基于改进K-shell算法的空中交通信息物理系统节点排序

摘要

为精确识别空中交通信息物理系统(cyber physical system,CPS)节点影响力,依据空中交通管理系统信息网络和物理网络的深度耦合关系,结合复杂网络理论,构建空中交通CPS,并对原有K-shell算法进行改进,重新定义了加权度指标。通过改进K-shell算法分别对华东空中交通CPS信息网的管制席位与物理网的航路点影响力进行排序,同时与度、度中心性、介数中心性、接近中心性、特征向量中心性、K-shell等排序方法进行对比,证明了改进K-shell算法能够有效识别网络中节点的影响力,特别是对航路网这种无标度航空网络的节点影响力识别,改进K-shell算法计算结果比其他方法更为精确。最后,对空中交通CPS信息网与物理网的影响力进行分析,证明了信息网中影响力大的管制席位管理的扇区,所辖航路点影响力也偏大,因此应保护影响力大的节点,尽可能避免节点失效引发空中交通CPS网络大面积瘫痪,减少航班延误的发生。