基于單位屬性的動(dòng)態(tài)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估

摘要：現(xiàn)代作戰(zhàn)中的節(jié)點(diǎn)已區(qū)別于過(guò)去的功能單一化節(jié)點(diǎn)，正朝著多功能一體化發(fā)展。針對(duì)當(dāng)前作戰(zhàn)體系節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估中存在的節(jié)點(diǎn)功能多樣性刻畫(huà)、體系模型動(dòng)態(tài)重構(gòu)性構(gòu)建、對(duì)藍(lán)方網(wǎng)絡(luò)分析現(xiàn)實(shí)性模擬等問(wèn)題，面向藍(lán)方體系網(wǎng)絡(luò)建立了基于單位屬性的動(dòng)態(tài)重構(gòu)體系網(wǎng)絡(luò)模型，引入戰(zhàn)術(shù)權(quán)值概念，并通過(guò)屬性歸納與屬性賦值的方式完成節(jié)點(diǎn)多功能一體化的構(gòu)建與邊的構(gòu)建，提出了體系網(wǎng)絡(luò)效能的動(dòng)態(tài)重構(gòu)計(jì)算方法和算法?？紤]實(shí)際作戰(zhàn)情況與作戰(zhàn)效率，引入節(jié)點(diǎn)攻擊代價(jià)，提出了基于單位屬性的體系網(wǎng)絡(luò)效能貢獻(xiàn)率的節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估模型。在仿真模擬實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比了不同時(shí)空狀態(tài)下，按節(jié)點(diǎn)效能指數(shù)、度中心性、介數(shù)中心性等7種方式對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要度評(píng)估，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行打擊后的網(wǎng)絡(luò)效能的下降程度。仿真結(jié)果顯示，所提方法實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)打擊后的動(dòng)態(tài)重構(gòu)，體現(xiàn)了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)魯棒性，驗(yàn)證了所提算法的合理性。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)挝粚傩?；?dòng)態(tài)重構(gòu)；節(jié)點(diǎn)攻擊代價(jià)；貢獻(xiàn)率；節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估

DOI：10.3969/j.issn.1009-086x.2025.01.012

中圖分類(lèi)號(hào)：TJ01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-086X（2025）-01-0108-12

引用格式：潘愉鍇，余文浩，唐震，等，基于單位屬性的動(dòng)態(tài)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估[J]，現(xiàn)代防御技術(shù)，2025，53（1）：108-119.

Reference format：PAN Yukai，YU Wenhao，TANC Zhen，et al.Node Importance Evaluation of Dynamic Reconfiguration System Based on Unit Attrihute[J].Modern Defenc.e Technology，2025，53（1）：108-119.

0 引言

未來(lái)作戰(zhàn)決定勝負(fù)的主導(dǎo)性因素，已由傳統(tǒng)的物質(zhì)流轉(zhuǎn)為信息流，戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)抗的焦點(diǎn)也已轉(zhuǎn)變?yōu)闋?zhēng)奪信息權(quán)［1］。隨著體系作戰(zhàn)、聯(lián)合全域作戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、決策中心戰(zhàn)的新型作戰(zhàn)概念的提出［2?3］，加上現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)在高技術(shù)條件的作用下正朝著陸、海、空、天、電五維一體發(fā)展［4］，戰(zhàn)場(chǎng)規(guī)模已由過(guò)去的大規(guī)模軍隊(duì)集群交戰(zhàn)向著以信息化為特征的局部作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變，戰(zhàn)場(chǎng)中的作戰(zhàn)單位也由過(guò)去的功能單一化向著多功能一體化轉(zhuǎn)變。因此如何準(zhǔn)確評(píng)估藍(lán)方部隊(duì)中的重要作戰(zhàn)單位［5］，以及準(zhǔn)確地模擬打擊后藍(lán)方體系網(wǎng)絡(luò)的效能變化，對(duì)于戰(zhàn)略制定、行動(dòng)執(zhí)行以及提高作戰(zhàn)指揮效能具有重要意義［6］。

