抗毁性

摘要： IEEE P21451标准体系定义了下一代物联网的架构.为了提高标准物联网网络抗损毁能力,首先基于IEEE P21451标准物联网终端节点的特性提出分簇标准物联网网络演化模型,然后结合标准物联网的负载与功能特性建立一个负载重分配范围可调的级联失效模型,探讨模型关键参数和网络抗毁性能的关系.该模型将节点负载划分为传感负载和可转移负载,综合考虑网络局部和全局信息的影响,将节点度和节点介数相结合构建节点的初始可转移负载.仿真实验结果验证了所提模型在面临级联失效时具备更好的网络抗毁性,为提高标准物联网抗毁性提供理论指导和方法参考.

摘要： 综合运用图论和复杂网络理论,构建了长距离输水系统网络拓扑结构图,选取破坏效率较高的节点攻击,分别在输水系统网络拓扑结构信息未知、部分已知和全部已知的情况下展开随机攻击、条件攻击和蓄意攻击,进行了3种攻击策略下输水系统抗毁性的仿真试验,并在网络拓扑结构信息完全获取的情况下采用度、介数和接近中心性3种特征参数量化节点重要性,分析了输水系统对不同节点重要度参数的抗毁性响应。研究结果表明:不同攻击策略下的破坏效率呈现为蓄意攻击>条件攻击>随机攻击,对拓扑网络结构的信息获取程度越大,攻击效率越高;完全信息攻击下的输水系统抗毁性受节点的介数影响较大,受节点的度影响较小。本研究可为长距离输水系统的重要设施识别及保护提供理论支撑。

摘要： 针对当前多数抗毁性研究侧重网络结构进行统计分析,不太适合有特定功能的C4ISR网络的问题,从信息流的功能角度,借鉴“复杂网络介数”和“信息熵”相关理论,提出“信息流介数分布熵”测量C4ISR网络的抗毁性。把侦察节点至火力打击节点的最短信息路径看成一个作战信息链,提出以“信息流介数”测量C4ISR网络中通过某节点的作战信息链数量。以“信息流介数分布熵”测量信息流介数分布的均匀度,分析了该指标反映C4ISR网络功能抗毁性的有效性。在构造一种基本C4ISR网络结构的基础上,仿真分析了网络受随机攻击、度攻击、介数攻击、信息流攻击后的抗毁性表现,以及信息流介数分布熵在提高网络功能抗毁性上的应用。仿真结果表明,文章中提出的测量指标比平均网络效率、自然连通度、度分布熵、介数分布熵等结构上的抗毁性指标更为灵敏与准确,能有效发现C4ISR网络功能失效的临界点,也能为优化提升网络功能上的抗毁能力提供指导。

摘要： 基于复杂网络理论构建成渝区域高速公路网络,对高速公路网络静态拓扑指标进行定量分析;利用级联失效理论,分别对网络中节点进行随机攻击和蓄意攻击,研究面对不同攻击情况时成渝区域高速公路网络的抗毁性。结果表明,适当增加节点容忍系数可提升网络抗毁性;成渝区域高速公路网络在随机攻击下抗毁性较高,在蓄意攻击下表现出脆弱性。

摘要： 随着智能电网的发展,为保证输变电设备的安全稳定运行,需要对大量的状态量数据进行监测并改进传统状态量的采集监测过中心化。设计了基于区块链的输变电设备状态量采集、存储、诊断、监测为一体的方案,采用Wireless Sensor Networks(WSN)构架解决了身份认证、区块形成和区块上链的问题,提出了方案数据存储、数据访问发布的方法,形成了P2P网络构架的系统。区块链去中心化、可溯源、公开透明的优点与输变电设备状态量相融合,建立抗毁性和生存度指标,通过与传统“星形”架构进行比较,定量证明区块链构架的优越性。

摘要： 为研究新冠肺炎疫情对全球经济造成的影响,采用最小生成树法和阈值法相结合的方式构建了疫情爆发前、中国国内疫情爆发和全球疫情蔓延3个时期的全球重要股指的关联网络。通过比较3个阶段的网络拓扑结构、抗毁性和节点重要性,发现疫情使得全球股市之间的联动效应显著增强;全球股票关联网络具有明显的小世界特性,节点的介数服从幂律分布;网络攻击仿真实验中,蓄意攻击比随机攻击更具破坏性,且3个时期的全球股票网络的稳健性依次增强;疫情前后股票的重要性排序发生了明显的变化,中国内地和中国香港在此次疫情中率先遭受了巨大的冲击,但随后很快调整过来,欧美地区则在全球疫情加重后才受到波及。此外,将累积和控制图应用于股价的预警也得到了很好的效果。

