CN101782942A - 多节点多防护能力的防护效能评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及系统安全防范技术领域，尤其涉及一种多节点多防护能力的防护效能评估系统。本发明包括安防数据输入模块、数据库管理模块、效能评估处理模块、显示输出模块，其中所述效能评估处理模块包括安防网络节点代价评估子模块、安防网络路径代价评估子模块、多节点多防护能力的风险熵评估子模块。本发明能够科学地对安全防范系统进行科学客观的防护效能评估，并给出直观的视觉显示图，提供给安全防范系统管理人员，能及时发现、及时解决，真正成为公共安全体系的有力技术支撑，指导安全防范系统的实践。

Description

多节点多防护能力的防护效能评估系统

技术领域

本发明涉及系统安全防范技术领域，尤其涉及一种多节点多防护能力的防护效能评估系统。

背景技术

近年来，社会安全事件频发，安全防范案例急剧增大。安全防范系统工程项目数量、投资额也快速增长。然而大量案例表明，安全防范系统建设与应用中不断暴露的问题，严重制约了社会治安防控能力建设投入上的费用-效能比：如一些安全防范技术系统因设计或安装或使用不当，存有防范漏洞甚至形同虚设；一些安全防范系统因人防、物防、技防脱节，形不成一个有机的防范整体，致使其防范作用难以有效发挥等，为了保证安全防范活动健康持续蓬勃开展，迫切需要建立科学的安全防范系统多节点多防护能力评估体系和评价制度，适时地、准确客观地对安防网络的多防护能力实施评价。

安全防范系统是一个结构复杂的人、物、技有机结合的系统，安全防范系统中的多个节点组成了安防网络。安防网络中的多种防护能力的评估已成为不可缺少的一项专业性、技术性工作。如何对安防网络的效能进行科学的评估，如何运用合理的评估方法，哪种评估方法所得结果更具可靠性，是否可用其它的评估方法去拓展已有的传统评估方法等等，已成为摆在各安全防范主管机关和安防从业机构面前的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多节点多防护能力的防护效能评估系统，以对安全防范系统的多节点多防护效能进行客观评估，通过计算机管理并输出效能评估数据和结果，以达到科学预测、有效防控、高效应急的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

安防数据输入模块，用于接收通过计算机终端输入的多种安全防范数据，所述安全防范数据包括人防数据、物防数据、技防数据；

数据库管理模块，用于接收安防数据输入模块传送的安全防范数据，并对单个节点的防护效能值以及安防网络中每条路径的权重值进行管理，将所述安全防范数据按照人防数据、物防数据、技防数据进行分类存储于相应的人防数据库、物防数据库、技防数据库；

效能评估处理模块，用于评估安防系统的多节点多防护能力，依据数据库管理模块提供的单个节点的防护效能值评估出安防网络节点的代价，依据安防网络中每条路径的权重评估出安防网络的路径代价，依据安防网络的路径代价评估出多节点多防护效能的风险熵，所述效能评估处理模块包括安防网络节点代价评估子模块、安防网络路径代价评估子模块、多节点多防护能力的风险熵评估子模块；

显示输出模块，用于将效能评估处理模块处理获得的多节点多防护效能评估值，以图形化的形式显示在计算机显示器上。

所述安防网络节点代价评估子模块，将节点的代价定义为节点的防护效能值，其在数值上等于节点风险熵，用N_i(i＝1，2，...，n)表示安防网络中的任意节点，N_i的防护效能值为：

H(N_i)＝H(X_iY_iZ_i)。

所述安防网络路径代价评估子模块，对于一条包含n个节点的路径，用N_i(i＝1，2，...，n)表示路径上的任意节点，用Path(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径，用J(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径的代价，路径代价的评估公式为：

J(N₁，N₂，...，N_n)＝H(N₁N₂，...，N_n)＝H(N₁)+H(N₂)+...+H(N_n)。

所述多节点多防护能力的风险熵评估子模块，依据下式评估网络风险熵：

H(S)＝Min(J₁，J₂，...，J_n)

