優(yōu)選節(jié)點實施恢復是控制相依網(wǎng)絡級聯(lián)失效的有效措施。針對以往恢復模型未考慮節(jié)點負載的情況,該文首先分析了包含依賴失效和過載失效的級聯(lián)失效過程,構(gòu)建了負載作用下相依網(wǎng)絡恢復模型。然后,基于共同邊界節(jié)點的結(jié)構(gòu)和動力學屬性,提出一種基于容量和連接邊的擇優(yōu)恢復（PRCCL）方法。實驗結(jié)果表明,在無標度相依網(wǎng)絡中,PRCCL方法恢復效果明顯好于基準方法,恢復時間更短,恢復后的網(wǎng)絡具有更高的平均度和魯棒性;在Power網(wǎng)和Internet網(wǎng)構(gòu)成的相依網(wǎng)絡中,PRCCL方法恢復效果同樣優(yōu)于基準方法;PRCCL方法的優(yōu)勢與恢復比例、負載控制參數(shù)成正比,與容忍系數(shù)成反比。實驗結(jié)果驗證了PRCCL方法的有效性,對于現(xiàn)實中相依網(wǎng)絡恢復工作具有科學指導價值。 

【文章來源】：電子與信息學報. 2020,42(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

負載作用下相依網(wǎng)絡級聯(lián)失效過程

為阻止級聯(lián)失效擴散，加入節(jié)點恢復操作。用n=0,1,2,···標識相依網(wǎng)絡級聯(lián)失效和恢復的階段。n=0標識初始階段，在該階段初始攻擊子網(wǎng)絡A中度排序靠前的N Af個節(jié)點。當n>1時，每個階段包括子網(wǎng)絡A失效過程、子網(wǎng)絡B失效過程、恢復操作等過程，3類過程的順序如圖2所示。在第n階段，子網(wǎng)絡A中的節(jié)點發(fā)生失效，通過依賴邊，失效向子網(wǎng)絡B傳播。子網(wǎng)絡B中發(fā)生相依失效、過載失效或非連通失效。在網(wǎng)絡B上的失效向網(wǎng)絡A回傳之前，進行節(jié)點恢復，恢復部分失效節(jié)點。具體步驟為：步驟1第n階段子網(wǎng)絡A失效過程

為選擇重要的共同邊界節(jié)點進行擇優(yōu)恢復，一般通過節(jié)點的結(jié)構(gòu)和動力學特性對節(jié)點進行鑒別和排序。從結(jié)構(gòu)角度看，連接邊越多的失效邊界節(jié)點(即內(nèi)部度越大的節(jié)點)在恢復后對網(wǎng)絡魯棒性貢獻越大[17]。一方面，失效邊界節(jié)點與最大連通分支的連接邊越多，在恢復該節(jié)點后，最大連通分支的平均度增加越多，而網(wǎng)絡的魯棒性與節(jié)點平均度呈正相關(guān)關(guān)系[10]。另一方面，失效邊界節(jié)點與其它失效節(jié)點的連接邊數(shù)量越多，意味著后續(xù)階段成為邊界節(jié)點的候選節(jié)點越多，越可能找到更顯著的重要邊界節(jié)點。因此，可將內(nèi)部度作為篩選重要節(jié)點的指標。對于子網(wǎng)A中的節(jié)點i，歸一化后的內(nèi)部度指標為其中kmA ax為子網(wǎng)絡A中最大的度值。從網(wǎng)絡動力學特性看，節(jié)點容量越大的失效邊界節(jié)點在恢復后存活的概率越大�；謴痛笕萘康墓�(jié)點，將會提高恢復后網(wǎng)絡的總?cè)萘�，使網(wǎng)絡對負載波動的容忍性更強。由于節(jié)點容量較大，其能夠承受的增量負載越多，在后續(xù)階段失效的可能性越小。因此，可將節(jié)點容量作為鑒別重要邊界節(jié)點的指標。對于子網(wǎng)A中的節(jié)點i，歸一化后的容量指標為

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Recovery of coupled networks after cascading failures[J]. GAO Jiazi,YIN Yongfeng,FIONDELLA Lance,LIU Lijun.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(03)
[2]相依網(wǎng)絡上基于相連邊的擇優(yōu)恢復算法[J]. 吳佳鍵,龔凱,王聰,王磊.  物理學報. 2018(08)



本文編號：3355955