CN112989137B - 一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法，包括：对复杂网络信息系统的广域信息服务支撑能力进行能力逐层分解后构建复杂网络信息系统能力体系树；对复杂网络信息系统能力体系树进行相近或相同能力归并重组处理；将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；进行能力依赖关系合理性检测；将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转化为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；进行能力分解粒度检测。本发明能够直观简便地将用户的能力需求落实为系统研制需求，高效科学的指导复杂信息系统建设实施。

Description

一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法

技术领域

本发明属于信息系统建设工程技术领域，具体涉及一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法。

背景技术

随着信息化技术的快速发展，为满足纷繁复杂的各类业务需求，处理快速增长的业务数据量，各领域信息系统的规模不断扩大，系统层级也不断增长，系统内部组件的数量与关联复杂度也大大增加，系统结构从简单系统向着复杂信息系统演化。

目前对信息系统研制建设实施过程的管理方法，主要有结构化方法、敏捷开发方法和面向对象方法，结构化方法依赖人工拟制的标准化文档和及规定的实施步骤，开展从上往下的系统设计和自底向上的系统实现，整个项目管理过程步骤繁琐，周期长，灵活性差；而敏捷开发方法，通过快速交付原型，快速迭代的方式实现系统完善，适用于前期需求不明确和后期需求变更频繁的小型项目，难以支撑大型复杂系统的研制管理；面向对象方法通过对能力需求、实体对象等客体进行封装，建立从需求到软件结构的转化路径，能够减少从分析、设计到执行等各环节的沟通成本，提高工作效率，但需要定制化支撑工具，对管理人员的专业要求较高，处理不当容易导致大型系统结构不合理、组件关系失调等问题。上述已有方法在应用于复杂信息系统建设实施管理过程中，存在对人员要求高、实施成本高、过程复杂、灵活性不足等问题，缺少量化准确支持自动化管理手段，难以满足日益繁杂的系统实施管理需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法，该系统项目建设实施方法能够直观简便地将用户的能力需求转换为系统研制建设的实体对象，高效科学的指导复杂信息系统建设实施。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法，所述实体关系分析方法包括如下步骤：

步骤一、对复杂网络信息系统的广域信息服务支撑能力进行能力逐层分解后构建复杂网络信息系统能力体系树；

步骤二、对复杂网络信息系统能力体系树进行相近或相同能力归并重组处理；

步骤三、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；

步骤四、对复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图进行能力依赖关系合理性检测；所述能力依赖关系合理性为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中不存在依赖自身的能力节点；

步骤五、将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转化为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤六、对复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图进行能力分解粒度检测。

进一步的，步骤一中，所述复杂网络信息系统能力体系树的根节点为广域信息服务支撑能力；

所述广域信息服务支撑能力的子节点包括广域覆盖能力、随遇接入能力、宽带传输能力、按需服务能力、安全可控能力和运维管理能力；

所述广域覆盖能力的叶节点包括多点有线接入能力、宽带无线通信能力和应急通信能力；所述随遇接入能力的叶节点包括移动接入能力、多点有线接入能力和用户身份验证能力；所述宽带传输能力的叶节点包括宽频信号传输能力和高性能路由处理能力；所述按需服务能力的叶节点包括信息服务组织能力和用户身份验证能力；所述安全可控能力的叶节点包括信息防护能力、病毒查杀能力和用户身份验证能力；所述运维管理能力的叶节点包括系统状态监控能力和系统调度管理能力；

所述多点有线接入能力的叶节点为远程光纤组网能力；所述宽带无线通信能力的叶节点包括卫星通信接入能力和蜂窝网络接入能力；所述应急通信能力的叶节点包括短波通信能力和移动卫星通信能力；

所述移动接入能力的叶节点包括短波通信能力、移动卫星通信能力和蜂窝网络接入能力；所述宽频信号传输能力的叶节点为高信噪比传输能力；所述高性能路由处理能力的叶节点为高吞吐数据处理能力。

进一步的，步骤二中，所述归并重组处理的过程为：

步骤21、判断复杂网络信息系统能力体系树是否存在相同或相近的能力，如是，则从复杂网络信息系统能力体系树的根节点开始，找出复杂网络信息系统能力体系树中所有相同或相近的能力以及对应的出度并进行缓存，进入步骤22；如否，则进入步骤三；