其中，从场外的攻击出发点到防护对象共有n条路径，用Ph_i(i＝1，2，...，n)表示其中任意一条路径，用J_i(i＝1，2，...，n)表示这条路径的代价，网络风险熵由代价最小的那条路径决定。

所述显示输出模块，以三维柱状图的形式输出效能评估数据，并给出系统安全警报信号。

本发明具有以下优点和积极效果：

1)能够科学地对安全防范系统进行科学客观的防护效能评估，并给出直观的视觉显示图，提供给安全防范系统管理人员；

2)能及时发现、及时解决，真正成为公共安全体系的有力技术支撑，指导安全防范系统的实践。

附图说明

图1是本发明提供的多节点多防护能力的防护效能评估系统的模块结构图。

图2是本发明提供的多节点多防护能力的度量评估表示流程示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本发明作进一步说明：

图1所示为本发明提供的多节点多防护能力的防护效能评估系统的模块结构图，包括安防数据输入模块，用于接收通过计算机终端输入的多种安全防范数据，所述安全防范数据包括人防数据、物防数据、技防数据；

数据库管理模块，用于接收安防数据输入模块传送的安全防范数据，并对单个节点的防护效能值以及安防网络中每条路径的权重值进行管理，将所述安全防范数据按照人防数据、物防数据、技防数据进行分类存储于相应的人防数据库、物防数据库、技防数据库；

效能评估处理模块，用于评估安防系统的多节点多防护能力，依据数据库管理模块提供的单个节点的防护效能值评估出安防网络节点的代价，依据安防网络中每条路径的权重评估出安防网络的路径代价，依据安防网络的路径代价评估出多节点多防护效能的风险熵，所述效能评估处理模块包括安防网络节点代价评估子模块、安防网络路径代价评估子模块、多节点多防护能力的风险熵评估子模块；

所述安防网络节点代价评估子模块，将节点的代价定义为节点的防护效能值，其在数值上等于节点风险熵，用N_i(i＝1，2，...，n)表示安防网络中的任意节点，N_i的防护效能值为：

H(N_i)＝H(X_iY_iZ_i)；

所述安防网络路径代价评估子模块，对于一条包含n个节点的路径，用N_i(i＝1，2，...，n)表示路径上的任意节点，用Path(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径，用J(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径的代价，路径代价的评估公式为：

J(N₁，N₂，...，N_n)＝H(N₁N₂，...，N_n)＝H(N₁)+H(N₂)+...+H(N_n)；

所述多节点多防护能力的风险熵评估子模块，依据下式评估网络风险熵：

H(S)＝Min(J₁，J₂，...，J_n)

其中，从场外的攻击出发点到防护对象共有n条路径，用Ph_i(i＝1，2，...，n)表示其中任意一条路径，用J_i(i＝1，2，...，n)表示这条路径的代价，网络风险熵由代价最小的那条路径决定；

显示输出模块，用于将效能评估处理模块处理获得的多种防护效能评估值，以图形化的形式显示在计算机显示器上。

所述显示输出模块，以三维柱状图的形式输出效能评估数据，并给出系统安全警报信号。

下面以具体实施例来进一步详细描述本发明：

效能评估处理模块首先从数据库管理模块中获取某一节点的防护效能值。

例如：某一节点的人防防护效能值为0.19823，物防的防护效能值为0.04826，技防的防护效能值为0.126。

效能评估处理模块的安防网络节点代价评估子模块将代价定义为节点的防护效能值，其在数值上等于节点风险熵，用N_i(i＝1，2，...，n)表示安防网络中的任意节点，N_i的防护效能值为：

H(N₁)＝H(X₁Y₁Z₁)＝0.37249

效能评估处理模块的安防网络路径代价评估子模块假设一条路径包含3个节点，用N_i(i＝1，2，3)表示，用Path(N₁，N₂，N₃)表示这条路径，这条路径的代价J(N₁，N₂，N₃)为：

J(N₁，N₂，N₃)＝H(N₁N₂，N₃)＝H(N₁)+H(N₂)+H(N₃)

