一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法，包含分析数据生成模块，挖掘方法处理模块以及模型评估应用模块，分析数据生成模块首先确立效能评估指标体系，参照指标体系，利用仿真工具计算相应系统参数的系统性能，然后通过模糊层次分析法进行相应的转换，得到系统综合效能，进行多组计算，将多组数据储存到分析数据库，再生成对应的分析数据文件；挖掘方法处理模块根据评估系统的特点选择合适的挖掘算法，同时基于分析数据文件运算并创建相应的挖掘评估模型；模型评估应用模块以分析报告、显示图表等方式将挖掘知识展现给用户，在应用时不断对模型进行评估、监测与维护，相应的完善及改正意见反馈给数据挖掘的各个过程。

A data mining based efficiency evaluation system and method of space-based information network

The invention relates to an evaluation system of space-based information network and the efficiency of data mining method based on data analysis, including generating module, mining processing module and evaluation model of application module, data generation module analysis first establishes the index system of efficiency evaluation index system according to system performance, calculate the system parameters by means of simulation, then the corresponding by transforming the fuzzy analytic hierarchy process, comprehensive performance of the system, were calculated, will store multiple sets of data to the analysis of the database, then generate the corresponding data file analysis; mining method processing module selection appropriate mining algorithm according to the characteristics of the evaluation system, and analysis of data file and create a mining operation based on the evaluation model of the corresponding application; evaluation model of knowledge mining module will show to display charts and other analysis report It is now given to the users to evaluate, monitor and maintain the model in the application, and to improve and correct the feedback to each process of data mining.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法
本专利技术属于效能评估领域，具体涉及一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法。
技术介绍
作战系统效能评估一直倍受各国军方的关注，早在上世纪六十年代初期，美、苏等国家就相继成立了专门的作战效能分析与评估研究机构。我国较系统地进行作战效能分析与评估则要晚一些，研究的方法一般是消化吸收外国的研究成果，并进一步完善和发展。系统效能评估方法经过几十年的研究与探索，目前比较流行的效能评估方法主要有：计算实验方法(ComputationalMethodsforExperiments)，是一种针对复杂系统研究的方法。计算实验方法把“仿真”结果作为现实的一个替代版本，或一种可能出现的现实；同时把实际系统也作为可能出现的现实中的一种，同仿真结果“等价”，实现从计算仿真走向计算实验的思想转变。在计算实验方法中，传统的计算模拟变成了“计算实验室”里的“试验”过程，成为“生长培育”各类复杂系统的手段，而实际系统只是这个“计算实验”的一种可能结果而已。