CN105807612A - 一种基于目标体系的控制策略评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于目标体系的控制策略评估方法，具体为：建立关于目标体系的三层模型，包括T层、P层和S层：其中T层为虚拟目标节点，所述虚拟目标节点由目标体系中的多个实体目标节点组成；P层为组成T层虚拟目标节点的所有实体目标节点；S层为P层每一个实体目标节点的状态空间，所述状态空间用来描述当输入控制序列时，实体目标节点受到影响的评估；建立S层状态空间的控制策略模型，然后建立P层节点的控制策略影响模型，最后建立T层节点的控制策略评估模型，采用所述控制策略评估模型进行控制序列的评估。该方法能够进行目标体系的构建、目标体系状态变化的计算、目标受影响程度和目标产生影响程度的定量评定。

Description

一种基于目标体系的控制策略评估方法

技术领域

本发明属于目标控制技术领域，具体涉及一种基于目标体系的控制策略评估方法。

背景技术

目标体系的控制策略设计与评估，围绕目标体系脆弱性信息，运用控制理论中通过反馈对系统闭环控制的方法来构建。通过在一定的时间和空间范围内，对目标实体属性变化规律、目标实体体系变化规律和实体之间联接关系进行动态评估。控制过程中围绕着目标体系状态变化，利用获取的目标体系脆弱性信息不断调整和实施控制与反控制行为。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于目标体系的控制策略评估，能够进行目标体系的构建、目标体系状态变化的计算、目标受影响程度和目标产生影响程度的定量评定，为制定相应的控制策略提供指导作用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种基于目标体系的控制策略评估方法，包括如下步骤：

步骤一、建立关于目标体系的三层模型，包括T层、P层和S层：

其中T层为虚拟目标节点，所述虚拟目标节点由目标体系中的多个实体目标节点组成。

P层为组成T层虚拟目标节点的所有实体目标节点。

S层为P层每一个实体目标节点的状态空间，所述状态空间用来描述当输入控制序列时，实体目标节点受到影响的评估。

步骤二、建立S层状态空间的控制策略模型，具体过程为：

对于P层的实体目标节点P_i，P_i的S层状态空间S_i包括k个状态s₁～s_k：S_i＝{s₁，s₂,…，s_k}。

其中s₁为初始状态，表示该节点完好，其余状态s_j表示该节点受到的控制影响之后的状态。

其中控制序列A中有m种不同的控制策略a₁～a_m，记为：A＝{a₁,a₂,…，a_m}

S层状态空间的控制策略模型为S_out＝aControl_S(P_i,s_in,a_j)。

aControl_S为状态函数，该状态函数的含义为：实体目标节点P_i处于状态S_in∈S时，输入控制策略a_j，P_i的状态变为So_ut∈S；j∈[1,m]。

步骤三、建立P层节点的控制策略影响模型，具体为：

步骤301、P层包括n个实体目标节点记为{P₁,P₂,…,P_n}，对于节点P_i，当前控制策略为a_j时，依据所述S层状态空间的控制策略模型，计算当前节点P_i所处的状态，然后根据状态，采用网络层次分析法计算P_i受到的直接影响数值af(P_i)。

步骤301、P层中与P_i相连的实体目标节点P_k受到的间接影响数值为afj(P_k)＝af(P_i)×m_ik；其中m_ik为针对控制策略a_j的节点P_i与P_k间相互影响系数；

步骤四、建立T层节点的控制策略评估模型，具体为：

在控制策略a_j下，针对同一个实体目标节点，将其直接影响数值和间接影响数值的加权求和，获得针对同一实体目标节点的总影响数值，然后计算T层虚拟目标节点中所有实体目标节点的总影响数值之和即为该控制策略a_j针对该T层虚拟目标节点的影响数值。

步骤五、采用所述控制策略评估模型进行控制序列的评估：

当针对P层的一个固定节点节点P_k进行控制序列的评估时，则采用所述控制策略评估模型，若所述控制序列所有控制策略针对节点P_k所属T层虚拟目标节点的影响数值相加最大，则该控制序列为最优。

