城市公交网络级联失效分析

为提高城市公交网络(Urban Public Transit Network, UPTN)的抗毁性,基于复杂网络理论系统性研究了UPTN级联失效。以厦门市公交网络为例,利用改进的Space-L方法构建UPTN,设定网络效率、网络最大连通率和故障站点比率作为网络抗毁性的度量指标,基于非线性负荷-容量的UPTN级联失效模型研究了网络在级联失效下的抗毁性,并对比无级联失效下的网络抗毁性。结果表明：容量参数α的减少或β的增加,对网络抗毁性有着显著的提升;当β处于临界阈值时,小幅增加β,网络抗毁性呈现出突增现象;当α=0.2、β=0.7时,网络具有较强的抗毁性,网络在级联失效下可抵挡283次蓄意攻击、575次随机攻击;有、无级联失效下,网络均对蓄意攻击具有脆弱性,对随机攻击具有稳定性,而考虑级联失效情况下的网络,其脆弱性更为明显。     

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。     

网络化控制系统随机容错控制

考虑控制器及执行器失效的随机性,通过引入具有独立Bernoulli分布随机序列开关矩阵,建立了网络化控制系统随机模型,并研究了该模型存在传感器随机失效、控制器随机失效以及二者同时存在随机失效的随机容错控制问题.     

无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效研究

针对无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效问题,首先借助概率母函数法,推导出单一随机节点失效下无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效规模,进而在幂函数负载分布条件下,求解出触发无线传感器网络无标度容错拓扑级联失效的临界负载值.研究结果表明,在无线传感器网络无标度容错拓扑中,当网络负载参数超过其临界值时,一个随机故障节点将引起整个网络的级联失效.仿真结果验证了解析推导的正确性.     

能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型

针对无线传感器网络节点能量有限且易失效的问题,利用复杂网络理论提出了一种能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型. 该模型通过节点的剩余能量约束节点的发射半径,在拓扑演化过程中充分考虑节点剩余能量和节点度等因素,并引入能量调节参数和节点度调节参数,得出了一种幂率指数可以在[3,+∞)调节的无标度拓扑结构. 动态分析和仿真实验结果表明,该模型具有无标度网络的幂率特性,且具有较好的容错性和能耗均衡的特点.     

脉冲牵制控制复杂动态网络到平衡态

设计出了一个新的脉冲控制方案,将复杂动态网络稳定到平衡点.基于Lyapunov稳定性理论证明了该方案的可行性,并将以100个节点的洛仑兹无标度动态为模型进行验证.数值模拟与理论分析一致.     

高速公路网络演化模型的复杂性及连通性

基于复杂网络理论建立高速公路网络演化模型,并对该模型的度和度分布关系进行分析。分析结果表明,该类型网络最终会演化成无标度网络,具有小世界性特征。为了研究该网络在遭受不同性质攻击时网络具有的连通效能性,对江西省高速公路网络分别进行随机性和选择性攻击,结果表明,网络的连通效能性与移除节点的数量有很大的关系,在遭受不同性质攻击时均具有一定的连通效能性,但在遭受选择性攻击时,网络迅速分裂成众多子网络,连通效能性急剧下降为0,网络在短时间内就处于崩溃状态,为高速公路的规划、建设提供依据。     

考虑级联失效的可重构网络抗毁性研究

网络是由节点与连接节点的边构成的拓扑结构;节点之间通过边进行信息交互并实现网络的功能。网络中一个或多个节点发生的故障,会通过节点之间的连接关系引起其他节点发生故障,这种现象称为级联失效。网络的功能依赖于网络结构,当部分节点或者边发生故障时,网络往往能通过重构和载荷分配等方式恢复和保持一定的功能。以无人机集群和通信网络为研究背景,考虑了无人机集群的级联失效行为和可重构特点。通过引入节点最大连接数限制,提出了一种基于信息载荷分配的多状态级联失效规则与基于概率的动态网络重连规则,研究了级联失效行为的扩散和传播对网络抗毁性的影响。通过仿真实验设计及分析,提出几点提升集群抗毁性的可行建议。     

产品族零部件关系网络实证分析及演化

基于复杂网络构建复杂机械产品族零部件关系网络,以工业汽轮机产品族为实例,分析认为产品族结构网络是具有较高集聚性和较短路径的小世界网络,同时具有显著的无标度特性.分析了产品族零部件关系网络的演化机理：具备一定的初始状态、增长、局部择优连接和连接边有方向.产品族的结构具有分层、模块性等显著特点,结合这些特点提出了该类型网络的演化模型,仿真结果与实证分析吻合较好,从而验证了模型的合理性和可行性.经过实证定量的演化分析,得到了产品族结构及其拓扑特性的时间演化特征,即周期性和局部相似性.标度涌现使零部件关系网络成为无标度网络,在结构上逐渐演变为局部密集、大部分稀疏的发散型网络.     

一种物联网系统层次型抗毁性拓扑构建方法

针对物联网系统复杂应用环境中由关键节点失效导致的系统拓扑结构的脆弱性问题,提出了一种抗毁性k-连通拓扑结构的构建方法.首先把系统分成若干个互不交叠的簇,然后对网络中存在的关键节点进行检测,并利用簇头节点的移动性构建以关键节点为中心的局部k-连通拓扑结构,达到去除关键节点和提高网络抗毁性的目的.构建了簇间的k-连通拓扑结构,给出了物联网智能安防系统应用仿真实验,并通过节点的介数中心性、网络的平均连通度和网络的鲁棒性验证了所提抗毁性方案的可行性和有效性.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.