步骤22、设缓存中能力的序列i的初始值为1；

步骤23、判断第i个能力的出度是否为0，如是，则在复杂网络信息系统能力体系树中保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，进入步骤24；如否，则进入步骤23；

步骤23、从复杂网络信息系统能力体系树中找出对应能力的叶子节点对应的能力，保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，并将其余对应的能力的上一级能力直接与叶子节点对应的能力；

步骤24、判断i是否等于能力个数n，如是，则结束；如否，则将i加上1后赋给i，返回步骤22。

进一步的，所述相同或相近的能力包括多点有线接入能力、用户身份验证能力、蜂窝网络接入能力、短波通信能力和移动卫星通信能力。

进一步的，步骤三的具体实现过程为：

步骤31、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树中每个能力作为能力节点；

步骤32、将能力之间的上下支撑关系作为对应的能力节点之间的依赖关系；

步骤33、采用有向边连接从能力节点到对应的所依赖的能力节点；每条有向边上均标记有代价值，得到复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；

所述代价值表示从有向边的起始能力节点实现对应的终端能力节点的代价。

进一步的，步骤33中，所述代价包括时间和成本。

进一步的，步骤四中，所述能力依赖关系合理性检测的具体过程为：

步骤41、获取复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的初始图T₀；

步骤42、计算T₀中各个能力节点的入度并保存到入度集In₀中；

步骤43、统计入度集In₀中入度为0的个数；

步骤44、当入度集In₀中入度为0的个数为n时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系合理，进入步骤五；当入度集In₀中入度为0的个数大于0且小于n时，则进入步骤45；当入度集In₀中入度为0的个数等于0时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系不合理，进入步骤46；

步骤45、将入度为0的能力节点从T₀中去除，得到新的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图T₁；并计算T₁中各个能力节点的入度并保存到新入度集In₁中；令In₀=In₁，返回步骤43；

步骤46、统计入度集In₀中入度不为0的能力节点；并从复杂网络信息系统能力体系树中找出入度不为0的能力节点对应的能力并记为第一能力；

步骤47、对复杂网络信息系统能力体系树中的第一能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建复杂网络信息系统能力体系树，返回步骤二。

进一步的，步骤五的具体实现过程为：

步骤51、获取支撑实现每个能力节点要求的实体对象，得到能力-实体对象的映射关系；所述实体对象包括网络信息服务设施、设备和软件；

步骤52、根据能力-实体对象的映射关系，将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中各个能力节点替换为实现对应能力节点的实体对象节点，得到复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图。

进一步的，步骤51和步骤52之间，还包括：

当能力-实体对象的映射关系中出现多个能力节点对应实体对象相同时，保留一个实体节点，删除重复的实体节点，对应的依赖关系按照继承关系指向被删实体节点的下级实体节点。

进一步的，步骤六中，所述能力分解粒度检测的过程为：

步骤61、判断复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图中是否存在某个能力对应多个实体对象，如是，则进入步骤62；如否，则输出复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤62、从复杂网络信息系统能力体系树中找出该多个实体对象对应的某个能力并记为第二能力；

步骤63、对复杂网络信息系统能力体系树中的第二能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建系统能力体系树，返回步骤二。

本发明的有益效果：

本发明通过复杂网络信息系统的的广域信息服务支撑能力的能力逐层分解结果以及能力之间的上下支撑关系，构建复杂网络信息系统系统能力体系树；并对复杂网络信息系统系统能力体系树中相近或相同能力进行归并重组处理后转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；通过对复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图进行能力依赖关系合理性检测，找到符合要求的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；并将能力依赖关系合理的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转换为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图后进行能力分解粒度检测，得到满足能力分解粒度的复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图，能够便捷准确的将面向用户的能力视图转变为面向项目建设管理的实体对象视图；本发明通过能力依赖关系合理性检测和能力分解粒度检测双循环迭代，减少了需求转化、体系构建和对象映射过程中产生的信息传递失真，能够提供多种直观简便的工具帮助项目建设实施管理人员制定项目计划，识别系统关键点，快速评估能力变更的影响范围，支持围绕能力需求对系统进行精简裁剪，能够有效降低管理人员面对复杂信息系统建设实施的工作难度，提升工作准确度和工作效率。

