面向演化与对抗的网络信息体系方案优选方法研究

Networking Information-Centric System-of-Systems(NIC-SoS) is a complex giant system with evolutionary and antagonism characteristics, and the quality of NIC-SoS optimal scheme selection is a key factor which influences the construction and development of NIC-SoS. Existing SoS optimal scheme selection methods are mostly based on static evaluation, and seldom consider the confrontation between SoS in scheme selection. It is of great scientific significance and application value to study how to select the NIC-SoS optimal schemes under the background of capability “evolution” and SoS “confrontation”.. This study focuses on the following three scientific issues: how to measure the capability of NIC-SoS, what is the relationship between capability evolution and time, and how to realize the optimal scheme selection against SoS confrontation. Firstly, the analytical expression of SoS capability value is obtained via numerical fitting; Then, the dynamic equation of SoS capability evolution is established by using the theory of “Super-network” to realize the dynamic evaluation of SoS capability in evolution; Finally, a game model for optimal scheme selection is designed by extending the classical game theory based on “three basic assumptions”, furthermore, the solution of “shaking hand equilibrium” is studied to realize the optimal scheme selection against the SoS confrontation. Through the above research, we expect to obtain a method with high robustness, which provides scientific and technological theory support for NIC-SoS optimal scheme selection under the background of capability “evolution” and SoS “confrontation”.

网络信息体系是由网络、信息设施等要素铰链汇聚而成的复杂巨系统，体系自身存在结构调整、能力演进等动态演化行为，体系之间存在竞争与对抗。现有体系优选方法多是静态关系下的评估，且在方案选择上没有考虑体系间的对抗，研究如何实现能力“演化”与体系“对抗”背景下的网络信息体系方案优选，具有重要的科学意义和应用价值。 .本课题以网络信息体系能力价值如何度量，体系能力随时间演化间的关系是什么，如何实现体系对抗下的方案优选等科学问题为出发点，首先采用数值拟合，获得体系能力价值解析表达式；然后，采用复杂网络“超网”理论，建立体系能力演化动态方程，实现对体系能力在演化中的动态评估；最后，基于“三个基本假设”扩展经典博弈论，设计面向方案优选的博弈模型，并研究模型“颤抖的手均衡”求解方法，实现体系对抗下的方案优选。由此获得一套具有高鲁棒性的方案优选方法，为演化与对抗环境下的网络信息体系方案优选提供科学技术理论支持。

网络信息体系是一个复杂巨系统，自身存在结构调整、能力演进等动态演化行为，体系之间存在竞争与对抗。现有体系优选方法多是静态关系下的评估，且在方案选择上没有考虑体系间的对抗，研究如何实现能力“演化”与体系“对抗”背景下的网络信息体系方案优选，具有重要的科学意义和应用价值。. 本研究紧扣体系“演化”与“对抗”特征，首先采用数值拟合，获得体系能力价值解析表达式；然后，采用复杂网络“超网”理论，建立体系能力演化动态方程，实现对体系能力在演化中的动态评估；最后，基于“三个基本假设”扩展经典博弈论，设计面向方案优选的博弈模型，并研究博弈均衡求解方法，实现体系对抗下的方案优选。成果包括：. （1）提出了基于Bézier曲线数值拟合的体系能力价值度量方法。本研究采用能力满足度理论，基于Bézier曲线数值拟合各类能力的价值方法来设计能力价值的度量，实现由指标性能向指标能力价值的映射。. （2）设计了基于Super-network理论的体系能力演化与评估模型，实现了对体系能力的动态评估。根据能力的层次性，将超网分为单元层、网系层、体系层三个层级；将单元能力的演化归结于作战单元自作用、作战单元互作用、作战网系促进作用和战场环境等因素影响，探究各因子的决定要素及作用机理，给出其数学解析表达式；基于三类能力聚合模式，聚合单元能力形成网系能力进而涌现形成体系能力。. （3）设计了基于Bayesian Stackelberg的多阶段博弈模型，实现了体系对抗下的方案优选。将体系优选过程建模为基于Bayesian Stackelberg的多阶段博弈过程。按照认识问题在时空两个维度上由时刻到时间、由部分到整体的规律，将模型的构建分为两部分：构建子情景、构建全时域情景，在混合均衡基础上，进一步扩大均衡解范畴，求解“颤抖的手均衡”获得优势策略均衡，该均衡即为优势策略（较优方案）。. 该项目提出的面向“演化”与“对抗”的体系方案优选方法，弥补了传统静态、单方评估的不足，可极大提升方案优选结果的准确、可信。