一种基于依赖关系网络的效能评估方法技术

本发明专利技术属于能评估技术领域，尤其涉及一种基于依赖关系网络的效能评估方法，针对现有的部分待评估体系具有自身的特殊性，各类平台和单元通过在体系中进行快速而频繁的交互，组成体系的各类单元之间具有较大的差异，它们之间的交互关系也非常复杂的缺点，现提出如下方案，包括如下步骤：步骤一、根据体系场景得到体系的FDNA模型；步骤二、分析模型中各节点的功能和类型；步骤三、根据FDNA模型和模型中的节点信息得出网络的依赖关系矩阵；步骤四、通过效能聚合函数建立依赖关系矩阵计算体系的效能值，本发明专利技术利用参数描述体系各组件要素的依赖关系，并建立阶段线性的效能聚合模型。既使模型计算量限制在可承受范围之内，又表征出各要素间的依赖关系。要素间的依赖关系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于依赖关系网络的效能评估方法


[0001]本专利技术涉及效能评估
，尤其涉及一种基于依赖关系网络的效能评估方法。

技术介绍

[0002]单一装备的效能评价方法目前已发展得较为成熟。常用的如层次分析法、网络分析法、矩阵法、系统效能分析(SEA)方法等。这些方法通常结合系统仿真与专家评估，采用分解一聚合思想，将ZZ能力分解为装备性能指标，对数据规范化处理并自下而上聚合。然而，由于装备体系规模庞大、关系复杂，直接移植系统效能评估方法面临着复杂依赖关系、松耦合性、涌现性等典型体系特征带来的评估挑战。
[0003]部分待评估体系具有自身的特殊性，各类平台和单元通过在体系中进行快速而频繁的交互，组成体系的各类单元之间具有较大的差异，它们之间的交互关系也非常复杂。而诸多评估方法在复杂依赖关系的量化分析上存在不足，依赖网络是复杂网络中一种解决多层级网络问题的方法，本专利技术专利可有效解决上述特异体系的复杂关系分析问题。
[0004]针对上述问题，本专利技术文件提出了一种基于依赖关系网络的效能评估方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于依赖关系网络的效能评估方法，解决了现有技术中部分待评估体系具有自身的特殊性，各类平台和单元通过在体系中进行快速而频繁的交互，组成体系的各类单元之间具有较大的差异，它们之间的交互关系也非常复杂。而诸多评估方法在复杂依赖关系的量化分析上存在不足，依赖网络是复杂网络中一种解决多层级网络问题的缺点。
[0006]本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种基于依赖关系网络的效能评估方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一、根据体系场景得到体系的FDNA模型；
[0009]步骤二、分析模型中各节点的功能和类型；
[0010]将模型节点分为五类：
[0011](1)检测传输类节点，简称节点S；
[0012](2)决策控制类节点，简称节点D；
[0013](3)动作运行类节点，简称节点I；
[0014](4)辅助保障类节点，简称节点A；
[0015](5)能力类节点，简称节点C；
[0016]步骤三、根据FDNA模型和模型中的节点信息得出网络的依赖关系矩阵，所述依赖关系矩阵包括依赖强度(SOD)矩阵和依赖关联度(COD)矩阵；
[0017]步骤四、通过效能聚合函数建立依赖关系矩阵计算体系的效能值。
[0018]在一种可能的设计中，步骤四中，考虑由系统自身性能退化、故障、误操作等内部
因素以及干扰、攻击等外部因素导致的节点效能变化，引入依赖关系健康指数描述链路可靠度，将SOD的效能聚合函数设置为：
[0019][0020]式中，HI
ij
表示节点i到节点j的链路健康指数；0≤HI
ij
≤1；
[0021]考虑到同类节点失效，节点S1、S2、S3、D1、D2、A依次编号为1～6，节点I的COD函数如下所示：
[0022][0023]式中：为传感器节点S1、S2、S3的效能均值；β
s
→
I
为I类节点对S类节点的综合依赖关键度；为决策节点D1、D2的效能均值；β
D
→
I
为I类节点对D类节点的综合依赖关键度。
[0024]在一种可能的设计中，定义：COD_O
j
＝∞；S＝D＝I＝A＝0；
[0025]For每一个N
j
的供给节点N
i do COD_O
j
＝min(COD_O
j
,HI
ij
O
i
+β
i
)；
[0026]if N
i
为S类节点
[0027][0028]end if
[0029]if N
i
为D类节点
[0030][0031]end if
[0032]if N
i
为I类节点
[0033][0034]end if