附图说明

图1为本发明的用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法流程示意图；

图2为复杂网络信息系统能力体系树示意图；

图3为归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树示意图；

图4为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图示意图；

图5为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图示意图；

图6为从实体依赖关系导出实体建设推进路线安排示意图；

图7为重要节点识别示意图；

图8为能力变更影响范围示意图；

图9为精简系统组成内容示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。

本实施例给出了一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法，参考图1，该系统项目建设实施方法包括如下步骤：

S1、对复杂网络信息系统的广域信息服务支撑能力进行能力逐层分解后构建复杂网络信息系统能力体系树。

由于复杂信息系统规模庞大，包含要素众多，为实现信息系统的总体能力需要满足一系列相互关联的能力。信息系统的总体能力包括信息系统集成能力和信息系统服务交付能力等。其中，信息系统集成能力包括集成建设进度要求和实施要求等，信息系统服务交付能力为系统应具备的功能和性能等要求。

本实施例可通过用户需求调研、发展规划要求和竞品分析等方法，获取信息系统的总体能力，如可根据专业类别，以专家会议的方式，邀请数名业务经验丰富的用户代表和专家，对信息系统的总体能力进行逐层分解，细化落实为各专业粒度的能力需求，得到支撑信息系统的总体能力实现的各层能力。然后，根据能力之间的上下支撑关系（即上层能力的实现依赖于下层的支撑），构建复杂网络信息系统能力体系树，参考图2，复杂网络信息系统能力体系树的根节点为广域信息服务支撑能力。广域信息服务支撑能力的子节点包括广域覆盖能力、随遇接入能力、宽带传输能力、按需服务能力、安全可控能力和运维管理能力。广域覆盖能力的叶节点包括多点有线接入能力、宽带无线通信能力和应急通信能力。随遇接入能力的叶节点包括移动接入能力、多点有线接入能力和用户身份验证能力。宽带传输能力的叶节点包括宽频信号传输能力和高性能路由处理能力。按需服务能力的叶节点包括信息服务组织能力和用户身份验证能力。安全可控能力的叶节点包括信息防护能力、病毒查杀能力和用户身份验证能力。运维管理能力的叶节点包括系统状态监控能力和系统调度管理能力。多点有线接入能力的叶节点为远程光纤组网能力。宽带无线通信能力的叶节点包括卫星通信接入能力和蜂窝网络接入能力。应急通信能力的叶节点包括短波通信能力和移动卫星通信能力。移动接入能力的叶节点包括短波通信能力、移动卫星通信能力和蜂窝网络接入能力。宽频信号传输能力的叶节点为高信噪比传输能力。高性能路由处理能力的叶节点为高吞吐数据处理能力。

本实施例中，相同或相近的能力包括多点有线接入能力、用户身份验证能力、蜂窝网络接入能力、短波通信能力和移动卫星通信能力。

S2、对复杂网络信息系统能力体系树进行相近或相同能力归并重组处理。

由于复杂网络信息系统的各级各类能力之间关系复杂，不仅是简单的分解关系，还存在跨类聚合和跨层依赖等新的依赖关系。当系统能力体系树存在相同能力或相近能力（如图2中的广域覆盖能力和随遇接入能力中的多点有线接入能力，广域覆盖能力、按需服务能力和安全可控能力中的用户身份验证能力，宽带无线通信能力和移动接入能力中的蜂窝网络接入能力以及应急通信能力和移动接入能力中的短波通信能力）时，则对复杂网络信息系统能力体系树进行重复相近的能力（即相近或相同的能力）归并重组处理，补充跨专业和跨层级的新关联关系，参考图3，从而将信息系统的能力体系树进一步完善，使得复杂网络信息系统能力体系树能够完整描述信息系统的能力依赖体系。归并重组处理的过程为：

步骤21、判断复杂网络信息系统能力体系树是否存在相同或相近的能力，如是，则从复杂网络信息系统能力体系树的根节点开始，找出复杂网络信息系统能力体系树中所有相同或相近的能力以及对应的出度并进行缓存，进入步骤22；如否，则进入步骤三；

步骤22、设缓存中能力的序列i的初始值为1；

步骤23、判断第i个能力的出度是否为0，如是，则在复杂网络信息系统能力体系树中保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，进入步骤24；如否，则进入步骤23；

步骤23、从复杂网络信息系统能力体系树中找出对应能力的叶子节点对应的能力，保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，并将其余对应的能力的上一级能力直接与叶子节点对应的能力；

