基于個(gè)體最優(yōu)決策的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性研究及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-08-15 23:54
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指的是具有自組織、自相似、吸引子、小世界、無標(biāo)度中部分或全部性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特殊性,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)研究有助于人類深入理解生活中及自然界各類事物的復(fù)雜性,也為研究各類復(fù)雜系統(tǒng)提供新的方法和視角。針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中各類性質(zhì)的研究一直是相關(guān)學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn),而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中彈性的研究正是這些熱點(diǎn)之一。彈性描述了系統(tǒng)抵御外界影響以及系統(tǒng)受到影響后快速恢復(fù)的能力。彈性的概念已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到數(shù)十個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。由于涉及系統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性,針對(duì)彈性的理論研究具有很大的挑戰(zhàn)性,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)的彈性研究也處于起步階段,并且已有工作普遍具有以下幾點(diǎn)不足:1)無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)彈性的精確量化和分析;2)現(xiàn)有理論方法具有很強(qiáng)的局限性,僅適用于具有特定動(dòng)態(tài)特性的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò);3)目前的研究方法僅考慮網(wǎng)絡(luò)整體的彈性模式和性質(zhì),無法分析個(gè)體在網(wǎng)絡(luò)彈性模式中的作用;4)由于缺乏針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體的研究,現(xiàn)有工作對(duì)網(wǎng)絡(luò)彈性模式可解釋性差。鑒于此,本文提出了基于個(gè)體最優(yōu)決策的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性研究方法,主要貢獻(xiàn)如下:1.研究了個(gè)體(節(jié)點(diǎn))在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性中的作用?紤]節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)彈性中貢獻(xiàn)度具有較大差異,基于網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性提出了名為彈性中...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:128 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)論文統(tǒng)計(jì)??況
?浙江人學(xué)博十學(xué)位論文???1??v?^?^^^?Is?J?V?/??初始狀態(tài)?外界影響?發(fā)生形變?自身恢復(fù)能力?恢復(fù)到初始狀態(tài)??圖1.2最早彈性定義的物理表現(xiàn)??力,以及網(wǎng)絡(luò)受到外界影響后可以迅速恢復(fù)到正常狀態(tài),從而避免突發(fā)事件帶來的二次??災(zāi)害由于不同領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注,近年來彈性概念在不同國(guó)家、不同場(chǎng)合被??廣泛提及。例如,2013年在瑞士達(dá)沃斯舉辦的世界經(jīng)濟(jì)論壇以“彈性與動(dòng)力”作為主題,??論壇內(nèi)容圍繞“彈性”這一關(guān)鍵詞展開,旨在全世界范圍內(nèi)塑造具有彈性的經(jīng)濟(jì)體系。同??年,美國(guó)簽署的總統(tǒng)令中明確要求提高國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施彈性,并在能源部召集學(xué)術(shù)界與工業(yè)??界專家召開研討會(huì),確立彈性電網(wǎng)的具體研究?jī)?nèi)容;2018年的世界經(jīng)濟(jì)論壇再次提到彈性??概念,并在會(huì)議期間發(fā)布以網(wǎng)絡(luò)彈性為主題的合作手冊(cè),討論網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域中彈性問題。??綜上聽述,彈性作為科學(xué)領(lǐng)域中最重要的物理概念之一,已經(jīng)融入到人類生活的方方面??面,對(duì)于社會(huì)穩(wěn)定、國(guó)家發(fā)展都起著至關(guān)重要的作用。??表1.2系統(tǒng)彈性、可靠性、魯棒性之間的異同??I??彈性?可靠性?魯棒性??—??研究問題|影響較大災(zāi)害性事影響較小的系統(tǒng)影響較小的環(huán)境干??件?故障?擾以及參數(shù)擾動(dòng)等??研究對(duì)象I?系統(tǒng)?系統(tǒng)和元件?系統(tǒng)和元件??側(cè)重點(diǎn)I系統(tǒng)受影響后變化系統(tǒng)受影響后失系統(tǒng)對(duì)外界影響耐??幅度以及恢復(fù)程度?效概率?受程度??時(shí)間特性?動(dòng)態(tài)?靜態(tài)?靜態(tài)???????目前,針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性、可控性、同步性等網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的研究已經(jīng)比較成熟。相比??之下,針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性的研究一直處于空缺的狀態(tài),主要原因是彈性涉及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特
