考虑相依边负载的相依网络鲁棒性研究

针对现实中不同网络之间的连接边存在负载传递和容量约束的现象,提出了一种考虑相依边负载的相依网络级联失效模型,并将该模型运用到地铁公交相依网络上,分析不同交通网络之间的换乘所带来的负载分配问题。该模型综合考虑了相依边过载失效、相依节点故障和非最大连通子图节点损失的失效情况。通过调节攻击比例,分析不同负载重分配策略、不同的网络耦合方式与组合模式、网络的相依程度、不同边攻击方式下对相依网络鲁棒性的影响。结果表明:剩余容量分配策略能有效缓解相依边的过载失效,小世界网络组成的相依网络鲁棒性更好;提高耦合程度和子网络的平均度能有效提高相依网络的抗毁性;相较于相连边,攻击相依边对网络的鲁棒性影响更大。     

基于分布式流的复杂网络上边级联失效

考虑现实网络中流的分布式传输方式和边的负载-容量关系,提出了一个带有可调权重参数的边级联失效模型。依据新的度量网络鲁棒性指标,探讨了两种典型复杂网络由蓄意边攻击而引发的级联失效行为。仿真结果表明,存在最优参数值使得网络达到最强抵制边级联失效的鲁棒性,能够显著降低灾害动力学发生的可能性。而且,网络的拓扑结构和平均度均对网络鲁棒性产生了影响。     

基于站点线路数的城市公交网络鲁棒性研究

以成都、重庆、昆明、贵阳和拉萨的公交站点网络为例,研究了节点依据站点线路数(途经某车站的公交线路总数)失效后网络的鲁棒性,并将所得结果与随机失效、度值选择性失效和介数值选择性失效进行了比较。首先分析了网络的拓扑特性;然后研究了不同节点失效方式下网络的静态鲁棒性;最后基于负载?容量级联失效模型,研究了网络的动态鲁棒性。结果显示:1) 各城市累积度分布和累积站点线路数分布近似服从指数分布;2) 公交站点网络的静态鲁棒性与网络的拓扑结构密切相关,累积度分布的指数越大,度值选择性失效下的网络越脆弱;3) 与静态鲁棒性的结果相反,在考虑级联失效时,动态度值选择性失效对网络的破坏性弱于静态度值选择性失效。     

一种解决组合爆炸问题的三态故障贝叶斯网络

针对传统故障贝叶斯网络在可靠性分析以及故障诊断领域存在的组合爆炸问题,提出了一种三态故障贝叶斯网络建模方法。通过将传统的失效分为"物理故障"和"正常却不工作"2种模式,提出将串联系统中元件以及"或"门下的事件转换为包含正常状态以及上述2种失效模式的三态节点,取代仅有正常和失效2种状态的传统模型节点。在此基础上深入分析了构建三态故障贝叶斯网络模型的方法。最后建立了某型飞机左侧交流电源系统的三态故障贝叶斯网络并进行了深入分析。理论和实例分析均表明,建立的三态故障贝叶斯网络在减少模型参数的同时可有效避免"或"门引起的组合爆炸问题,为串联系统和"或"门占优的系统提供了一种新的故障贝叶斯网络建模手段。     

多层复杂网络上的渗流与级联失效动力学

多层网络描述了复杂系统之间或强或弱的耦合或联系.为了较为系统和全面地介绍基于渗流理论的多层网络鲁棒性研究,该文综述了多层网络跨层节点的依赖特征、层内节点的连接结构特征、层内节点的耦合特性和攻击方式对级联失效动力学和鲁棒性的影响.与单层网络完全不同,多层网络会在遭受攻击时发生突然性的崩溃;同时度分布异质性较强的多层网络会...     

多域网络中单节点失效的虚拟网络恢复策略

目前针对节点失效的虚拟网络恢复问题研究都是针对单域物理网络,而现实网络都是多域分布的。因此,提出了针对多域网络中的单节点失效(SNFMDN)问题的虚拟网络恢复策略。以最大化恢复率和最小化恢复成本为目标,建立了SNFMDN问题的整数规划模型;为快速求解该问题,提出了2种基于带宽消耗的虚拟网络恢复算法。实验结果表明,所提出的恢复策略可以有效地恢复受影响的虚拟网络,且恢复成本也相对较低。     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有网络诱导时延和传感器故障或执行器故障的不确定网络控制系统,研究基于不确定状态反馈的鲁棒容错控制器设计方法.针对具有不确定性参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延对系统的影响,分别引入传感器失效开关矩阵和执行器失效开关矩阵,建立基于不确定状态反馈控制器的闭环故障网络控制系统模型,采用Lyapunov方法给出闭环故障网络控制系统对传感器失效或执行器失效具有完整性且对参数不确定性具有鲁棒性的充分条件.最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

