基于路径的着色网络抗毁性研究

本项目在把握系统可靠性理论与复杂网络理论发展思路的基础上，通过对复杂网络组成单元异质性特点及任务分析，借鉴着色理论的思想，研究网络着色规则，建立复杂网络的着色网络模型。通过对系统任务类型、约束条件的分析，将任务对网络路径的要求归纳为三类约束问题，并建立了对应的约束模型。研究三类约束模型下的复杂网络交叉和非交叉路径的求解方法及快速算法。评价复杂网络在各种条件下的任务完成能力及网络系统抗毁性水平。研究抗毁性网络结构的设计方法及针对不同打击模式的防御策略。最后，以战术通信网络或物资保障网络为研究对象进行实证研究。上述研究对网络系统抗毁性研究及复杂网络结构、功能分析具有重要理论意义和应用价值。

复杂网络抗毁性是网络科学研究的热点问题，本项目在把握系统可靠性理论与复杂网络理论发展思路的基础上，通过对复杂网络组成单元异质性特点及任务分析，借鉴着色理论的思想，研究网络着色规则，建立复杂网络的着色网络模型，研究多类约束模型下的复杂网络交叉和非交叉路径的求解方法及快速算法，研究和评价复杂网络在各种条件下的任务完成能力及网络系统抗毁性水平。经过四年的努力钻研，本项目突破了异质网络建模、网络着色规则设计、基于任务约束的着色网络非交叉路径快速求解算法和基于功能模体的异质网络抗毁性分析等关键技术，主要研究成果包括：1）构建了异质网络模型。通过对网络异质性分析，对网络异质性单元进行分类，然后在生成的网络拓扑结构模型的基础上对不同的异质性网络单元进行着色，构建异质网络模型。2）提出了异质网络功能模体概念并进行了分类分析。在异质网络抗毁性研究中引入功能模体的概念，并对不同约束模型功能模体进行分析。针对异质网络抗毁性研究中网络功能，引入功能模体对网络功能进行描述，通过对异质网络功能约束分析，分析了不同约束功能模体。3）设计了不同约束功能模体的计算方法。基于ESU子图枚举算法，根据不同功能模体对网络组成单元的异质性约束，进行子图筛选，分析计算网络中的功能模体。4）通过仿真，分析了基于功能模体数量的异质网络抗毁性影响因素。从不同网络边密度、网络拓扑结构、单元异质性比例和攻击策略分析了基于功能模体的异质网络抗毁性。5）通过某具体案例展示了基于功能模体的异质网络抗毁性研究。.本项目严格按照研究计划执行，超额完成了预期目标，共发表论文30篇，其中SCI检索10篇，EI检索5篇，获得军队科技进步二等奖2项、在四年里，项目组共组织了相关学术会议1次，课题组成员参加国际学术交流1次、国内学术学术交流10次。