?第一章緒論???系統(tǒng)1?a?P4??性能“雜??\??S2?r?"/?/????/:0^r??S!?\?\古大障??恢復(fù)??I?i??初始階段乃恢復(fù)階段?G穩(wěn)定階段>??圖1.3系統(tǒng)性能曲線示意圖??界變化對(duì)系統(tǒng)彈性的影響;谙到y(tǒng)性能曲線研究的差異存在于曲線幾何性質(zhì)的選齲例??如,B?ru?neau等提出利用系統(tǒng)性能變化曲線與系統(tǒng)正常運(yùn)行下的曲線所包圍面積作為指標(biāo)??量化系統(tǒng)彈性,包圍面積越小證明系統(tǒng)彈性越好|671。Cimellaro等將系統(tǒng)性能恢復(fù)時(shí)間內(nèi)??的曲線與橫坐標(biāo)所包圍面積作為指標(biāo)量化系統(tǒng)彈性,曲線下方包圍面積越大證明系統(tǒng)彈性??越好Reed等將:^至7階段內(nèi)曲線與橫坐標(biāo)包圍面積與性能恢復(fù)時(shí)間的比值作為指標(biāo)??量化系統(tǒng)彈性l6y)。Li等首先確定系統(tǒng)性能可接受的恢復(fù)時(shí)長(zhǎng),接著將系統(tǒng)彈性值表示為??規(guī)定時(shí)間窗內(nèi)的彈性三角曲線下方面積與給定時(shí)間窗的比值。??1.3.3.2基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性量化分析方法??考慮到系統(tǒng)彈性與系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的密切聯(lián)系,有學(xué)者利用采樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在??事故發(fā)生前后的變化作為標(biāo)準(zhǔn)量化系統(tǒng)彈性;诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)量化分析方法主要包括兩類:??第一類方法僅使用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性的變化作為指標(biāo),第二類方法考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的連??續(xù)性,通過采樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性的指標(biāo)評(píng)估系統(tǒng)性能,以此建立對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)性能曲線,最終??利用系統(tǒng)性能曲線上的特征量化描述系統(tǒng)彈性。兩類方法本質(zhì)都是利用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??特征的變化評(píng)估系統(tǒng)彈性,主要區(qū)別在于對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的選齲??第一類方法僅關(guān)注事故發(fā)生前后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的變化。例如,Omer等選??取網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]極端事件下電-氣混聯(lián)綜合能源系統(tǒng)的恢復(fù)力分析[J]. 齊世雄,王秀麗,邵成成,卞藝衡,王一飛,姚力. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(01)
[2]彈性電網(wǎng)基本理論[J]. 鞏政,劉志強(qiáng),曾泰元,周健. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(11)
[3]城市社區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)適災(zāi)彈性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J]. 李德智,吳潔,崔鵬. 建筑經(jīng)濟(jì). 2018(05)
[4]彈性電網(wǎng)及其恢復(fù)力的研究與展望[J]. 聶源君. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(24)
[5]System resilience enhancement: Smart grid and beyond[J]. Gang HUANG,Jianhui WANG,Chen CHEN,Chuangxin GUO,Bingquan ZHU. Frontiers of Engineering Management. 2017(03)
[6]彈性電網(wǎng)及其恢復(fù)力的基本概念與研究展望[J]. 別朝紅,林雁翎,邱愛慈. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(22)
[7]From a single network to a network of networks[J]. Jianxi Gao,Daqing Li,Shlomo Havlin. National Science Review. 2014(03)
[8]彈性需求下的軌道交通客流分配模型和算法[J]. 孔繁鈺,李獻(xiàn)忠. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究綜述[J]. 孫晶,王俊,楊新軍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2007(12)
[10]一種可在線確定電壓穩(wěn)定運(yùn)行范圍的方法[J]. 段俊東,郭志忠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2006(04)
博士論文
[1]電力系統(tǒng)彈性對(duì)其他產(chǎn)業(yè)供給成本的影響模型研究[D]. 宮再靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]城市社區(qū)災(zāi)害彈性及其影響因素研究[D]. 張惠.華中科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3345168
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:128 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)論文統(tǒng)計(jì)??況
?浙江人學(xué)博十學(xué)位論文???1??v?^?^^^?Is?J?V?/??初始狀態(tài)?外界影響?發(fā)生形變?自身恢復(fù)能力?恢復(fù)到初始狀態(tài)??圖1.2最早彈性定義的物理表現(xiàn)??力,以及網(wǎng)絡(luò)受到外界影響后可以迅速恢復(fù)到正常狀態(tài),從而避免突發(fā)事件帶來的二次??災(zāi)害由于不同領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注,近年來彈性概念在不同國(guó)家、不同場(chǎng)合被??廣泛提及。例如,2013年在瑞士達(dá)沃斯舉辦的世界經(jīng)濟(jì)論壇以“彈性與動(dòng)力”作為主題,??論壇內(nèi)容圍繞“彈性”這一關(guān)鍵詞展開,旨在全世界范圍內(nèi)塑造具有彈性的經(jīng)濟(jì)體系。同??年,美國(guó)簽署的總統(tǒng)令中明確要求提高國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施彈性,并在能源部召集學(xué)術(shù)界與工業(yè)??界專家召開研討會(huì),確立彈性電網(wǎng)的具體研究?jī)?nèi)容;2018年的世界經(jīng)濟(jì)論壇再次提到彈性??概念,并在會(huì)議期間發(fā)布以網(wǎng)絡(luò)彈性為主題的合作手冊(cè),討論網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域中彈性問題。??綜上聽述,彈性作為科學(xué)領(lǐng)域中最重要的物理概念之一,已經(jīng)融入到人類生活的方方面??面,對(duì)于社會(huì)穩(wěn)定、國(guó)家發(fā)展都起著至關(guān)重要的作用。??表1.2系統(tǒng)彈性、可靠性、魯棒性之間的異同??I??