当针对不固定的P层节点进行控制序列的评估时，则采用所述控制策略评估模型，若所述控制序列中所有控制策略针对节点P_k所属T层虚拟目标节点的影响数值相加在所有实体目标节点中最大，则该控制序列为最优。

有益效果：

1、本发明所提出的评估方法，其中的TPS三层模型从三个不同的层面分析和评估控制策略对目标的影响，该模型能很好反映由状态空间受到的影响导致实体目标节点受到的影响；同时由于很多实体目标节点的影响导致整个虚拟节点受到的控制影响。

所建立的S层状态空间控制策略模型对于不同的P_i节点有对应的状态空间S_i，每个状态空间可以不一样，包含的状态个数也可以不一样，每个状态表示节点受到的影响也不一样。

所建立的P层节点控制策略影响模型，每个节点P_i受到的控制影响主要包括两部分，一个部分是节点P_i受到的直接控制影响，另一个部分是P_i节点受到与其相连接的节点受到的间接控制影响。

2、本发明的评估方法所设计的控制序列使得T层节点受到影响最大化，同时从固定节点和非固定节点两个方面进行控制策略的设计，使得目标节点受到的控制影响最大化。

附图说明

图1为TPS三层模型的框架图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明所提出的基于目标体系的控制策略评估方法，其具体原理架构如图1所示，包括如下流程：

步骤一、建立目标体系的三层模型，包括T层、P层和S层TPS模型，其中：

T层表示虚拟的目标节点，该目标节点由多个实体的目标节点形成，T层的目标节点可以看作是多个实体节点共同组成的虚拟目标节点。

P层表示T层虚拟目标节点下的所有接入节点，即组成虚拟目标节点的所有实体目标节点。

S层表示P层每一个实体目标节点的状态空间，该状态空间用来描述当输入控制序列时，P层实体目标节点受到影响的评估。

本实施例所提出的TPS模型从三个不同的层面分析和评估控制策略对目标的影响，该模型能很好反映由状态空间受到的影响导致实体目标节点受到的影响；同时由于很多实体目标节点的影响导致整个虚拟节点受到的控制影响。

所建立的S层状态空间控制策略模型对于不同的P_i节点有对应的状态空间S_i，每个状态空间可以不一样，包含的状态个数也可以不一样，每个状态表示节点受到的影响也不一样。

所建立的P层节点控制策略影响模型，每个节点P_i受到的控制影响主要包括两部分，一个部分是节点P_i受到的直接控制影响，另一个部分是P_i节点受到与其相连接的节点受到的间接控制影响。

步骤二、建立S层状态空间的控制策略模型，包括：

对于某一个P层节点P_i，假设该节点的S层状态空间(记为S_i)包括k个状态：

S_i＝{s₁，s₂，…,s_k}

其中s₁为初始状态，表示该节点完好，其余节点s_j表示受到的控制影响，比如目标局部发生状态改变、目标整体发生状态改变等。

2.1假定有m种不同的控制策略，记为：

A＝{a₁,a₂,…,a_m}

其中控制策略a_j表示不同的控制类型。

2.2假定节点P_i处于任何一个状态S_in∈S，当输入控制策略a_j时，该节点的状态变为S_out∈S，记该过程为函数：

S_out＝aControl_S(P_i,s_in,a_j)

其中P_i表示受到控制影响的P层节点，S_in∈S表示受到a_j控制之前该节点在状态空间S层所处的状态，S_out∈S表示控制实施后的状态，该控制作用记做函数aControl_S。

步骤三、建立P层节点的控制策略影响模型，包括：

步骤301、假设P层包括n个实体节点记为{P₁,P₂,…,Pn}，对于节点P_i，假

设控制策略为a_j，通过S层状态空间的控制策略模型建立，计算当前节点所处的状态，然后根据状态计算节点受到的影响数值，记为函数:

af(P_i)＝affect(P_i,a_j)∈[0,1]

