本文關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)可靠度 隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò) 多值決策圖　出處：《桂林電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)模型是一種多狀態(tài)離散概率模型,常用來建模計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、交通運(yùn)輸網(wǎng)、通信網(wǎng)等。網(wǎng)絡(luò)可靠度是評估隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由于隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)的多狀態(tài)特性,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增長,評估隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度的容斥原理方法的生成項(xiàng)呈指數(shù)級增長,無法有效控制狀態(tài)空間組合爆炸問題。多值決策圖(Multi-valued Decision Diagram,MDD)適用于描述多狀態(tài)變量,能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)空間或者變量組合的隱式表示與搜索,從而緩解狀態(tài)空間組合爆炸問題。本文基于多值決策圖理論,分節(jié)點(diǎn)可靠邊不可靠的網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)邊都不可靠的網(wǎng)絡(luò)兩種情況,對約束條件下的隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度進(jìn)行了研究。主要成果如下:(1)針對節(jié)點(diǎn)可靠而邊不可靠的隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò),基于MDD給出評估成本和時(shí)間約束下隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度的BTSFN_MDD算法。給出成本和時(shí)間約束的隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)的形式化模型和可靠度定義。對評估隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度的Lin算法進(jìn)行了分析,指出容斥原理是影響Lin算法計(jì)算效率的主要因素。針對這一問題,引入MDD評估成本和時(shí)間約束的隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度,給出BTSFN_MDD算法。實(shí)例分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BTSFN_MDD算法能夠精確計(jì)算成本和時(shí)間約束的隨機(jī)流網(wǎng)絡(luò)可靠度,與Lin算法相比,BTSFN_MDD算法具有更好的時(shí)間效率。(2)針對節(jié)點(diǎn)和邊都不可靠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),基于MDD給出評估錯(cuò)誤率和時(shí)間約束計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度的RTSCN_MDD算法。給出錯(cuò)誤率和時(shí)間約束計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形式化模型和可靠度定義。對評估計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度的Lin算法進(jìn)行了分析,指出容斥原理是影響Lin算法計(jì)算效率的主要因素。針對這一問題,引入MDD評估錯(cuò)誤率和時(shí)間約束計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度,給出RTSCN_MDD算法。實(shí)例分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,RTSCN_MDD算法能夠精確計(jì)算錯(cuò)誤率和時(shí)間約束計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度,具有較好的時(shí)間效率。(3)針對節(jié)點(diǎn)和邊都不可靠的二狀態(tài)網(wǎng)絡(luò),給出評估二狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)可靠度的NEF_MDD算法。NEF_MDD算法劃分單個(gè)節(jié)點(diǎn)與其未訪問鄰接邊為一個(gè)集合,通過枚舉節(jié)點(diǎn)和邊的不同組合,合并導(dǎo)致子網(wǎng)同構(gòu)的冗余狀態(tài),獲得簡化后的狀態(tài)向量和可靠度向量,并將此用一個(gè)多值決策圖變量來表述。通過使用自定義的MDD操作算子,構(gòu)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的MDD,遍歷MDD節(jié)點(diǎn),計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的可靠度。與二元決策圖方法相比,NEF_MDD算法能夠降低決策圖層數(shù)和節(jié)點(diǎn)規(guī)模,有助于節(jié)點(diǎn)和邊不可靠網(wǎng)絡(luò)的可靠度分析。
[Abstract]:Stochastic flow network model is a multi-state discrete probability model, which is often used to model the computer network and transportation network. Network reliability is an important index to evaluate the performance of stochastic flow networks. Due to the multi-state characteristics of stochastic flow networks, with the increase of network size. The terms generated by the exclusion principle method for evaluating the reliability of stochastic flow networks increase exponentially. Multi-valued Decision Diagram (MDD) is suitable for describing multi-state variables. It can realize the implicit representation and search of state space or combination of variables, so as to alleviate the problem of state space combination explosion. This paper is based on the theory of multi-valued decision graph. There are two kinds of cases: the network with unreliable edge of node and the network with unreliable edge of node. In this paper, the reliability of stochastic flow networks under constrained conditions is studied. The main results are as follows: 1) for random flow networks with node reliability and edge unreliable. Based on MDD, a BTSFN_MDD algorithm for evaluating the reliability of stochastic flow networks under cost and time constraints is presented. The formal model and definition of reliability of stochastic flow networks with cost and time constraints are given. The Lin algorithm of the reliability of the machine flow network is analyzed. It is pointed out that the principle of inclusion and exclusion is the main factor that affects the computational efficiency of Lin algorithm. In order to solve this problem, MDD is introduced to evaluate the reliability of stochastic flow networks with cost and time constraints. The example analysis and experimental results show that the algorithm can accurately calculate the reliability of stochastic flow networks with cost and time constraints, compared with the Lin algorithm. BTSFN_MDD algorithm has better time efficiency. Based on MDD, a RTSCN_MDD algorithm for evaluating the reliability of computer networks with time constraints and error rates is presented. The formal model and definition of reliability of computer networks with error rates and time constraints are given. The Lin algorithm of computer network reliability is analyzed. It is pointed out that the principle of inclusion and exclusion is the main factor that affects the computational efficiency of Lin algorithm. In view of this problem, MDD is introduced to evaluate the error rate and time-constrained computer network reliability. The example analysis and experimental results show that the RTSCN algorithm can accurately calculate the error rate and time-constrained computer network reliability. It has good time efficiency. It is aimed at the two-state network with unreliable nodes and edges. In this paper, the NEF_MDD algorithm for evaluating the reliability of two-state network. NEF _ D algorithm is proposed to divide a single node and its unvisited adjacent edges into a set, and enumerate the different combinations of nodes and edges. Combining the redundant states of subnet isomorphism, the simplified state vector and reliability vector are obtained, and this is expressed by a multi-valued decision graph variable, by using a custom MDD operator. Compared with the binary decision graph method, the Nefs MDD algorithm can reduce the number of decision layers and the scale of nodes. It is helpful to the reliability analysis of node and edge unreliable networks.
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O212;O157.5

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本文編號：1478161