重复上面的步骤，计算出H(N₂)＝0.65324，H(N₃)＝0.27689。

J(N₁，N₂，N₃)＝0.37249+0.65324+0.27689＝1.30262

效能评估处理模块的多节点多防护能力的风险熵评估子模块假设从场外的攻击出发点到防护对象共有2条路径，用Ph_i(i＝1，2)表示，用J_i(i＝1，2)表示这两条路径的代价，重复上面的步骤，计算出第二条路径的代价为J(N₄，N₅)＝1.87213。

网络风险熵由代价最小的那条路径决定，网络风险熵为：

H(S)＝Min((J₁，J₂，J₃)，(J₄，J₅))＝1.30262

图2是本发明提供的多节点多防护能力的度量评估表示流程示意图，该流程一共包括4个步骤，分别为：节点风险熵表示、路径代价评估、网络风险熵表示、网络风险值评估。下面分别介绍这4个步骤具体所要完成的功能：

步骤1：节点风险熵表示。其中分为两个部分：一部分是单一防护能力的风险熵确定，另一部分是多种防护能力风险熵确定。完成单个防护节点的防护效能的度量。

步骤2：路径代价评估。其中分为两个部分：一部分是节点代价表示，另一部分是路径代价评估。完成对每条路径的代价评估。

步骤3：网络风险熵表示。其中分为两个部分：一部分是通过最小路径算法，确定安防网络中最小代价路径，另一部分是定量确定网络风险熵的大小。完成多节点多防护能力的防护效能度量。

步骤4：网络风险值评估。根据网络风险熵和风险值之间的关系，来确定整个安防网络风险的大小。从而完成对整个安防网络风险的定量评估。

Claims (5)

1.一种多节点多防护能力的防护效能评估系统，其特征在于，包括：

安防数据输入模块，用于接收通过计算机终端输入的多种安全防范数据，所述安全防范数据包括人防数据、物防数据、技防数据；

数据库管理模块，用于接收安防数据输入模块传送的安全防范数据，并对单个节点的防护效能值以及安防网络中每条路径的权重值进行管理，将所述安全防范数据按照人防数据、物防数据、技防数据进行分类存储于相应的人防数据库、物防数据库、技防数据库；

效能评估处理模块，用于评估安防系统的多节点多防护能力，依据数据库管理模块提供的单个节点的防护效能值评估出安防网络节点的代价，依据安防网络中每条路径的权重评估出安防网络的路径代价，依据安防网络的路径代价评估出多节点多防护效能的风险熵，所述效能评估处理模块包括安防网络节点代价评估子模块、安防网络路径代价评估子模块、多节点多防护能力的风险熵评估子模块；

显示输出模块，用于将效能评估处理模块处理获得的多节点多防护效能评估值，以图形化的形式显示在计算机显示器上。

2.根据权利要求1所述的多节点多防护能力的防护效能评估系统，其特征在于：

所述安防网络节点代价评估子模块，将节点的代价定义为节点的防护效能值，其在数值上等于节点风险熵，用N_i(i＝1，2，...，n)表示安防网络中的任意节点，N_i的防护效能值为：

H(N_i)＝H(X_iY_iZ_i)。

3.根据权利要求1所述的多节点多防护能力的防护效能评估系统，其特征在于：

所述安防网络路径代价评估子模块，对于一条包含n个节点的路径，用N_i(i＝1，2，...，n)表示路径上的任意节点，用Path(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径，用J(N₁，N₂，...，N_n)表示这条路径的代价，路径代价的评估公式为：

J(N₁，N₂，...，N_n)＝H(N₁N₂，...，N_n)＝H(N₁)+H(N₂)+...+H(N_n)。

4.根据权利要求1所述的多节点多防护能力的防护效能评估系统，其特征在于：

所述多节点多防护能力的风险熵评估子模块，依据下式评估网络风险熵：

H(S)＝Min(J₁，J₂，...，J_n)

其中，从场外的攻击出发点到防护对象共有n条路径，用Ph_i(i＝1，2，...，n)表示其中任意一条路径，用J_i(i＝1，2，...，n)表示这条路径的代价，网络风险熵由代价最小的那条路径决定。

5.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的多节点多防护能力的防护效能评估系统，其特征在于：

所述显示输出模块，以三维柱状图的形式输出效能评估数据，并给出系统安全警报信号。

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