[0035]if N
i
为A类节点
[0036][0037]end if
[0038]end for
[0039][0040]算法中，分别为节点N
j
的S类子节点、D类子节点、I类子节点、A类子节点的效能均值；S、D、I、A分别为节点N
j
的S类子节点、D类子节点、I类子节点、A类子节点的数量；β
S
、β
D
、β
I
、β
A
为对应的综合依赖关键度参数。
[0041]在一种可能的设计中，步骤四中，考虑到系统冗余，引入可靠性领域的r/n表决系统：
[0042]假设，S1、S2、S3为功能完全相同的节点S，即存在系统冗余关系，这些系统通过r/n表决系统形成虚拟节点S及其效能值，各系统输出以概率形式存在，可用效用理论将概率转换为效用值，将n个系统输出排列组合从而计算概率及其累加和，若大于r则认为该r/n表决
系统正常运行，故由r/n表决系统聚合的效能近似于计算多冗余系统整体输出大于等于r的概率。
[0043]在一种可能的设计中，记第i个系统的状态为在一种可能的设计中，记第i个系统的状态为表示第i个系统输出为1，表示第i个系统输出为1。记r/n表决系统输出为k的概率为P(k)，则输出大于等于r的概率为P
s
，计算公式分别如下：
[0044][0045][0046]继而可得到考虑系统冗余关系的效能聚合模型，如下所示：
[0047][0048]式中，COD_I
i
为节点i的效能；r可视为系统所受威胁等级。
[0049]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。
[0050]1、本专利技术专利考虑到链路健康性，改进后的SOD函数更加贴近系统实际情景，有助于提高效能计算的准确性。
[0051]2、本专利技术专利考虑到同功能节点大范围受损，引入综合的COD概念帮助捕捉同类节点同时失效的场景，可以更直观地反映出节点失效带来的负面影响，有助于避免过高地评估体系整体效能。
[0052]3、本专利技术专利考虑到体系效能评估时存在系统冗余，引入可靠性领域的冗余表决系统，表征系统的冗余关系，可以完善效能评估模型，形成了能够评估系统场景的整体体系效能的方法；
[0053]本专利技术中，基于功能依赖网络的FDN分析(FDNA)方法是基于效用理论、偏好理论和风险管理的效能评估方法。该方法利用参数描述体系各组件要素的依赖关系，并建立阶段线性的效能聚合模型。既使模型计算量限制在可承受范围之内，又表征出各要素间的依赖关系。因此，在装备系统详细信息尚未完全确定的体系论证阶段，FDNA方法能快速评估体系效能。
附图说明
[0054]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于依赖关系网络的效能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据体系场景得到体系的FDNA模型；步骤二、分析模型中各节点的功能和类型；将模型节点分为五类：(1)检测传输类节点，简称节点S；(2)决策控制类节点，简称节点D；(3)动作运行类节点，简称节点I；(4)辅助保障类节点，简称节点A；(5)能力类节点，简称节点C；步骤三、根据FDNA模型和模型中的节点信息得出网络的依赖关系矩阵，所述依赖关系矩阵包括依赖强度(SOD)矩阵和依赖关联度(COD)矩阵；步骤四、通过效能聚合函数建立依赖关系矩阵计算体系的效能值。2.根据权利要求1所述的一种基于依赖关系网络的效能评估方法，其特征在于，步骤四中，考虑由系统自身性能退化、故障、误操作等内部因素以及干扰、攻击等外部因素导致的节点效能变化，引入依赖关系健康指数描述链路可靠度，将SOD的效能聚合函数设置为：式中，HI
ij
表示节点i到节点j的链路健康指数；0≤HI
ij
≤1；考虑到同类节点失效，节点S1、S2、S3、D1、D2、A依次编号为1～6，节点I的COD函数如下所示：式中：为传感器节点S1、S2、S3的效能均值；β
s
→
I
为I类节点对S类节点的综合依赖关键度；为决策节点D1、D2的效能均值；β
D
→
I
为I类节点对D类节点的综合依赖关键度。3.根据权利要求2所述的一种基于依赖关系网络的效能评估方法，其特征在于，定义：COD_O
j
＝∞；For每一个N
j
的供给节点N
i do COD_O
j
＝min(COD_O
j
,HI
ij
O
i
+β
i
)；if N
i
为S类节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭璇，周浩，
申请(专利权)人：武汉慧明和创信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：