基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法技术

本发明专利技术揭示了一种基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,具体步骤如下：步骤一：将作战节点分为感知节点、指控节点和火力打击节点三类；步骤二：计算感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率；步骤三：计算以指控节点为起点且只经过指控节点形成路径长度为l的所有闭途径数目；步骤四：计算以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目；步骤五：计算作战链路效率。本申请抗毁性测度敏感度高、精准性强，能够更好地反映指控网络的抗毁性能。

【技术实现步骤摘要】
基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法
本专利技术属于指挥控制网络
，具体说是一种基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法。
技术介绍
信息化战争中，指挥控制网络作为夺取信息优势进而转化为决策和行动优势的基础，是连接预警探测、指挥控制和火力打击等系统的纽带，也是各作战要素充分发挥作战效能、同步遂行作战任务的重要保障。然而，指控网络常因受到攻击导致节点或边失效，使得原本连通的网络拓扑分割，甚至导致全网受损。指控网络受到攻击后，对其作战效能以及完成作战任务能力的评价，即指控网络的抗毁性问题成为了研究热点。如今抗毁性研究主要通过对复杂网络进行多次仿真，观察节点或边移除过程中网络性能的变化来刻画网络的抗毁性，通常从网络信息传输效率的角度进行性能评估。复杂网络中通常用网络效率作为衡量网络信息传输效率的指标，但指控网络中的节点具有异质性和层次性，而网络效率指标只考虑了网络结构特性、缺少面向作战任务的考虑，难以动态评估指控网络抗毁性，因此不能完全采用网络效率作为作战效率的衡量标准，需要结合指控网络特性，提出面向作战任务的信息效能测度。
技术实现思路
现有技术中基于网络信息传输效率的抗毁性测度无法体现指控网络中节点异质性和层次性，缺少面向作战任务的考虑，难以准确评估指控网络抗毁性。因此，本申请提供了一种基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法，该抗毁性测度敏感度高、精准性强，能够更好地反映指控网络的抗毁性能。为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,具体步骤如下：步骤一：分类作战节点，对指控网络的拓扑结构进行抽象描述：根据OODA循环理论可将作战节点分为感知节点、指控节点和火力打击节点三类；步骤二：计算感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率：感知节点与火力打击节点之间的最大效率为它们的最短路径的倒数；步骤三：计算以指控节点为起点且只经过指控节点形成路径长度为l的所有闭途径数目；步骤四：计算以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目；步骤五：计算作战链路效率：利用作战链路效率公式计算作战链路效率。进一步的，根据OODA循环理论，作战节点可分为感知节点、指控节点和火力打击节点共3类。感知节点指具有预警、探测、侦察、监视能力的作战单元，如预警雷达、侦察雷达等。功能为获取战场情报信息、作战效果评估信息等并把信息传给指控节点；指控节点指具有空情融合、指挥决策、信息协同与分发能力的作战单元，如指挥机构、情报处理机构等；火力打击节点，指具有拦截、攻击、毁伤等能力的作战单元，如各类防空武器等。进一步的，根据节点分类，指控网络模型描述为：三种关系矩阵合并即可得到指控网络模型的矩阵表示：其中，GI-C表示感知网络，感知节点和指控节点相互交织而形成的网络；GC-C表示指控网络，各级各类指控节点相互交织而形成的网络；GC-F表示火力打击网络，指控节点和火力打击节点相互交织而形成的网络。每个网络具体表示为：G＝G(N,E)，其中，N代表作战节点，E代表作战节点之间的关系。进一步的，感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率为其中，为节点Oi到节点Fj的最短路径，Oi为第i个的感知节点，Fj为第j个火力打击节点，N为节点总数，m为指控节点个数，n为感知节点个数。进一步的，以指控节点为起点且只经过指控节点形成路径长度为l的所有闭途径数目其中，是以指控节点j为起点且只经过指控节点形成长度为l的所有闭途径数目；λi′为指控网络GC-C邻接矩阵的特征根。更进一步的，以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目其中，为将感知节点Oi和火力打击节点Fj连接形成闭途径后形成的网络，λi为网络邻接矩阵的特征根。更进一步的，网络中以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成所有闭途径数目故作为更进一步的，作战链路效率Egcl的数学公式为：故指控网络的作战链路效率越大，网络整体作战性能越强，因此可以利用Egcl的大小来衡量指控网络的抗毁性能。本专利技术由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：该抗毁性测度敏感度高、精准性强，体现了指控网络中节点异质性和层次性，能够更好地反映指控网络的抗毁性能，可为设计和优化指控网络结构提供理论依据。附图说明本专利技术共有附图9幅：图1是指挥控制网络模型；图2是节点遭受攻击时作战链路效率变化图；图3是边遭受攻击时作战链路效率变化图；图4是随机攻击下信息传输效率测度对比图；图5是度攻击下信息传输效率测度对比图；图6是介数攻击下信息传输效率测度对比图；图7是聚集系数攻击下信息传输效率测度对比图；图8是作战链路介数攻击下信息传输效率测度对比图；图9是混合攻击下作战链路效率三维图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。作战时效性是信息优势快速转化为作战行动优势的核心，也是各作战要素充分发挥作战效能、同步遂行作战任务的基础。因此，作战效率是衡量指控网络抗毁性的重要指标。复杂网络中常用网络效率衡量信息在网络上传播的有效程度，但指控网络中的节点具有异质性和层次性，根据OODA作战理论，指挥控制系统的作战过程为：侦察节点收集到态势信息并汇聚到情报处理节点后，经过数据融合与处理，将情报信息分发至指挥节点，各级各类指挥节点经过协同与决策后形成指挥命令并下达至火力打击节点形成战斗力，可见作战链路影响到作战效率。本专利技术根据OODA作战流程特点，结合复杂网络对网络效率的定义，提出了基于作战链路效率的指控网络抗毁测度，该测度紧密结合指控网络特性，作为指控网络抗毁性指标更加敏感、精准。实施例1本实施例提供一种基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法，具体步骤如下：步骤一：分类作战节点，构造指控网络模型：根据OODA循环理论将作战节点分为感知节点、指控节点和火力打击节点三类，并对指控网络的拓扑结构进行抽象描述；指控网络模型描述为：三种关系矩阵合并即可得到指控网络模型的矩阵表示：其中，GI-C表示感知网络，指感知节点和指控节点相互交织而形成的网络；GC-C表示指控网络，指各级各类指控节点相互交织而形成的网络；GC-F表示火力打击网络，指指控节点和火力打击节点相互交织而形成的网络。每个网络具体表示为：G＝G(N,E)，其中，N代表作战节点的抽象，E代表作战节点之间的关系抽象。步骤二：计算感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率：感知节点与火力打击节点之间的最大效率为它们的最短路径的倒数，即其中Oi为第i个的感知节点，Fj为第j个火力打击节点；为节点Oi到节点Fj的最短路径，N为节点总数，m为指控节点个数，n为感知节点个数。步骤三：计算以指控节点为起点且只经过指控节点形成长度为l的所有闭途径数目步骤四：计算以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目nl；根据闭途径数目nl求得闭途径数目L'，其数值上等于作战链路数目L；步骤五：计算作战链路效率：用作战链路数目L及感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率计算作战链路效率Egcl；其中L为作战链路条数；为求得计算作战链路条数L，则先假设节点对Oi→Fj之间路径长度为l的途本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,其特征在于，具体步骤如下：步骤一：将作战节点分为感知节点、指控节点和火力打击节点三类；步骤二：计算感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率；步骤三：计算以指控节点为起点且只经过指控节点形成路径长度为l的所有闭途径数目；步骤四：计算以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目；步骤五：计算作战链路效率。