步骤24、判断i是否等于能力个数n，如是，则结束；如否，则将i加上1后赋给i，返回步骤22。

S3、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图。

将整个能力体系的每一项能力作为一个能力节点，能力与能力之间的依赖关系用从某个能力节点指向它所依赖的能力节点的有向边来连接，从而将能力体系的依赖关系抽象为有向无环图来描述，参考图4，图上的能力节点a_i（i=0、1、2、3…n，n为能力的个数）抽象表示能力An-m，弧<i，j>表示从能力a_i实现能力a_j的实现路径，i≠j。<i，j>的值为从能力节点a_i对应的能力实现能力节点a_j对应的能力的代价，如实现时间、实现成本等。两端节点分别是起点和终点，整个复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图有一个起点以及不少于一个终点，构成一条或多条依赖路径，依赖路径之间可相对独立，支持并行开展活动。具体实现过程为：

步骤31、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树中每个能力作为能力节点；

步骤32、将能力之间的上下支撑关系作为对应的能力节点之间的依赖关系；

步骤33、采用有向边连接从能力节点到对应的所依赖的能力节点；每条有向边上均标记有代价值，得到复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图。本实施例中的代价值表示从有向边的起始能力节点实现对应的终端能力节点的代价，其中，代价包括时间和成本。

复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图可以用一个二维数组M[n，n]来存储，n为能力的个数，M（i，j）=<i，j>，具体如下：

S4、对复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图进行能力依赖关系合理性检测。

本实施例中的能力依赖关系合理性为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中不存在依赖自身的能力节点。

由于能力不能自己依赖自己，因此节点的依赖关系不能构成相互依赖的环。本实施例中的能力依赖关系合理性为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中不存在依赖自身的能力节点。能力依赖关系合理性检测的具体过程为：

步骤41、获取复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的初始图T₀；

步骤42、计算T₀中各个能力节点的入度并保存到入度集In₀中；

步骤43、统计入度集In₀中入度为0的个数；

步骤44、当入度集In₀中入度为0的个数为n时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系合理，进入步骤五；当入度集In₀中入度为0的个数大于0且小于n时，则进入步骤45；当入度集In₀中入度为0的个数等于0时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系不合理，进入步骤46；

步骤45、将入度为0的能力节点从T₀中去除，得到新的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图T₁；并计算T₁中各个能力节点的入度并保存到新入度集In₁中；令In₀=In₁，返回步骤43；

步骤46、统计入度集In₀中入度不为0的能力节点；并从复杂网络信息系统能力体系树中找出入度不为0的能力节点对应的能力并记为第一能力；

步骤47、对复杂网络信息系统能力体系树中的第一能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建复杂网络信息系统能力体系树，返回步骤二。

其中，入度In（a_i）表示依赖于能力节点a_i对应能力的能力数量，出度Out（a_i）表示能力节点a_i对应能力依赖别能力节点对应能力的能力数量。

S5、将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转化为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图。

复杂网络信息服务系统的能力建设一般通过按一定的次序构建一系列满足相应能力的实体对象来逐步实现，这些实体对象及其之间的关联关系可以从之前步骤提出的能力体系中推导得出。如应急通信能力由应急通信系统实现，其下属短波通信能力由短波通信系统实现。通常而言，对于分解良好的能力体系和应用实体体系，一个实体提供一项能力，可以用实体节点直接替换能力节点，得到结构一致的实体对象依赖关系图，具体实现过程为：

步骤51、获取支撑实现每个能力节点要求的实体对象，得到能力-实体对象的映射关系；

步骤52、根据能力-实体对象的映射关系，将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中各个能力节点替换为实现对应能力节点的实体对象节点，得到复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图。

对于复杂系统，实体节点层次很多，节点数量很多，难以对整个系统进行完整全面的描述，在以不同的层次和颗粒度分析实体依赖关系时，可能会出现单个实体能够提供多项能力的情况，如高性能网络交换机可以同时满足宽频信号传输能力和高性能路由处理能力及其下属的高信噪比传输能力和高吞吐输出处理能力等，可以将相应的能力节点都替换为该实体节点，并将重复的上位节点删除，依赖关系按照继承关系指向被删节点的下级节点，形成对应的复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图，参考图5。当出现一项能力对应多个实体对象时，说明能力体系分解不完全，应回到步骤一进一步细化能力体系结构，如卫星通信接入能力的下属能力除移动卫星通信能力外增加固定卫星通信能力，并由固定卫星通信系统实体实现。把实体组成体系结构图抽象为实体对象依赖关系图，将相应的能力节点都替换为该实体节点，并将重复的实体节点删除，依赖关系按照继承关系指向被删节点的下级节点，形成对应的复杂网络信息系统实体对象依赖关系图。因此，步骤51和步骤52之间，本步骤还包括：