摘要： 为准确评估江苏省干线航道网络的抗毁性,文中利用Space L法构建网络拓扑结构模型,在分析网络特征的基础上选用不同的抗毁性测度指标定量衡量网络在不同攻击策略下的抗毁性能表现.结果表明:江苏省干线航道网络不具备无标度特性和小世界特性,对随机攻击策略的抗毁性强于蓄意攻击策略,且重新计算参数攻击策略对网络的破坏性高于初始参数攻击策略,尤以重新计算介数攻击策略对网络破坏性最强.最终依据仿真结果,提出了网络抗毁性优化措施.

摘要： 为了深刻理解航空网络在蓄意攻击下的级联故障效应,系统地研究了不同负载条件下航空网络的抗毁性。首先,定义网络的节点负载和容量,对航空网络的级联失效过程进行建模,设置了节点正常、拥堵和失效3种状态;然后,根据网络的运行特点,提出了3种不同的初始负载,并研究了它们在2种负载重分配方案下对航空网络的抗毁性的影响。通过仿真得出,当以真实航班量作为节点的初始负载时,航空网络的抗毁性要优于它在传统初始负载分配方案下的抗毁性;超额负载重分配方案相比于传统的负载分配方案能够有效地缓解级联失效的影响。结果表明,以真实航班量为背景的初始负载方案可以有效地检验传统负载分配模型的合理性,结果也从侧面反映出传统的初始负载设置并不能完全反映网络节点的特性,还需要做出进一步优化以更好地反映真实网络的抗毁性。

摘要： 基于超网络理论建立集申请网、情报网、指控网、协调网和火力网于一体的CAS超网络模型;以提高网络抗毁性和网络效率为优化目标,在标准遗传算法的基础上,根据CAS超网络模型得到启发式信息,对其初始化生成初始种群,对关键节点和普通节点设置不同的变异概率,通过遗传算法求解运算;仿真分析函数的寻优性能和优化前后网络的拓扑指标。结果表明,优化后的CAS超网络结构抗毁性更强、网络流转效率更高。

摘要： 城市群综合客运网络级联失效抗毁性研究,有助于提高城际出行的安全性及运输效率。为了更加贴近实际情况,基于多层复杂网络理论与实际客流构建城市群综合客运网络模型,以单位时间为步长建立考虑时间特性的客运网络级联失效抗毁性模型,提出时空两维度的评价指标进而分析每个时段的网络情况。以呼包鄂榆城市群为实例,研究结果表明:过载能力调节参数值为1.2时网络抗毁性较强,并且随着过载能力调节参数的加大,对网络抗毁性的改善并不明显;负载调节参数值大于1.2时,网络抗毁性明显变差。

摘要： 作战中通信网络的重要性和相对脆弱性的典型特征决定了它必将是敌方打击的首选目标,对通信网络抗毁性尤其是对抗条件下的抗毁性研究就成为了军事研究人员所关心的重要问题.而无论是训练还是实际作战,通信网络通常十分复杂,在进行抗毁性研究时,对网络的测试和数据记录均存在较大难度,因此,为了提供贴近实战的研究环境,作战仿真成为一个较优的解决方法,基于此首先分析战场上的主要毁伤因素,提出了使用作战仿真进行抗毁性研究的基本过程,对其中存在的关键问题进行了分析,说明了这一方法的可行性与应当着重注意的方面,提出了采用作战仿真方法进行通信网络抗毁性研究的基本框架.