彈性?可靠性?魯棒性??—??研究問題|影響較大災(zāi)害性事影響較小的系統(tǒng)影響較小的環(huán)境干??件?故障?擾以及參數(shù)擾動(dòng)等??研究對(duì)象I?系統(tǒng)?系統(tǒng)和元件?系統(tǒng)和元件??側(cè)重點(diǎn)I系統(tǒng)受影響后變化系統(tǒng)受影響后失系統(tǒng)對(duì)外界影響耐??幅度以及恢復(fù)程度?效概率?受程度??時(shí)間特性?動(dòng)態(tài)?靜態(tài)?靜態(tài)???????目前,針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性、可控性、同步性等網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的研究已經(jīng)比較成熟。相比??之下,針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性的研究一直處于空缺的狀態(tài),主要原因是彈性涉及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特
?第一章緒論???系統(tǒng)1?a?P4??性能“雜??\??S2?r?"/?/????/:0^r??S!?\?\古大障??恢復(fù)??I?i??初始階段乃恢復(fù)階段?G穩(wěn)定階段>??圖1.3系統(tǒng)性能曲線示意圖??界變化對(duì)系統(tǒng)彈性的影響;谙到y(tǒng)性能曲線研究的差異存在于曲線幾何性質(zhì)的選齲例??如,B?ru?neau等提出利用系統(tǒng)性能變化曲線與系統(tǒng)正常運(yùn)行下的曲線所包圍面積作為指標(biāo)??量化系統(tǒng)彈性,包圍面積越小證明系統(tǒng)彈性越好|671。Cimellaro等將系統(tǒng)性能恢復(fù)時(shí)間內(nèi)??的曲線與橫坐標(biāo)所包圍面積作為指標(biāo)量化系統(tǒng)彈性,曲線下方包圍面積越大證明系統(tǒng)彈性??越好Reed等將:^至7階段內(nèi)曲線與橫坐標(biāo)包圍面積與性能恢復(fù)時(shí)間的比值作為指標(biāo)??量化系統(tǒng)彈性l6y)。Li等首先確定系統(tǒng)性能可接受的恢復(fù)時(shí)長(zhǎng),接著將系統(tǒng)彈性值表示為??規(guī)定時(shí)間窗內(nèi)的彈性三角曲線下方面積與給定時(shí)間窗的比值。??1.3.3.2基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性量化分析方法??考慮到系統(tǒng)彈性與系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的密切聯(lián)系,有學(xué)者利用采樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在??事故發(fā)生前后的變化作為標(biāo)準(zhǔn)量化系統(tǒng)彈性;诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)量化分析方法主要包括兩類:??第一類方法僅使用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性的變化作為指標(biāo),第二類方法考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的連??續(xù)性,通過采樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性的指標(biāo)評(píng)估系統(tǒng)性能,以此建立對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)性能曲線,最終??利用系統(tǒng)性能曲線上的特征量化描述系統(tǒng)彈性。兩類方法本質(zhì)都是利用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??特征的變化評(píng)估系統(tǒng)彈性,主要區(qū)別在于對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的選齲??第一類方法僅關(guān)注事故發(fā)生前后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的變化。例如,Omer等選??取網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]極端事件下電-氣混聯(lián)綜合能源系統(tǒng)的恢復(fù)力分析[J]. 齊世雄,王秀麗,邵成成,卞藝衡,王一飛,姚力. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(01)
[2]彈性電網(wǎng)基本理論[J]. 鞏政,劉志強(qiáng),曾泰元,周健. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(11)
[3]城市社區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)適災(zāi)彈性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J]. 李德智,吳潔,崔鵬. 建筑經(jīng)濟(jì). 2018(05)
[4]彈性電網(wǎng)及其恢復(fù)力的研究與展望[J]. 聶源君. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(24)
[5]System resilience enhancement: Smart grid and beyond[J]. Gang HUANG,Jianhui WANG,Chen CHEN,Chuangxin GUO,Bingquan ZHU. Frontiers of Engineering Management. 2017(03)
[6]彈性電網(wǎng)及其恢復(fù)力的基本概念與研究展望[J]. 別朝紅,林雁翎,邱愛慈. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(22)
[7]From a single network to a network of networks[J]. Jianxi Gao,Daqing Li,Shlomo Havlin. National Science Review. 2014(03)
[8]彈性需求下的軌道交通客流分配模型和算法[J]. 孔繁鈺,李獻(xiàn)忠. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究綜述[J]. 孫晶,王俊,楊新軍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2007(12)
[10]一種可在線確定電壓穩(wěn)定運(yùn)行范圍的方法[J]. 段俊東,郭志忠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2006(04)
博士論文
[1]電力系統(tǒng)彈性對(duì)其他產(chǎn)業(yè)供給成本的影響模型研究[D]. 宮再靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]城市社區(qū)災(zāi)害彈性及其影響因素研究[D]. 張惠.華中科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3345168
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