一种基于依赖关系网络的效能评估方法

技术领域

本发明涉及效能评估技术领域，尤其涉及一种基于依赖关系网络的效能评估方法。

背景技术

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。

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，本发明专利可有效解决上述特异体系的复杂关系分析问题。

针对上述问题，本发明文件提出了一种基于依赖关系网络的效能评估方法。

发明内容

本发明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。

本发明提供了如下技术方案：

一种基于依赖关系网络的效能评估方法，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。

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：

式中，HI

考虑到同类节点失效，节点S

式中：

在一种可能的设计中，定义：COD_O

For每一个N

if N

end if

if N

end if

if N

end if

if N

end if

end for

算法中，

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：

假设，S

在一种可能的设计中，记第i个系统的状态为

继而可得到考虑系统冗余关系的效能聚合模型，如下所示：

式中，

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，并不能限制本发明。

1、本发明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。

2、本发明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。

3、本发明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；

本发明中，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

图1为本发明实施例所提供的一种基于依赖关系网络的效能评估方法中表决系统的系统框图；

图2为本发明实施例所提供的一种基于依赖关系网络的效能评估方法中综合同类节点的FDN示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。此外“连通”可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通。其中，“固定”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。本发明实施例中所提到的方位用语，例如，“内”、“外”、“顶”、“底”等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明实施例，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

本发明实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

实施例

请参照图1-2，一种基于依赖关系网络的效能评估方法，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。

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

考虑到同类节点失效，节点S

式中：

定义：COD_O

For每一个N

if N

end if

if N

end if

if N

end if

if N

end if

end for

算法中，

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：

假设，S

记第i个系统的状态为

继而可得到考虑系统冗余关系的效能聚合模型，如下所示：

式中，

其中图2中，S′为综合S

本发明在使用时，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；

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；

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；

本发明中，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。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内；在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。