摘要： 随着城市集群化的日益明显,城市群作为新型的空间区域单元,交通需求持续上升,不同运输方式的交通网络共同承担着城市群内的交通压力.网络的优化和维护正面临越来越多的内部和外部挑战,如自然灾害、客流突增等异常突发事件经常造成站点失效甚至网络瘫痪.急需通过对城市群内不同交通运输方式子网络进行叠加复合,构建城市群复合交通网络模型,在明晰不同运输方式相互影响的基础上,对其抗毁性进行深入研究.rn 基于复杂网络理论，提出了城市群复合交通网络模型的构建方法。以复合这一新视角设计了城市群交通网络的不同攻击模式以及抗毁性测度并对该测度进行定量化处理。以呼包鄂城市群为仿真对象进行实例仿真。仿真结果表明：rn 呼包鄂城市群复合交通网络集合了道路运输可达性高、灵活性强及轨道运输安全性高、运量大的优势，性能明显优于其子网络且具有典型的无标度特性，这说明呼包鄂城市群道路运输方式和轨道运输方式之间的协作存在很大的发展空间。rn 呼包鄂城市群复合交通网络面临随机性攻击抗毁性强，面临蓄意性攻击抗毁性弱，且基于最大介数攻击的攻击性要强于基于最大度数攻击。rn 通过逐个攻击节点的方式，找出了对呼包鄂城市群复合交通网络抗毁性影响较大的关键站点并给出了维护建议，通过对这些站点加强防护，可以有效提高呼包鄂城市群复合交通网络的抗毁性。

摘要： 复杂网络理论中的网络结构抗毁性从自身连接性角度描述了网络抵御破坏的能力.文中将其引入配电网网架规划中,建立了以投资、维护、运行费用之和最小,以及网络抗毁度最大为目标的配电网网架多目标规划模型,并采用向量序优化方法优化该多目标模型.向量序优化理论包括排序比较和目标软化等核心思想,能确保以很高的概率求得足够好的解,计算量大大减少,可以满足配电网规划寻求最优或次优方案的工程需要.算例优化结果表明,采用向量序优化求解配电网网架规划可以找到较优的规划方案,且与现代启发式算法相比,计算时间更少,搜索效率更高.

摘要： 自然连通度从复杂网络的内部结构属性出发,通过计算网络中不同长度闭环数目的加权和刻画了网络中替代途径的冗余性,可以从网络邻接矩阵的特征谱直接导出,在数学形式上表示为一种特殊形式的平均特征根,具有明确的物理意义和简洁的数学形式,能客观刻画复杂网络的抗毁性.本文以自然连通度为抗毁性谱测度指标,详细分析了度分布、小世界性、度关联性三种典型复杂网络结构属性对复杂网络抗毁性的影响:①通过混合择优模型构造不同度分布复杂网络研究了度分布对抗毁性的影响,研究表明在相同条件下,度分布越不均匀抗毁性越强;②从规则环状格子出发,通过保度随机重连和自由随机重连研究了小世界性对抗毁性的影响,研究表明复杂网络拓扑结构的抗毁性与小世界性并不存在必然的相关性;③通过保度同配重连和保度异配重连研究了度关联性对抗毁性的影响,研究表明同配网络比异配网络的抗毁性更强.

摘要： 针对当前作战部队对战术通信网络基本可靠性难以评估的实际,本文在对国内外研究现状分析的基础上,通过对自然连通度进行加权,将表示战术通信网生存性的连通概率与表示抗毁性的连通性融合成一个综合度量参数,利用matlab工具辅助实现计算结果,为战术通信网生存性与抗毁性综合评估提出了一种简单易行的方法,较好地解决了战术通信网异构网络生存性与抗毁性综合效能的比较和同构络链路重要性的区分.

摘要： 野战防空网络化火控系统是现代防空作战的发展趋势。本文对网络化防空火控系统抗毁性拓扑结构进行了研究。设计了网络化火控系统的分级体系结构；提出了基于权重的分簇算法，通过虚拟骨干网的分布式提取，完成执行层子网络层次型拓扑结构的构建；在基于簇的层次型结构基础上，提出了关节点判断与无人中继节点运动控制相结合的分布式算法，实现系统执行层子网络的双连通。试验结果表明，本文提出的概念和方法提高了系统拓扑结构的灵活性和抗毁性，为网络化无人作战理论付诸实践奠定了良好的基础。

摘要： 空中交通流量管理主要集中在尾随间隔、空中等待等局部战术空中交通流量调配,对空中交通流量整体运行规律、延误传播和整体解决的研究较少.航空运输网络是一个复杂系统,从复杂网络理论角度对航空运输网络进行研究很有必要.首先,分析了空中交通流量网络的度、度分布、权值、权分布、流量、容量、延误等静态特征;然后,提出了空中交通流量网络整体效能评估方法,使用选择性攻击和随机攻击方法分析了空中交通流量网络的抗毁性,基于负荷容量级联失效模型和病毒传播模型与空中交通延误传播的相似性建立了空中交通延误传播模型,最后,使用实际运行数据验证了空中交通流量网络的特征与延误传播模型的有效性,该研究可以为大范围空中流量管理提供决策支持.