【技术特征摘要】
1.基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,其特征在于，具体步骤如下：步骤一：将作战节点分为感知节点、指控节点和火力打击节点三类；步骤二：计算感知节点到火力打击节点之间经过所有作战链路的最大效率；步骤三：计算以指控节点为起点且只经过指控节点形成路径长度为l的所有闭途径数目；步骤四：计算以感知节点为起点且经过指控节点、火力打击节点后形成的路径长度为l的闭途径数目；步骤五：计算作战链路效率。2.根据权利要求1所述基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,其特征在于，感知节点指具有预警、探测、侦察、监视能力的作战单元，获取战场情报信息、作战效果评估信息并传给指控节点；指控节点指具有空情融合、指挥决策、信息协同与分发能力的作战单元；火力打击节点，指具有拦截、攻击、毁伤能力的作战单元。3.根据权利要求2所述基于作战链路效率的指控网络抗毁测度方法,其特征在于，根据节点分类，指控网络模型描述为：三种关系矩阵合并即可得到指控网络模型的矩阵表示：其中，GI-C表示感知网络，感知节点和指控节点相互交织而形成的网络；GC-C表示指控网络，各级各类指控节点相互交织而形成的网络；GC-F表示火力打击网络，指控节点和火力打击节点相互交织而形成的网络。每个网络具体表示为：G＝G(N,E)，其中，N代表作战节点，E代表作战节点之间的关系。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘成胜，陈思，王运明，于浩洋，陈波，张多平，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21