步骤302、P层的各个节点之间互相连接，当节点P_i受到控制以后的影响数值是af(P_i)，和P_i节点相连的其他节点也会受到影响，对于不同的控制策略a_j，记对应的节点间相互影响矩阵为假设节点P_k和节点P_i相连(直接和间接相连都适用该公式)，该节点受到的影响记为：

af(P_k)＝af(P_i)×m_ik

其中m_ik∈M_j为该矩阵中的元素。

建立T层节点的控制策略评估模型，根据P层所有节点受到的控制影响，设计加权相加函数af(T)＝f(P₁,P₂,…,Pn)表示该虚拟节点受到控制后的影响，也即受到控制后该虚拟节点所处于的完整状态。

根据上述控制策略评估模型的建立，设计不同类型的控制策略使得目标受到的控制影响最大化，包括：(固定一个节点作为目标进行控制，)

固定P层某节点P_i的最优化控制策略设计，目标是使得T层的虚拟节点受到的影响最大。对于固定P层某节点，主要考虑从该节点的状态空间S出发，设计控制序列使得该节点受到影响af(P_i)，同时该影响会对周围相连接的节点造成影响，如(3.2)，然后利用(4)中定义的T层虚拟节点的影响函数，使得该函数最大化。

对于不固定节点的估计，最优化控制策略的设计，使得T层的虚拟节点受到的影响最大。考虑所有P层节点的状态空间，设计控制序列使得各节点受到影响，且该影响会对相连接节点造成的一定的影响，如(3.2)，然后利用(4)中定义的T层虚拟节点的影响函数，使得该函数最大化。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于目标体系的控制策略评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立关于目标体系的三层模型，包括T层、P层和S层：

其中T层为虚拟目标节点，所述虚拟目标节点由目标体系中的多个实体目标节点组成；

P层为组成T层虚拟目标节点的所有实体目标节点；

S层为P层每一个实体目标节点的状态空间，所述状态空间用来描述当输入控制序列时，实体目标节点受到影响的评估；

步骤二、建立S层状态空间的控制策略模型，具体过程为：

对于P层的实体目标节点P_i，P_i的S层状态空间S_i包括k个状态s₁～s_k：S_i＝{s1,s₂,…,s_k}

其中s₁为初始状态，表示该节点完好，其余状态s_j表示该节点受到的控制影响之后的状态；

其中控制序列A中有m种不同的控制策略a₁～a_m，记为：A＝{a₁,a₂,…,a_m}

S层状态空间的控制策略模型为S_out＝aControl_S(P_i,s_in,a_j)

aControl_S为状态函数，该状态函数的含义为：实体目标节点P_i处于状态S_in∈S时，输入控制策略a_j，P_i的状态变为S_out∈S；j∈[1,m]；

步骤三、建立P层节点的控制策略影响模型，具体为：

步骤301、P层包括n个实体目标节点记为{P₁,P₂,…,P_n}，对于节点P_i，当前控制策略为a_j时，依据所述S层状态空间的控制策略模型，计算当前节点P_i所处的状态，然后根据状态，采用网络层次分析法计算Pi受到的直接影响数值af(P_i)；

步骤301、P层中与P_i相连的实体目标节点P_k受到的间接影响数值为afj(P_k)＝af(P_i)×m_ik；其中m_ik为针对控制策略a_j的节点P_i与P_k间相互影响系数；

步骤四、建立T层节点的控制策略评估模型，具体为：

在控制策略a_j下，针对同一个实体目标节点，将其直接影响数值和间接影响数值的加权求和，获得针对同一实体目标节点的总影响数值，然后计算T层虚拟目标节点中所有实体目标节点的总影响数值之和即为该控制策略a_j针对该T层虚拟目标节点的影响数值；

步骤五、采用所述控制策略评估模型进行控制序列的评估：

当针对P层的一个固定节点节点P_k进行控制序列的评估时，则采用所述控制策略评估模型，若所述控制序列所有控制策略针对节点P_k所属T层虚拟目标节点的影响数值相加最大，则该控制序列为最优；

当针对不固定的P层节点进行控制序列的评估时，则采用所述控制策略评估模型，若所述控制序列中所有控制策略针对节点P_k所属T层虚拟目标节点的影响数值相加在所有实体目标节点中最大，则该控制序列为最优。