对于复杂系统评估，计算实验方法被认为是很具生命力的一种方法，至少是一种有益的尝试。探索性方法，是国内外战争复杂系统研究的热点方法之一，它是基于系统整体性与不确定性的一种分析方法，探索性方法的目标是理解不确定性要素对于所研究问题的影响，同时探索可以完成相应任务需求的系统各种能力与策略，从而全面地把握各种关键要素，获得灵活高效且适应性强的问题解决方案，达到进行能力规划和方案寻优的目的。实现探索性方法的最大难点就是计算规模大与有限计算能力之间的矛盾，如何提高计算效率也就是探索性分析的研究重点。数据挖掘技术是一种理论与应用都比较成熟，同时也是目前流行的海量数据处理方法。本专利技术主要基于数据挖掘技术对天基信息网络进行效能评估。目前现有的技术大多是通过仿真得到具体的系统性能指标，再逐步计算出系统综合效能，效率较低。国内外专利中，有的研究天基网络效能评估的仿真架构，有的研究效能评估体系的构建方法，没有针对天基信息网络效能评估方法的与本专利技术类似的专利。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法，提高天基网络效能评估的效率，直观的展示系统参数对系统综合效能产生的影响。本专利技术采取的技术方案是：一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统，包括：分析数据生成模块、挖掘方法处理模块及模型评估应用模块；其中：分析数据生成模块，根据天基信息网络效能评估需求，建立天基信息网络效能评估指标体系，在所述天基信息网络效能评估指标体系下，取一组系统参数，利用仿真工具计算这一组系统参数对应的系统性能，然后通过模糊层次分析法对系统性能进行转换，得到这组系统参数对应的天基信息网络系统综合效能，取多组系统参数按上述过程进行系统参数对应的天基信息网络系统综合效能计算，得到多组系统参数-对应的综合效能数据，将多组数据储存到分析数据库，数据库生成对应的分析数据文件；所述天基信息网络效能评估指标体系分为系统参数层、系统性能层、系统能力层和综合效能层四部分，其中系统参数层和系统性能层确定了天基信息网络系统参数与性能指标的关系；挖掘方法处理模块，确定天基信息网络系统分析所采用的挖掘算法类型，然后采用挖掘算法，基于分析数据文件，运算并创建相应的挖掘评估模型进行数据挖掘；所述挖掘评估模型采用BP神经网络模型，以系统参数作为神经网络的输入层，以系统综合效能作为神经网络的输出层，将分析数据生成模块中得到的多组输入输出数据作为神经网络的训练数据，得到的挖掘模型能够直接研究系统参数和系统效能之间的关系；模型评估应用模块，以系统参数作为挖掘模型的输入，输出即为系统效能，调整输入端的任意系统参数，分析系统效能的相应变化，知晓系统参数的变化是如何影响系统效能的，以分析报告、显示图表方式将挖掘知识展现给用户，同时在应用时不断对模型进行评估、监测与维护，相应的完善及改正意见反馈给数据挖掘的各个过程。本专利技术基于数据挖掘的天基信息网络效能评估方法，实现步骤如下：(1)根据效能评估需求确立效能评估指标体系，分为系统参数层、系统性能层、系统能力层和综合效能层四部分，明确天基信息网络系统参数与性能指标的关系；(2)参照上述指标体系的系统参数层和系统性能层，取一组系统参数，利用仿真工具计算这一组系统参数对应的系统性能；(3)参照上述指标体系的系统性能层、系统能力层和综合效能层，通过模糊层次分析法将系统性能转换为系统能力，再将系统能力转换为系统综合效能，得到上述这组系统参数对应的系统综合效能；(4)重复(2)、(3)进行多组计算，将多组数据储存到分析数据库，再生成对应的分析数据文件；(5)确定分析采用的挖掘算法类型，采用BP神经网络模型对(4)中的分析数据文件进行数据挖掘；(6)采用挖掘算法，以系统参数作为神经网络的输入层，以系统综合效能作为神经网络的输出层，将分析数据生成模块中得到的多组输入输出数据作为神经网络的训练数据，基于分析数据文件，运算并创建相应的挖掘评估模型；(7)以分析报告、显示图表方式将挖掘知识展现给用户，同时在应用时不断对模型进行评估、监测与维护，相应的完善及改正意见反馈给数据挖掘的各个过程。本专利技术的有益效果是：本专利技术实现了对天基信息网络的效能评估，建立了科学的天基网络效能评估指标体系，提供了一种基于数据挖掘的效能评估方法，能够很好的反映天基信息网络的系统参数与系统效能之间关系，即系统参数的变化是如何影响系统效能的，现有技术只能通过系统参数计算系统性能指标，进一步计算系统能力，最后得到相应的系统效能，步骤复杂耗时。与之相比，本专利技术通过数据挖掘建立起了直接研究参数和效能关系的模型，大幅提高了计算效率。附图说明图1为本专利技术基于数据挖掘的系统效能评估系统组成框图；图2为本专利技术分析数据生成模块具体实现流程图；图3为本专利技术的挖掘方法处理模块具体实现流程图；图4为本专利技术的模型评估应用模块具体实现流程图；图5为系统参数与性能指标关系图；图6为指标隶属函数示意图；图7为三层BP网络学习过程；图8为带宽对系统效能满意度的影响；图9为容量对系统效能的影响；图10为抗干扰能力对系统效能的影响。