現(xiàn)代作戰(zhàn)的智能輔助決策通常是利用作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)各種手段獲取的信息，將藍(lán)方部隊(duì)拓?fù)浠癁榫W(wǎng)絡(luò)，其中網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)代表作戰(zhàn)單位，網(wǎng)絡(luò)中的連邊代表作戰(zhàn)單位之間的各種依賴關(guān)系，而對(duì)藍(lán)方打擊的智能決策便是通過(guò)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)重要度識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前對(duì)于作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估的研究主要分為2 個(gè)方面：①?gòu)墓?jié)點(diǎn)的度中心性（degree centrality，DC）［7］、介數(shù)中心性（betweenness centrality，BC）［8］、特征向量中心性（eigenvector centrality，EC）［9］、接近中心性（closenesscentrality，CC）［10］ 、PageRank 中心性（PageRankcentrality，PRC）［11］等中心性評(píng)價(jià)指標(biāo)出發(fā)，來(lái)評(píng)估節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的作用和影響力。但這些評(píng)估方法未考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化后整體的動(dòng)態(tài)性改變，難以評(píng)估節(jié)點(diǎn)自身所具備的功能、不同節(jié)點(diǎn)間的信息交流以及節(jié)點(diǎn)間的依賴關(guān)系對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的影響程度，難以綜合反映體系節(jié)點(diǎn)的功能、能力、關(guān)系等屬性［12］；②將基于某些模型的貢獻(xiàn)率作為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估［13］，例如作戰(zhàn)環(huán)和殺傷鏈等，或是從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)分析其抵抗破壞能力的大?。?4］，包括節(jié)點(diǎn)收縮法［15?16］、效率矩陣法［17］等，但也存在作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型動(dòng)態(tài)重構(gòu)性差、節(jié)點(diǎn)功能多樣性刻畫(huà)不足、網(wǎng)絡(luò)仿真模擬與現(xiàn)實(shí)情況差異較大，無(wú)法準(zhǔn)確真實(shí)地評(píng)估藍(lán)方作戰(zhàn)部隊(duì)中各個(gè)作戰(zhàn)單位的重要程度等問(wèn)題。此外，也有許多融合其他領(lǐng)域技術(shù)的評(píng)估方法，如Katz 中心性、基于隨機(jī)游走的LeaderRank 方法、基于組合優(yōu)化的深度優(yōu)先搜索方法等，但這些方法也存在如假設(shè)和實(shí)際不符等問(wèn)題。

針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了一種基于單位屬性的網(wǎng)絡(luò)效能指數(shù)（network performance index basedon unit attribute，NPI_UA）貢獻(xiàn)率的動(dòng)態(tài)重構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估方法，充分考慮節(jié)點(diǎn)功能異質(zhì)多樣性以及實(shí)際作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)魯棒性，引入戰(zhàn)術(shù)權(quán)值、單位屬性等概念，并結(jié)合實(shí)際作戰(zhàn)時(shí)的攻擊代價(jià)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的綜合性評(píng)估。最后給出某一戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的藍(lán)方部隊(duì)情況進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不同時(shí)間狀態(tài)下的對(duì)比分析驗(yàn)證NPI_UA方法的可行性。

1 基于單位屬性的動(dòng)態(tài)重構(gòu)體系網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

1. 1 作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)建模描述

體系網(wǎng)絡(luò)通常具有復(fù)雜性、涌現(xiàn)性、不確定性等特征，運(yùn)用傳統(tǒng)的“還原論”思想已難以反映體系各要素之間的協(xié)同性和交互性［18］，因此網(wǎng)絡(luò)建模的關(guān)鍵在于如何刻畫(huà)好能代表節(jié)點(diǎn)自身功能能力的統(tǒng)一指標(biāo)，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)可能出現(xiàn)的情況建立約束條件，再結(jié)合不同作戰(zhàn)單位間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建有代表性、能準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)變化的計(jì)算評(píng)估模型。本文在參考多功能融合網(wǎng)絡(luò)［19］、多層網(wǎng)絡(luò)［20］、“部隊(duì)、情報(bào)、網(wǎng)絡(luò)和指揮控制”概念模型［21］的基礎(chǔ)上，引入戰(zhàn)術(shù)權(quán)值，構(gòu)建了面向藍(lán)方的二維視圖的體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)分層概念模型，既實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)單位到多功能一體化節(jié)點(diǎn)的刻畫(huà)，也體現(xiàn)了各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖1所示。