一种评估LEO卫星通信网络抗毁性的新方法研究

抗毁性是低轨卫星通信网络的重要属性,评估卫星网络抗毁性对卫星网络结构设计具有重要意义.针对低轨卫星网络的特点,在对复杂网络抗毁性的研究基础上,建立以自然连通度为基础的卫星网络抗毁性测度指标,利用STK/Matlab仿真工具分析卫星网络的抗毁性.实验分析表明,仿真结果可以有效评估卫星网络抗毁性大小.     

基于复杂网络理论的Internet抗毁性研究

针对Internet这一典型的复杂网络,依据TCP拥塞控制协议能重新调整数据流流速的特性,提出了一种新的抗毁性测度方法,并在流速可变的通信模型下对Internet进行了抗毁性研究,仿真结果表明Internet仍然具有鲁棒且脆弱性;然后分析了Internet在不完全信息下和基于局部网络拓扑信息的分布式攻击下的抗毁性,并且提出了相应的保护措施,仿真结果表明,不同情况下的不完全信息会对有目的攻击的攻击效率产生不同程度的影响,而基于局部信息的攻击可以达到有目的攻击的攻击效率,该结果对制订高效的Internet攻击(保护)策略具有重要意义。     

基于节点脆弱性的电力系统抗毁性分析

大停电事故一般由个别元件故障开始并最终导致全系统崩溃,而其中极少数带有重负荷的节点往往起到助推作用,因此寻找这些关键节点,分析该部分节点失效情况下的电力系统的抗毁性,具有重要的研究价值。基于静态能量函数,建立相关的脆弱性评估指标模型,对电力系统的节点脆弱性进行评估,从而确定电力系统的脆弱环节。在此基础上,对电力网络拓扑模型进行蓄意攻击和随机攻击,分析比较电力系统在这两种攻击下的网络抗毁度指标,结合系统能量和网络图论分析研究电力系统的抗毁性。通过对某地区电网的实际仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

基于支路综合脆弱性的电网抗毁性分析

大停电事故一般由个别元件故障开始并最终导致全系统崩溃,而其中极少数带有较重传输任务的支路往往起到助推作用,因此寻找这些关键支路,分析该部分支路失效情况下的电力系统的抗毁性,具有重要的研究价值。建立支路静态能量函数模型,并在此基础上提出支路状态脆弱因子。结合基于电气介数的结构脆弱因子,提出支路综合脆弱性评估指标。通过仿真计算,评估电网的支路综合脆弱性,确定脆弱环节。基于脆弱性评估结果建立抗毁性评估指标,通过蓄意攻击和随机攻击,仿真验证不同扰动模式对电网抗毁性的影响。通过对IEEE-30母线系统的仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

一种JTIDS抗毁性动态连续时隙分配算法

针对JTIDS网络中现有时隙分配算法容易导致突发消息时延大问题,在之前提出的随机接入算法基础上,进一步提出适用于JTIDS网络的动态连续时隙分配算法;首先设计基于随机接入的动态连续时隙分配算法,在现有同类算法中计算和通信开销最小,并且具有适应突发消息的功能,增强了网络的抗毁性;接着结合JTIDS消息格式,分析了该算法的传输性能;最后对该算法的通信性能进行了仿真,通过仿真验证理论分析的合理性;分析与仿真结果表明：该算法的传输性能和通信性能均优于现有方案,更适合在JTIDS网络中应用。     

基于边权值的网络抗毁性评估方法

根据有权网络中边的权值计算节点的边权值,并依据边的权值计算全网平均最短路径得到节点重要性。通过节点的边权值和节点的重要性,建立一个抗毁度评估方法,计算节点的抗毁度并得到全网的抗毁度。实例证明该方法的有效性。     

列车运行网络抗毁性能的量化研究*

为尽可能减少由于自然灾害导致铁路运输受阻甚至中断情况下受影响的列车数,提出了对现有列车运行方案以抗毁性优化为目标的量化分析方法.首先基于当前列车运行方案建立列车运行网络模型,该模型以实际铁路站点为节点,以实际铁路线为边,以每条边开行的列车数量为边权重;随后提出了一个称之为度权效应的抗毁性评价指标,并以该评价指标为目标函数,使用改进粒子群算法对网络权重进行优化.仿真结果得出了优化前后列车运行网络的抗毁性评价值分别为0.8881和0.9063,表明可通过量化分析方法来刻画列车运行网络的抗毁性能.     

基于连通性测度的地域通信网抗毁性研究

针对已有测度无法准确评价地域通信网抗毁性的问题,提出了一种基于连通性的地域通信网抗毁测度。然后研究了基于不完全信息的打击模式,网络攻击信息可以通过信息广度参数和信息精度参数调节。最后结合具体的网络实例对地域通信网在相应打击模式下的抗毁性进行了分析讨论。     

基于免疫原理的多拓扑路由生成算法

针对现有多拓扑路由生成算法存在存储资源利用不合理、多故障恢复能力无法有效适应网络环境等问题,提出了一种结合生物免疫原理的多拓扑路由生成算法。该算法以适应网络环境中常见的多故障为目标,根据免疫原理中抗原与抗体决定基无须完全吻合而只需关键部位相匹配的机制,将子拓扑生成看作免疫原理中的抗体产生,增强了多故障情况下的网络抗毁性,同时引入人工免疫算法来解决算法中的寻优问题。实验结果表明,该方法提高了网络在多故障环境下的抗毁性。     

基于节点的地域通信网抗毁性评价及应用

分析了战场条件下地域通信网抗毁性评价的需求和现有地域通信网抗毁性评价方法存在的不足,确定了节点失效条件下地域通信网抗毁性评价的标准和计算流程。从节点失效的实际出发,给出了节点重要度的分析方法,并以该方法为基础,综合考虑节点逐个失效的整个过程,给出了基于节点的地域通信网抗毁性评价方法。最后,将这种方法应用于地域通信网拓扑优化,并给出了应用实例。