当能力-实体对象的映射关系中出现多个能力节点对应实体对象相同时，保留一个实体节点，删除其余重复的实体节点，对应的依赖关系按照继承关系指向被删实体节点的下级实体节点。

S6、对复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图进行能力分解粒度检测。

当复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图中出现一项能力对应多个实体对象时，说明能力体系分解不完全，应进一步细化能力体系结构。本实施例的能力分解粒度检测的过程为：

步骤61、判断复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图中是否存在某个能力对应多个实体对象，如是，则进入步骤62；如否，则输出复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤62、从复杂网络信息系统能力体系树中找出该多个实体对象对应的某个能力并记为第二能力；

步骤63、对复杂网络信息系统能力体系树中的第二能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建系统能力体系树，返回步骤二。

按照满足能力分解粒度的复杂网络信息系实体对象依赖关系有向无环图，对信息系统项目建设进行实施。

本实施例的信息系统项目建设包括信息系统项目建设安排（如项目进度管理）、信息系统项目分析（如识别项目的关键实体节点）、信息系统项目评估（如项目调整变化的影响度）和信息系统项目裁剪。

本实施例通过复杂网络信息系统的的广域信息服务支撑能力的能力逐层分解结果以及能力之间的上下支撑关系，构建复杂网络信息系统系统能力体系树；并对复杂网络信息系统系统能力体系树中相近或相同能力进行归并重组处理后转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；通过对复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图进行能力依赖关系合理性检测，找到符合要求的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；并将能力依赖关系合理的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转换为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图后进行能力分解粒度检测，得到满足能力分解粒度的复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图，能够便捷准确的将面向用户的能力视图转变为面向项目建设管理的实体对象视图；本实施例通过能力依赖关系合理性检测和能力分解粒度检测双循环迭代，减少了需求转化、体系构建和对象映射过程中产生的信息传递失真，能够提供多种直观简便的工具帮助项目建设实施管理人员制定项目计划，识别系统关键点，快速评估能力变更的影响范围，支持围绕能力需求对系统进行精简裁剪，能够有效降低管理人员面对复杂信息系统建设实施的工作难度，提升工作准确度和工作效率。

一、项目进度管理

将实体对象节点间的弧定义为完成上级节点代表的实体对象研制建设时间，即<i，j>的值是实现实体对象o_i的时间，标记为T_i，实体对象依赖方向的反方向为实体对象的建设顺序方向，参考图6，从实体对象依赖关系有向无环图上就可以得到若干条顺次依赖的实体建设过程链，其中最长的过程链的长度就是本项目实现的最短工期。以最长链上各个对象完成时间作为关键节点，可以按需调整布置其余实体对象的建设起止时间，从而可以科学的确定整个项目的进度安排，指导复杂信息系统建设开展。如果最长过程链不止于一条，从最长链的定义不难得出，此时各最长链之间在终点节点前没有关联，可以分解为若干个独立的子项目进行管理，子项目的进度安排可以参照之前已经得到单最长链项目的进度安排方法执行；如果不能分项管理的，可以选择一条特定的最长链，如为更精细的掌控项目进度，选择包含节点最多的链路作为基准，制定整个项目实施进度。以实体对象依赖关系有向无环图中的顶层节点为起点，任一出度为0的节点n为终点构成一条过程链；该过程链的长度P_in=<i，j>+<j，k>+…+<m，n>；其中，j、k…m为过程链的链路上的实体对象节点，最长链路长度Sin=Max（P_in）。确定实体对象依赖关系有向无环图中的最长过程链的过程如下：

从起点出发，遍历到达某一终点的所有路径，记下最长的链路长度及对应的链路节点；按此方法得到从起点到所有终点的最长路径，从中找出长度最大的那条链路即为图的最长过程链，如本项目最长链为“o₂₄-o₁₈-o₇-o₁-o₀”链，即为“移动卫星通信设备-卫星通信系统-宽带无线通信组网系统-基础广域宽带网络-网络信息服务系统”建设流程。