基于贝叶斯网络的土石坝可靠性分析

提出采用贝叶斯网络方法来分析大坝的可靠性问题．首先简要地介绍了贝叶斯网络方法的基本原理和建模方法，将贝叶斯网络方法和故障树方法进行了比较，并给出了故障树向贝叶斯网络转化的基本步骤．定义了贝叶斯网络中节点的重要度因子，并给出了相应的计算公式．最后以土石坝为例，根据土石坝的失效机理建立了土石坝可靠性分析的贝叶斯网络模型，并对溃坝原因进行了重要度分析．结果表明，贝叶斯网络能够有效地进行大坝可靠性分析，它能够更直观地表示大坝失事的因果关系，且贝叶斯网络能够方便地解决共因失效问题．故障树可以方便地转化为相应的贝叶斯网络模型．贝叶斯网络节点的重要度分析结果为制定有效的大坝失事概率控制措施提供了理论依据．     

基于贝叶斯网络的土石坝可靠性分析

提出采用贝叶斯网络方法来分析大坝的可靠性问题.首先简要地介绍了贝叶斯网络方法的基本原理和建模方法,将贝叶斯网络方法和故障树方法进行了比较,并给出了故障树向贝叶斯网络转化的基本步骤.定义了贝叶斯网络中节点的重要度因子,并给出了相应的计算公式.最后以土石坝为例,根据土石坝的失效机理建立了土石坝可靠性分析的贝叶斯网络模型,并对溃坝原因进行了重要度分析.结果表明,贝叶斯网络能够有效地进行大坝可靠性分析,它能够更直观地表示大坝失事的因果关系,且贝叶斯网络能够方便地解决共因失效问题.故障树可以方便地转化为相应的贝叶斯网络模型.贝叶斯网络节点的重要度分析结果为制定有效的大坝失事概率控制措施提供了理论依据.     

指挥信息系统双层耦合网络模型级联失效研究

针对指挥信息系统级联失效研究中存在的结构建模简单和攻击方式单一的不足,提出指挥信息系统双层耦合网络模型,在此基础上设置不同的攻击方式,分析系统的级联失效特性.首先,根据指挥信息系统体系结构和层级网络理论,构建了由通信网络和功能网络构成的双层耦合网络模型,并提出节点重要度指标;其次,设置实体打击、赛博攻击和混合攻击三种攻击方式,以及不同的攻击强度对指挥信息系统进行攻击,分析其级联失效机理;最后,仿真分析表明,双层耦合网络模型能够反映指挥信息系统的结构特征,基于该模型能够分析指挥信息系统在多种攻击方式和攻击强度下的级联失效特性.     

提高相依网络鲁棒性的加边策略研究

网络结构对于网络的鲁棒性能具有一定影响。该文针对不同耦合方式的相依网络,研究了网络鲁棒性与加边策略之间的关系。对采用部分耦合和一对一全耦合的相依网络模型,分别提出了低相对介数内加边策略和低相对介数耦合加边策略,并将其与已有的几种策略进行仿真对比,仿真结果表明了该文所提策略的有效性。此外,进一步探究了负载参数对于加边策略的影响。研究发现,随着负载参数的不断增加,采用加边策略后,网络鲁棒性普遍提高,但选取不同的负载参数,可能会导致某一种加边策略无效。因此,综合考虑负载参数、选取适当的加边策略,能够更好地提高网络抵御级联失效的鲁棒性。研究成果对于有效使用资源,优化相依网络的拓扑结构,提高相依网络抵御级联失效的鲁棒性具有一定的指导作用。     

基于网络编码的多播网络故障恢复

针对多播网络中的链路失败恢复问题,从纠删码的编译码思想出发,提出了一种基于网络编码的可靠多播网络系统的构造方法.该方法采用静态的网络码,当多播网络发生有限条链路失败时,可采用基于接收节点的方式恢复可恢复的链路失败,而不需改变中间节点的编码.同时在网络信息流分解基础上给出了在较小的符号域上构造网络码字的方法.通过这种编码多播方式,不仅可以利用较小的网络资源构造近似即时的自我修复多播通信网络,提高多播网络链接的鲁棒性,而且能够获得较高的多播传输速率.     

相互依存网络鲁棒性研究综述

对相互依存网络的研究现状进行综述. 介绍了相互依存网络的概念和模型, 并简单描述了相互依存网络上的级联失效过程. 根据网络的拓扑结构, 分别从一对一连接关系的相互依存网, 多对多连接关系的相互依存网, 多层网络系统以及无标度网络构成的相互依存网络四个部分介绍相互依存网的鲁棒性研究, 及其鲁棒性的提升方法. 最后对相互依存网络的研究现状进行小结并对未来发展做出展望.     