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术提供的一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统及方法进行介绍。如图1所示，本专利技术的一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统，包含三个模块：分析数据生成模块，挖掘方法处理模块以及模型评估应用模块。其中分析数据生成模块首先根据效能评估需求确立效能评估指标体系，参照该指标体系，利用仿真工具计算相应系统参数的系统性能，然后通过模糊层次分析法进行相应的转换，得到系统综合效能，进行多组计算，将多组数据储存到分析数据库，再生成对应的分析数据文件；挖掘方法处理模块首先确定系统分析采用的挖掘算法类型，然后采用挖掘算法，基于分析数据文件，运算并创建相应的挖掘评估模型；模型评估应用模块以分析报告、显示图表方式将挖掘知识展现给用户，同时在应用时不断对模型进行评估、监测与维护，相应的完善及改正意见反馈给数据挖掘的各个过程。如图2所示，分析数据生成模块详细给出叙述：(1)建立天基信息网络效能评估指标体系通过分析数据接口模块生成数据挖掘分析数据时，首本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统，其特征在于：包括分析数据生成模块、挖掘方法处理模块及模型评估应用模块；其中：分析数据生成模块，根据天基信息网络效能评估需求，建立天基信息网络效能评估指标体系，在所述天基信息网络效能评估指标体系下，取一组系统参数，利用仿真工具计算这一组系统参数对应的系统性能，然后通过模糊层次分析法对系统性能进行转换，得到这组系统参数对应的天基信息网络系统综合效能，取多组系统参数按上述过程进行系统参数对应的天基信息网络系统综合效能计算，得到多组系统参数‑对应的综合效能数据，将多组数据储存到分析数据库，数据库生成对应的分析数据文件；所述天基信息网络效能评估指标体系分为系统参数层、系统性能层、系统能力层和综合效能层四部分，其中系统参数层和系统性能层确定了天基信息网络系统参数与性能指标的关系；挖掘方法处理模块，确定天基信息网络系统分析所采用的挖掘算法类型，然后采用挖掘算法，基于分析数据文件，运算并创建相应的挖掘评估模型进行数据挖掘；所述挖掘评估模型采用BP神经网络模型，以系统参数作为神经网络的输入层，以系统综合效能作为神经网络的输出层，将分析数据生成模块中得到的多组输入输出数据作为神经网络的训练数据，得到的挖掘模型能够直接研究系统参数和系统效能之间的关系；模型评估应用模块，以系统参数作为挖掘模型的输入，输出即为系统效能，调整输入端的任意系统参数，分析系统效能的相应变化，知晓系统参数的变化是如何影响系统效能的，以分析报告、显示图表方式将挖掘知识展现给用户，同时在应用时不断对模型进行评估、监测与维护，相应的完善及改正意见反馈给数据挖掘的各个过程。...

【技术特征摘要】
1.一种基于数据挖掘的天基信息网络效能评估系统，其特征在于：包括分析数据生成模块、挖掘方法处理模块及模型评估应用模块；其中：分析数据生成模块，根据天基信息网络效能评估需求，建立天基信息网络效能评估指标体系，在所述天基信息网络效能评估指标体系下，取一组系统参数，利用仿真工具计算这一组系统参数对应的系统性能，然后通过模糊层次分析法对系统性能进行转换，得到这组系统参数对应的天基信息网络系统综合效能，取多组系统参数按上述过程进行系统参数对应的天基信息网络系统综合效能计算，得到多组系统参数-对应的综合效能数据，将多组数据储存到分析数据库，数据库生成对应的分析数据文件；所述天基信息网络效能评估指标体系分为系统参数层、系统性能层、系统能力层和综合效能层四部分，其中系统参数层和系统性能层确定了天基信息网络系统参数与性能指标的关系；挖掘方法处理模块，确定天基信息网络系统分析所采用的挖掘算法类型，然后采用挖掘算法，基于分析数据文件，运算并创建相应的挖掘评估模型进行数据挖掘；所述挖掘评估模型采用BP神经网络模型，以系统参数作为神经网络的输入层，以系统综合效能作为神经网络的输出层，将分析数据生成模块中得到的多组输入输出数据作为神经网络的训练数据，得到的挖掘模型能够直接研究系统参数和系统效能之间的关系；模型评估应用模块，以系统参数作为挖掘模型的输入，输出即为系统效能，调整输入端的任意系统参数，分析系统效能的相应变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蕊，张少云，魏聪，朱登科，郑昌文，胡晓惠，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11