二、识别项目的关键实体节点

一个实体节点的入度越高，说明它能影响越多的其他实体对象，一个实体对象的重要性与代表它的实体节点的入度正相关，因此，可以利用实体对象依赖关系图来对项目关键点进行分析。计算实体对象依赖关系图中的各节点的入度，并记录在一张表中，根据具体项目需求识别关键实体的入度判定标准，在表中筛选出关键实体，作为研制中重点攻关对象或建设中重点关注对象。如图7所示，o₁₃和o₂₄节点的入度为3，即基础广域网络、网络服务调度平台和网络安全防护系统三个系统的研发建设要基于用户身份验证系统的研制成果，卫星通信接入系统、应急通信系统和随遇接入系统三个系统的研发建设要基于移动卫星通信系统的研制成果，因此用户身份验证系统和移动卫星通信系统被识别为关键节点。

三、评估项目调整变化的影响度

为判定体系中单个或一组特定能力要求发生改变时对体系整体的影响，可以用实体对象依赖关系图来获取被影响的对象集合，从而评估影响范围，评估方法如下：

对于调整一个能力，针对代指该能力的能力节点a_i，找对应其的实体对象节点o_j，在实体对象依赖图中利用树的深度遍历算法向上遍历找出所有依赖o_j的实体对象节点集合O_j{o_j1、o_j2…o_jn}即为o_j调整后影响的实体对象集合。如果是调整一组能力，针对相应的能力节点集合{a_p、a_q…a_r}，按同样方法找对各自对应的实体对象节点集合O_e、O_f…O_g，对应该组能力调整影响的实体对象集合为O_影响=O_e∪O_f∪…∪O_g。如图8例示中，调整本项目节点o₁₃和o₂₀能力，会对o₀、o₁、o₂、o₄、o₅和o₈节点产生影响，即对短波通信系统和用户身份验证系统的调整，会对应急通信系统、基础广域网络、随遇接入系统、网络服务调度平台和网络安全防护系统，及最终的网络信息服务系统的研制产生影响。

四、信息系统项目裁剪

复杂信息系统规模庞大、功能全面、成本高昂，对基础设施要求高。在一些特定场景下，出于基础条件限制、经费预算限制等，不能或不需要部署全功能的系统，因此需要对完整系统进行裁剪，实施方法如下：

确定特定场景下所需的能力集合{ a_p、a_q…a_r }，根据映射关系确定对应的实体对象集合O{o_l、o_m…o_n }，与确定能力变更影响范围的方法类似，采用向下遍历的方式，找到实体对象集合中各元素所依赖实体对象集合O_l、O_m…O_n，组成精简系统的实体对象集合即为O_精简=O_l∪O_m∪…∪O_n。如图9所示，本项目规模较大，一期考虑先实现网络覆盖，可识别为需要建设圈内的各个节点。

以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于复杂网络信息系统构建的实体关系分析方法，该方法用于指导复杂信息系统建设实施，其特征在于，所述实体关系分析方法包括如下步骤：

步骤一、对复杂网络信息系统的广域信息服务支撑能力进行能力逐层分解后构建复杂网络信息系统能力体系树；

步骤一中，所述复杂网络信息系统能力体系树的根节点为广域信息服务支撑能力；

所述广域信息服务支撑能力的子节点包括广域覆盖能力、随遇接入能力、宽带传输能力、按需服务能力、安全可控能力和运维管理能力；

所述广域覆盖能力的叶节点包括多点有线接入能力、宽带无线通信能力和应急通信能力；所述随遇接入能力的叶节点包括移动接入能力、多点有线接入能力和用户身份验证能力；所述宽带传输能力的叶节点包括宽频信号传输能力和高性能路由处理能力；所述按需服务能力的叶节点包括信息服务组织能力和用户身份验证能力；所述安全可控能力的叶节点包括信息防护能力、病毒查杀能力和用户身份验证能力；所述运维管理能力的叶节点包括系统状态监控能力和系统调度管理能力；

所述多点有线接入能力的叶节点为远程光纤组网能力；所述宽带无线通信能力的叶节点包括卫星通信接入能力和蜂窝网络接入能力；所述应急通信能力的叶节点包括短波通信能力和移动卫星通信能力；

所述移动接入能力的叶节点包括短波通信能力、移动卫星通信能力和蜂窝网络接入能力；所述宽频信号传输能力的叶节点为高信噪比传输能力；所述高性能路由处理能力的叶节点为高吞吐数据处理能力；

