析、关联抗毁性分析和网络流分析四类,进行分析和综述。然后从不同研究特点比较这四类研究方法,阐述这几类方法的优缺点和应用范围。最后总结了这几类方法的研究进展以及未来的研究方向。     

装备器材保障网络仿真与抗毁性测度

研究了计算机仿真生成装备器材保障网络的方法。基于生成的装备器材仿真网络,从网络拓扑层、保障业务层2个层次构建了装备器材保障网络抗毁性测度指标与模型,通过仿真实验对装备器材保障网络的抗毁性能进行了分析,结果表明:构建的装备器材保障网络在网络拓扑层具有较好的抗毁性能,特别是在面临随机攻击时,其抗毁性能较为满意;而在保障业务层其抗毁性能较弱,需考虑采取措施以避免外界因素对保障业务的干扰,进而提高装备器材保障网络的抗毁性。     

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。     

基于网络组织有序度的指挥体系优化算法

针对信息化条件下指挥体系结构的特点,运用复杂网络理论,提出了指挥体系的优化算法,将组织有序度最大化作为目标函数,以边的关键度作为调节变量,构建了优化模型和算法,并对指挥网络进行了实例分析,对比优化前后指挥体系在平均路径、聚类系数、度分布以及网络的抗毁性等指标上变化,最后得到最优化的指挥网络。该算法对指挥流程的优化具有一定的参考价值和指导意义。     

基于“保障重心”的作战网络拓扑重构方法

针对精确作战的网络组织需求,提出了一种基于"保障重心"概念模型的作战网络拓扑重构方法:从指挥视角出发,以指挥流程为主线,围绕任务紧要性特点组织作战网络的拓扑重构。对"保障重心"概念模型进行了规范化描述,剖析了"保障重心"与作战网络拓扑重构的关联性。围绕"保障重心"的数据信息流特征及通联需求,构建了以提升网络通信能力和抗毁能力为目标的作战网络拓扑重构模型。最后,通过应用实例进行了验证,结果表明:该方法可显著提升重构网络的传输能力,为开展精确作战、指挥和保障研究提供了方法支撑。     

卫星通信网络拓扑与抗毁性关系研究

本文分析了卫星通信的网络拓扑结构,研究了网络拓扑结构对系统抗毁性的影响,提出了网络生存性和网络抗毁性的指标,并针对军用卫星通信的现状,对抗毁性进行了分析,认为从抗毁性的角度,多星多级网络具有更好的抗毁性能。     

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。     

任务驱动的一体化作战指挥信息系统高效协同技术

针对一体化网络中心战下各参与方作战指挥信息系统的异构性、自治性、多样性等特点给联合协同作战带来的问题,提出了任务驱动的一体化作战指挥信息系统高效协同技术。以作战目标为导向将各作战力量和资源按需聚合和自主协同,引入自主个体、虚拟任务共同体和虚拟任务执行体,构建一体化虚拟作战指挥环境,为各作战单位提供高效、协同、透明的一体化服务。分别从核心元素、系统框架分别介绍高效协同体系结构,结合陆军合成营指挥信息系统案例对高效协同技术各组成部分进行深入分析,验证该技术的可行性。