摘要： 通过对网络进行随机攻击和选择攻击,以生存性和抗毁性作为评价指标,对北京市城市轨道交通网络的可靠性进行了分析.基于复杂网络理论,建立北京市轨道交通网络拓扑模型,并通过模拟两种攻击得到评价指标曲线图,对比得到北京市轨道交通网络在进行选择攻击时的抗毁性很差,在进行随机攻击时的生存性较强.

摘要： 本文研究设计了一种公共应急无线电发布系统,该系统针对传统应急通信系统的缺点,采用将多种信息发布渠道相结合的技术手段,优化了应急系统的抗毁性,并提出该应急系统的接收端模块与发送端模块的可行实现原理.设计了一种时效性高、成本低、抗毁性强、普适性广泛的应急通信系统,为特殊灾难场景下的应急解决方案提供了补充.

摘要： 将某一突发事件和各突发事件之间的引起关系抽象为网络的节点和边,构成了一个无权有向灾害网,基于灾害网各节点不可移除的特殊性,从边的角度研究灾害网络.本文首次将网络抗毁性概念引入到了灾害网络的研究领域,基于网络抗毁性研究成果,研究边的脆弱性.目前对网络抗毁性的研究多用于保护网络安全畅通的运行,本文反其道行之,找到脆弱度大的边,进行人为的破坏,使灾害网络尽量缩小,同时给出了一个计算边的脆弱度的算法.以2008年雪灾为例,构建了灾害网络，采用本文给出的算法，将灾害网络中的每条边按照脆弱度排序，得到了灾害发生后断边的顺序，为灾害链预防、断链减灾工作做出决策支持。

摘要： 本发明公开了一种基于解释度与高抗毁算法的光通信网络健壮性分析方法，包括如下步骤：1）节点故障定位；2）节点生存性保障。这种方法采用概率模型表示出网络节点故障与征兆之间的关系，简单且有效地判断出最优的故障假设集合，能让故障的排查以及对网络健壮性的判断更为准确；再加入生存性高抗毁算法进一步地判断出网络的抗毁能力，使得对整个网络的健壮性得到有效分析，且更加可靠。

摘要： 本发明定义空域扇区网络级联失效，采用改进的容量—负载模型，将网络拓扑结构同空管实际工作相结合，考虑流量与空域结构定义空域扇区网络节点的负载，定义更符合空管实际情况的扇区节点容量。根据空域扇区网络级联失效过程构建模型，确立临界阈值和扇区非正常率为空域扇区网络级联失效抗毁性测度指标。通过优化负载再分配方式优化空域扇区网络级联失效抗毁性，并提出基于剩余容量的相邻负载再分配和局部负载再分配策略。以中南管制扇区网络为例进行模拟仿真级联失效过程，分析得出与大负载容量扇区节点距离较近，且度值和强度小的扇区节点容易成为失效瓶颈，同时找出拥堵瓶颈节点；进一步仿真验证两种优化策略都可以减小临界阈值及扇区非正常率。

摘要： 本发明公开了一种基于保障有效性的评价光传送网抗毁性的方法，包括两个综合测度指标：保障失效指数和保障影响指数，所述保障失效指数是从业务损失的角度测度光传送网保障有效性的指标，评价业务中断后对网络保障效能的影响程度，是评价网络中节点或链路失效后网络损失业务的带宽之和与全网传输的业务带宽之和的比值，它通过评价网络中传输业务量的损失来对网络的保障效能进行测度；所述保障影响指数是评价受影响业务对网络配置业务后已经提供的平均信息等效保障能力的影响程度，主要通过评估故障对网络的潜在影响程度对网络的保障效能进行测度，首先定义网络中两点间信息的等效保障能力。本发明评价全面、准确，评价的结果含义更明确。

摘要： 基于网络抗毁熵的指控网络抗毁测度方法,具体步骤如下：步骤一：计算节点综合关键度：根据网络全局和局部信息得到指控网络的每个节点的关键度；步骤二：计算边关键度：建立边关键度矩阵，得出指控网络中所有边的关键度，为节点和节点之间所连接的边；步骤三：计算网络关键系数：将指控网络节点和边的关键度映射到节点综合关键度，进而得出网络关键系数；步骤四：计算网络抗毁熵：利用网络关键系数求解网络的抗毁熵。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。