步骤二、对复杂网络信息系统能力体系树进行相同或相近能力归并重组处理；

相同或相近能力包括多点有线接入能力、用户身份验证能力、蜂窝网络接入能力、短波通信能力和移动卫星通信能力；

步骤三、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树转换为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；

步骤三的具体实现过程为：

步骤31、将归并重组处理后的复杂网络信息系统能力体系树中每个能力作为能力节点；

步骤32、将能力之间的上下支撑关系作为对应的能力节点之间的依赖关系；

步骤33、采用有向边连接从能力节点到对应的所依赖的能力节点；每条有向边上均标记有代价值，得到复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图；

所述代价值表示从有向边的起始能力节点实现对应的终点能力节点的代价；

步骤33中，所述代价包括时间和成本；

步骤四、对复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图进行能力依赖关系合理性检测；所述能力依赖关系合理性为复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中不存在依赖自身的能力节点；

步骤五、将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图转化为复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤五的具体实现过程为：

步骤51、获取支撑实现每个能力节点要求的实体对象，得到能力-实体对象的映射关系；所述实体对象包括网络信息服务设施和软件；

步骤52、根据能力-实体对象的映射关系，将不存在依赖自身的能力节点的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图中各个能力节点替换为实现对应能力节点的实体对象节点，得到复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤六、对复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图进行能力分解粒度检测；

步骤六中，所述能力分解粒度检测的过程为：

步骤61、判断复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图中是否存在某个能力对应多个实体对象，如是，则进入步骤62；如否，则输出复杂网络信息系统实体对象依赖关系有向无环图；

步骤62、从复杂网络信息系统能力体系树中找出该多个实体对象对应的某个能力并记为第二能力；

步骤63、对复杂网络信息系统能力体系树中的第二能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建系统能力体系树，返回步骤二。

2.根据权利要求1所述的实体关系分析方法，其特征在于，步骤二中，所述归并重组处理的过程为：

步骤21、判断复杂网络信息系统能力体系树是否存在相同或相近能力，如是，则从复杂网络信息系统能力体系树的根节点开始，找出复杂网络信息系统能力体系树中所有相同或相近能力以及对应的出度并进行缓存，进入步骤22；如否，则进入步骤三；

步骤22、设缓存中能力的序列i的初始值为1；

步骤23、判断第i个能力的出度是否为0，如是，则在复杂网络信息系统能力体系树中保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，进入步骤24；如否，则进入步骤23；

步骤23、从复杂网络信息系统能力体系树中找出对应能力的叶子节点对应的能力，保留其中一个对应的能力，删除其余对应的能力，并将其余对应的能力的上一级能力直接与叶子节点对应的能力连接；

步骤24、判断i是否等于能力个数n，如是，则结束；如否，则将i加上1后赋给i，返回步骤22。

3.根据权利要求1或2所述的实体关系分析方法，其特征在于，步骤四中，所述能力依赖关系合理性检测的具体过程为：

步骤41、获取复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的初始图T₀；

步骤42、计算T₀中各个能力节点的入度并保存到入度集In₀中；

步骤43、统计入度集In₀中入度为0的个数；

步骤44、当入度集In₀中入度为0的个数为n时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系合理，进入步骤五；当入度集In₀中入度为0的个数大于0且小于n时，则进入步骤45；当入度集In₀中入度为0的个数等于0时，则复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图的能力依赖关系不合理，进入步骤46；

步骤45、将入度为0的能力节点从T₀中去除，得到新的复杂网络信息系统能力依赖关系有向无环图T₁；并计算T₁中各个能力节点的入度并保存到新入度集In₁中；令In₀=In₁，返回步骤43；

步骤46、统计入度集In₀中入度不为0的能力节点；并从复杂网络信息系统能力体系树中找出入度不为0的能力节点对应的能力并记为第一能力；

步骤47、对复杂网络信息系统能力体系树中的第一能力重新分解；并根据能力逐层分解结果、重新分解结果以及能力之间的上下支撑关系，重新构建复杂网络信息系统能力体系树，返回步骤二。

4.根据权利要求1所述的实体关系分析方法，其特征在于，步骤51和步骤52之间，还包括：

当能力-实体对象的映射关系中出现多个能力节点对应实体对象相同时，保留一个实体节点，删除重复的实体节点，对应的依赖关系按照继承关系指向被删实体节点的下级实体节点。

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