边攻击下非对称相依作战网络级联失效模型

复杂网络理论在作战网络中的应用是一个全新的研究视角,也是探索网络结构和功能之间关系的有力手段.为研究负荷作用下相依作战网络的级联失效过程,首先依据军事系统的实际交联关系构建了非对称双层相依作战网络模型;然后改进了基于本地负荷重分配的非线性"负荷-容量"模型来研究连边的失效及负荷传递,计算了级联失效模型的计算复杂度;最后仿真分析了连边遭受蓄意攻击时,连边负荷及容量与网络级联抗毁性的关系,并与WS-WS对称网络模型进行对比.仿真结果表明:无论是孤立状态还是相依状态下,网络的级联抗毁性与连边容量变化呈正相关,而与负荷的变化呈负相关;相依网络的级联抗毁性比孤立网络要差,并且相依网络级联失效的过程更缓慢;孤立C2网络中的层级加权结构使得级联失效过程中出现短暂的平台期;与对称WS-WS相依网络相比,非对称作战网络的级联抗毁性更差.在非对称相依网络中,子网之间的级联抗毁性不同,而在相依对称网络中,子网的级联抗毁性几乎相同.     

地震灾害下城市双层关联生命线网络易损性

以双层关联生命线网络为对象,建立生命线网络性能概率易损性仿真模型和关联单元震害和级联失效联合概率方法,形成地震灾害下双层关联生命线网络易损性研究框架,开展地震灾害下城市双层关联生命线网络性能的概率易损性分析. 在以华东某市电力和燃气关联网络为例的案例研究中,依据研究框架构建仿真流程,得到场景地震下双层关联生命线网络性能的概率易损性曲线. 结果显示,场景地震下,案例电力网络发生中度性能损失的概率较大,燃气网络发生重度性能损失的概率较大,燃气网络性能重度损失的概率随着关联强度的增强而明显增大. 电力网络和燃气网络均在单元抗震和网络布局上存在薄弱点,是2个网络发生性能损失的重要原因,应在后续规划中改进.     

基于二值化卷积神经网络的手势分类方法研究

针对手势分类问题,提出了一种基于二值化卷积神经网络的手势分类方法。根据神经网络在低精度化后仍能保持较高分类准确性和鲁棒性的特点,结合传统高精度卷积网络手势分类方法与二值化方法提出一种网络结构。并通过实验研究了隐层参数对手势分类效果的影响,并与常用的方法进行了分类性能和运行效率对比。实验结果表明,所提出的方法在N=512时的表现最佳,与其他方法相比,计算效率明显提升,且错误率接近最好的结果。     

动态融合复杂网络节点重要度评估方法

为挖掘复杂网络中的关键节点及提高网络鲁棒性,针对有/无线多网融合的层级网络,提出了动态融合复杂网络模型及其节点重要度评估方法.结合动态融合复杂网络的特点,定义了边连通概率、路径连通概率、网络连通概率、融合节点比例、融合节点分布和融合路径比例等与网络动态性和融合性相关的参数.在单层复杂网络节点重要度评估指标的基础上,设计了融合网络节点度中心性、节点介数中心性和节点融合中心性指标.其中,融合节点的节点融合中心性表示融合节点对网络融合的贡献程度,非融合节点的节点融合中心性表示非融合节点对网络融合的辅助作用程度,主要体现在作为融合节点之间的中继节点.最后,综合考虑网络拓扑结构、动态融合特性等因素进行节点重要度评估.以改进的动态交织风筝网络为例进行仿真分析,结果表明该方法能够比较全面地刻画节点在动态融合复杂网络中的重要性.利用NS2搭建由光通信网和卫星通信网融合构成的仿真实验网络,进一步验证了在仿真网络环境中本方法的有效性.     

一种改进的网络鲁棒性与有效性增强方法

针对无标度网络面临恶意攻击时的脆弱性问题,提出了一种改进的网络鲁棒性与有效性增强算法．首先,在已有鲁棒性指标和有效性指标的基础上,将两者合理地融合在一起构造了新的目标函数; 然后,利用高鲁棒性网络的类洋葱结构信息,构造了高效的启发式混合搜索算子,结合模拟退火算法并采用一种基于变化率的评价模型来迭代优化网络的结构,实现了对网络鲁棒性和有效性的同时优化．实验结果表明,该方法能够较好地同时提高网络的鲁棒性与有效性．     

直线电梯单电磁导向装置悬浮气隙高度控制

针对单电磁导向系统参数变化及外部扰动对悬浮气隙高度产生的影响,提出了RBF神经网络自适应滑模控制方法.采用RBF神经网络并利用其学习功能,对直线电梯单电磁悬装置不确定参数进行自适应补偿,取代了常规滑模控制切换部分,并且消除了系统高频抖振现象.通过比例微分并行控制提高了RBF神经网络参数的收敛性,改善了局部极小现象的发生,增强了系统的鲁棒性,并采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性.Matlab仿真显示该方法具有良好的跟踪性和鲁棒性.