摘要： 本发明提出了一种基于无线传感器网络紧密度中心性的抗毁性增强方法。无线传感器网络常因能量耗尽、硬件故障或者遭遇攻击等原因导致节点失效，使得原本连通的网络拓扑分割，甚至导致全局网络受损。因此，研究抗毁性对解决无线传感器网络规模化应用瓶颈具有重要的理论价值。本发明提出了一种无线传感器网络紧密度中心性度量方法，并根据此方法确定在网络中添加的异构节点的位置。进一步，分析了网络的生命周期，依照本发明提出的增加异构节点的方法，可使网络的抗毁性得到极大的提高。

摘要： 本发明提出了一种增强网络抗毁性的异构节点优化部署方法，在无线传感器网络中，传感器节点采用多跳方式传输数据。数据传输所需的大量跳数会导致整个网络的能量消耗不均匀以及大的数据传输延迟，极大影响了网络的抗毁性。本发明通过在传感器网络中增加异构节点，并在每一轮分簇后找到全局最优的异构节点部署位置部署异构节点，通过异构节点与汇聚节点建立捷径进行通信，构造具有小世界特性的异构传感器网络。同时，考虑到实际部署操作问题，设置了异构节点移动位置的阈值，在满足网络抗毁性的基础上，极大地简便了部署难度。进一步，分析了网络的生命周期和容错能力，可知在增加异构节点后，网络的抗毁性得到了极大的提高。

摘要： 本发明提出了一种无线传感器网络抗毁性度量方法。无线传感器网络的传感器节点数量虽然庞大，但容易失效，极易出现因网络中部分节点的失效而导致原本连通的网络拓扑分割，大大降低网络的覆盖度，甚至使网络失效。因此，研究网络的抗毁性及如何度量网络的抗毁性对解决无线传感器网络的实际应用具有重要的理论价值。本发明提出了一种无线传感器网络抗毁性度量方法，可有效分析网络的抗毁性能，为网络抗毁性的提高提供有效的理论支持。

摘要： 本发明提供了一种面向电力通信网抗毁性的重路由技术，针对在极端故障后电力通信网重路由时网络链路损毁导致重路由后业务可靠性较低且由于极端故障发生后很有可能再次伴随二次故障，所以在极端故障后重路由时需要考虑网络中共享风险链路组对网络失效风险的影响。本发明综合考虑共享风险链路组影响和极端故障后电力通信网络业务可靠性以及网络风险，提出一种极端故障下电力通信网的重路由方案。本发明的重路由策略与传统的重路由方案相比，综合考虑了网络中的SRLG、极端故障后网络链路具体风险，构建了SRLG与风险均衡算法，从电力通信网络整体风险、风险均衡度与物理距离的角度进行优化。

摘要： 本申请提出了一种基于拓扑分析的区域级网络抗毁性差异评估方法，涉及计算机网络测量技术领域，其中，该方法包括：计算各个区域里重要自治系统AS的抗毁性采样；通过上采样将区域里重要AS的抗毁性采样转换为区域抗毁性采样；建立显著性检验器，从整体水平和波动水平分别评估区域抗毁性采样，得到区域抗毁性排名；从整体水平和波动水平对区域抗毁性排名结果聚类，得到区域抗毁性聚类结果。采用上述方案的本申请可以从整体水平和波动水平分别评估区域的抗毁性差异，具有普适性，能够发现区域之间拓扑的本质差异。

摘要： 本申请实施例提出的基于区块链和动态赋权的复杂网络抗毁性模型量化方法，包括：构建基于区块链的通信网络，对通信网络中的节点进行去中心化的数据交互处理；基于云模型理论生成重要度云，基于重要度云分级基础确定处理后通信网络中各节点的重要度等级；计算出实际重要度云与各标准重要度量子云间的相似度值；构建抗毁性目标函数，在约束条件下对抗毁性目标函数进行求解，得到优化后通信网络中节点间链路权重值。通过云模型和粒子群算法，优化节点的度数权重与节点之间的链路权重，对复杂网络进行动态赋权。运用抗毁性指标对优化前后的复杂网络拓扑结构抗毁性进行计算。能够有效提升复杂网络的抗毁性，为复杂网络电力交易提供安全保障。