复杂信息系统体系结构设计中韧性分析方法

The resilience is a key challenge of complex information systems. To strengthen resilience analysis is one of the effective ways to improve the resilience of complex information systems in architecture design phase. This project addresses the requirements of architecture design decisions, and the evaluation index of resilience analysis is defined as system effectiveness. Based on the relationship model of systems, a propagation model of adverse effect is established and the approach of system resilience analysis is provided.The system-activity-tree model is built through studying the matching relationship between systems and activities, and the resilience analysis method of complex information system is proposed based on the systems-activity-tree model.In order to analyze the resilience of system of systems for dynamic, diverse tasks, the calculation method on the functional requirements’ satisfaction, systems mapping method and the matching methods on system information exchange relationship are researched, the resilience assessment method is proposed based on the of matching of system structure graphs. Through the research, a set of resilience evaluation methods is formed, which will be used to analyze the resilience quantitatively on system layer, complex system layer and system of systems layer, and to support to architecture design decisions.

系统韧性是复杂信息系统面临的重要挑战。加强体系结构设计阶段的韧性分析与评估是提高复杂信息系统韧性的有效途径之一。本项目针对体系结构的设计决策需求，以系统有效性为韧性度量指标来研究韧性分析方法。通过研究体系结构中系统之间的关系模型，建立不利效果影响传播模型，提出基于影响传播模型的系统韧性分析方法；通过分析体系结构中系统与业务活动的映射关系，建立系统-业务活动树模型，并以系统-业务活动树为基础，提出复杂信息系统的韧性分析方法。为分析动态多变任务下体系韧性，研究功能需求度计算方法、系统匹配方法、系统信息交换关系匹配方法等，提出基于系统结构图匹配的体系韧性分析方法。通过本项目的研究，形成一套支持系统层、任务层和体系层的系统韧性分析方法。这套韧性分析方法可以为系统韧性评估提供定量化支持手段，为复杂信息系统体系结构设计决策提供支持。

系统韧性是复杂信息系统设计与使用面临的重要挑战。加强复杂信息系统韧性分析与评估是提高系统韧性的有效途径之一。本项目分析了韧性支持下系统效能变化的过程模型，建立了韧性评估指标以及韧性指标的计算方法。基于FDNA模型建立不利效果影响传播模型，提出基于FDNA模型的系统韧性分析方法。通过分析系统与业务活动的映射关系，提出了系统-业务活动树模型构建方法，以系统-业务活动树为基础，提出了复杂信息系统的韧性分析方法。针对指挥信息系统中OODA环运行特点，研究指挥信息系统超网络构建方法，提出了基于信息流模体的韧性分析模型。以功能冗余为基础，面向动态任务需要，建立作战活动优化分配模型，提出基于作战活动分配模型的韧性评估方法。研究基于图匹配的韧性分析方法，提出了基于子图同构算法的韧性评估方法.把能力作为分析要素，研究面向韧性评估的体系能力建模方法，研究提出不考虑活动相继故障和考虑活动相继故障的体系韧性评估方法。通过本项目的研究，形成一套支持系统层、任务层和体系层的系统韧性分析方法。这套韧性分析方法可以为系统韧性评估提供定量化支持手段，为复杂信息系统分析与评估提供支持。