本文關(guān)鍵詞：基于級聯(lián)失效模型的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型是對眾多基礎(chǔ)設(shè)施異質(zhì)特性的概括,對其脆弱特性的研究有利于更加高效地發(fā)覺基礎(chǔ)設(shè)施中意想不到的薄弱環(huán)節(jié),針對其薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)防護(hù),從而提高整個基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性與抗毀性。故障傳遞演化的內(nèi)在機(jī)理是異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)變得脆弱的根源,經(jīng)典的級聯(lián)失效模型沒有考慮節(jié)點(diǎn)負(fù)載狀態(tài)的變化,不能實(shí)時地依據(jù)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行負(fù)載重分配。本文以構(gòu)建基于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)失效模型為基礎(chǔ),在引入基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的負(fù)載重分配方式的基礎(chǔ)上,提出基于此級聯(lián)失效模型的節(jié)點(diǎn)重要性評估方法,使用三種典型失效方法從不同側(cè)面對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的脆弱特性進(jìn)行全面的分析,在脆弱性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,找出了異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的健壯性參數(shù),然后基于此健壯參數(shù),對節(jié)點(diǎn)重要性排序結(jié)果進(jìn)行效果分析。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn):(1)提出基于馬爾科夫過程的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效模型。在總結(jié)基礎(chǔ)設(shè)施異質(zhì)特性的基礎(chǔ)上,提出能夠反映其異質(zhì)特性的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型。之后引入馬爾科夫過程理論對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效過程中節(jié)點(diǎn)和連邊所處的狀態(tài):初始狀態(tài)、故障積累狀態(tài)、失效狀態(tài)以及相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程和觸發(fā)原因進(jìn)行形式化建模,使異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)失效過程得到形式化表示。(2)提出基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的重分配模型以及節(jié)點(diǎn)重要度評估方法。在上述異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效模型的基礎(chǔ)上,提出了一種能夠?qū)崟r跟蹤節(jié)點(diǎn)負(fù)載狀態(tài),繼而根據(jù)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)來重分配節(jié)點(diǎn)負(fù)載的重分配模型,并基于美國航空網(wǎng)絡(luò)對其參數(shù)進(jìn)行分析,同時基于上述負(fù)載重分配模型提出節(jié)點(diǎn)重要度的評估方法,根據(jù)重要度排序結(jié)果對節(jié)點(diǎn)失效產(chǎn)生的級聯(lián)失效規(guī)模進(jìn)行驗(yàn)證。(3)基于提出的負(fù)載重分配模型及重要度評估方法對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行脆弱性分析,對其級聯(lián)失效的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。在給出異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效脆弱性測度的基礎(chǔ)上以四種典型的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)為實(shí)例,應(yīng)用三種失效方式分別對這些網(wǎng)絡(luò)上的級聯(lián)失效過程進(jìn)行脆弱性分析,在找出使得基于這種新的負(fù)載重分配方式的網(wǎng)絡(luò)具有更高健壯性的參數(shù)的基礎(chǔ)上,使用重要度評價方法對這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)重要性排序,同時對排序結(jié)果進(jìn)行效果實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型 級聯(lián)失效 狀態(tài)演化 重要度評價 脆弱性
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O157.5
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 級聯(lián)失效模型研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 節(jié)點(diǎn)重要性評估研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 本文主要工作21-22
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)22-24
• 第二章 基于馬爾科夫過程的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效模型24-34
• 2.1 異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)24-26
• 2.2 馬爾科夫過程理論26-27
• 2.2.1 馬爾科夫過程26
• 2.2.2 轉(zhuǎn)移概率函數(shù)26-27
• 2.3 級聯(lián)失效過程狀態(tài)27-30
• 2.3.1 初始狀態(tài)28
• 2.3.2 故障積累狀態(tài)28-29
• 2.3.3 失效狀態(tài)29-30
• 2.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程30-33
• 2.4.1 觸發(fā)故障30
• 2.4.2 信息流重分配30-31
• 2.4.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的重要度評價方法34-42
• 3.1 基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的級聯(lián)失效模型34-38
• 3.1.1 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)34-35
• 3.1.2 負(fù)載重分配方式35-36
• 3.1.3 初始負(fù)載36
• 3.1.4 容量模型36-37
• 3.1.5 重分配方式效果分析37-38
• 3.2 基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的節(jié)點(diǎn)重要度評估38-40
• 3.2.1 重要度評價指標(biāo)38-39
• 3.2.2 重要度評估算法39-40
• 3.3 基于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化的節(jié)點(diǎn)重要度評估分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 考慮級聯(lián)效應(yīng)的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析42-62
• 4.1 基于級聯(lián)失效的脆弱性分析方法42-45
• 4.1.1 基于級聯(lián)失效的動態(tài)脆弱性測度42-43
• 4.1.2 脆弱性分析方法43-44
• 4.1.3 脆弱性分析算法44-45
• 4.2 脆弱性分析實(shí)例45-55
• 4.2.1 數(shù)據(jù)集45-47
• 4.2.2 不同失效方式下網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析47-55
• 4.3 基于重要度評估的脆弱性分析55-61
• 4.3.1 重要度排序55-59
• 4.3.2 基于重要度優(yōu)先失效的級聯(lián)影響59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 工作總結(jié)及意義62-63
• 5.2 未來工作與展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果69-70
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況70

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