級(jí)聯(lián)失效是指網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或連線的失效會(huì)通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間的耦合關(guān)系引發(fā)其他節(jié)點(diǎn)也發(fā)生失效,進(jìn)而產(chǎn)生級(jí)聯(lián)效應(yīng),最終導(dǎo)致相當(dāng)一部分節(jié)點(diǎn)甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)崩潰的現(xiàn)象。隨著科技的迅速發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)中各網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)愈發(fā)緊密,一個(gè)微小的擾動(dòng)都可能通過(guò)系統(tǒng)間的耦合特性迅速傳播,擴(kuò)散到整個(gè)網(wǎng)絡(luò),甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,造成難以估量的損害。因此,復(fù)雜系統(tǒng)中的級(jí)聯(lián)失效模型引發(fā)了越來(lái)越多來(lái)自各界學(xué)者的關(guān)注。本文第一章從實(shí)際背景出發(fā),闡述了級(jí)聯(lián)失效的定義、原理及可能造成的后果,并對(duì)前人的文獻(xiàn)進(jìn)行了總結(jié),對(duì)不同系統(tǒng)中的級(jí)聯(lián)失效模型進(jìn)行了梳理和分析;第二章在改進(jìn)后的CASCADE模型基礎(chǔ)上,對(duì)級(jí)聯(lián)失效過(guò)程中載荷的分配方式進(jìn)行了改進(jìn),同時(shí)將基于二態(tài)假設(shè)的級(jí)聯(lián)失效系統(tǒng)推廣到了多態(tài)情形,并建立了三種不同的載荷影響模型,分別考慮了剩余未失效部件的數(shù)量、失效部件的影響范圍以及失效部件與未失效部件之間的距離因素;第三章針對(duì)三種載荷影響模型,分別推導(dǎo)出了級(jí)聯(lián)失效系統(tǒng)中危險(xiǎn)故障部件數(shù)和安全故障部件數(shù)的概率分布,并給出了系統(tǒng)在危險(xiǎn)故障模式和安全故障模式下的可靠度公式;第四章給出了一個(gè)數(shù)值算例,通過(guò)具體的數(shù)值驗(yàn)證了所建模型的可行性與有效性;第五章對(duì)本文進(jìn)行了最后的總結(jié),并展望后續(xù)的研究方向。本文的創(chuàng)新之處在于建立了具有不同載荷影響模式的CASCADE模型,并將級(jí)聯(lián)失效系統(tǒng)的故障狀態(tài)由二態(tài)拓展到了多態(tài),同時(shí)細(xì)化了級(jí)聯(lián)失效的傳播過(guò)程,分析比較了不同載荷影響模式、不同故障模式下的系統(tǒng)可靠性,為實(shí)際環(huán)境中通過(guò)調(diào)整載荷分配方式來(lái)提高系統(tǒng)可靠性提供了有益的參考,研究同時(shí)具有理論意義和實(shí)際意義。
【學(xué)位單位】：中央民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：O157.5
【部分圖文】：

立即發(fā)生的，沒(méi)有任何時(shí)長(zhǎng)。但當(dāng)一個(gè)部件的載荷達(dá)到閾值時(shí)，部件卻不會(huì)立即??失效，即存在一段時(shí)間，使得部件達(dá)到失效狀態(tài)，假設(shè)它服從一個(gè)參數(shù)為Ａ＞０的指數(shù)分??布，并且這一系列的失效事件發(fā)生在時(shí)間點(diǎn)或者說(shuō)相鄰的兩次級(jí)聯(lián)失效發(fā)生??的時(shí)間差為＞：：＝Ａ?－＜＋，，它滿(mǎn)足一個(gè)密度函數(shù)為的指數(shù)分布；??６）級(jí)聯(lián)失效傳播過(guò)程的結(jié)束條件為所有部件失效或者未失效部件的載荷不超過(guò)１，見(jiàn)??圖２－１【１２】；??７）級(jí)聯(lián)失效傳播過(guò)程停止時(shí)的傳播階數(shù)為＼＝ｍｉｎ｛／：Ｍ，＋?＝０｝，級(jí)聯(lián)失效停止時(shí)間為??Ｔｓ＝Ｘｈ％。??外甜???Ｎ．?ｘｘ?ｘｘ?類(lèi)件１?：系班尖??Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｊｆｇ??＼?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ??Ｖ?Ｖ?Ｖ?Ｖ?Ｖ?＊?＊?ｘ?ｆ?Ｖ?＊?＊?ｗ??Ｗ?＂?＂??＞?＂?Ｖ?１＂?■？??？］?＂?＂?Ｘ?＊?—??＂＂?Ｉ＂＂?Ｉ?＂＂??Ｘ?Ｘ?］（萬(wàn)??、Ｕｒ?咖傳播過(guò)耐??第曙?第笫ｍ??時(shí)涵??圖２－１改進(jìn)后標(biāo)準(zhǔn)ＣＡＳＣＡＤＥ模型在兩種停止條件下的級(jí)聯(lián)失效傳播機(jī)制??之后，Ｄｏｎｇ基于改進(jìn)后的級(jí)聯(lián)失效模型給出了第／階失效部件數(shù)目Ｍ，的概率分布：??Ｐ（Ｍ，?＝?ｗ，）?＝?／?（ｗ，，?ｄ，?ｐ，?／，?ｎ）?（２＿１）??ｎ！?ｄ?ｉ￣ｒ?ｒ?＊?ｉ?ｚ?＾??Ｚ?；?＾—；?ｎ?．—?■，＼＜ｍｌ＜ｎ－ｓ，＾??ｍ，＞〇?（ｎ－ｓ，）＼ｍ０＼?％，?ｍ／．??＝Ｊ，＝０＇＇ｎ－＇?」??１?－?［?／（，％ｃ／，ｐ，／，？），?ｍ，?＝?０．??．?，＝ｉ??以及可靠度計(jì)算公式??Ｒ｛ｔ）?＝?Ｐ｛Ｔ＞ｔ）??＾－ｔｈ－ｅ＾±

前？階已危險(xiǎn)失窮？到牛?／＇ｉｆ?zhèn)�與跪險(xiǎn)件??Ｍｆ?zhèn)�危險(xiǎn)故》（牛??圖２－２載荷影響模式丨下第／階級(jí)聯(lián)失效的危險(xiǎn)故障部件分布??７）級(jí)聯(lián)失效事件發(fā)生在時(shí)間點(diǎn)｛尤，〗＞１｝，即相鄰的兩次級(jí)聯(lián)失效發(fā)生的時(shí)間差為??Ｋ：＝?Ｘ，．?－，它滿(mǎn)足密度函數(shù)為／⑴＝／／ｅ＃?（／／＞?０）的指數(shù)分布；??８）每一階級(jí)聯(lián)失效傳播開(kāi)始時(shí)，各部件的載荷相互獨(dú)立；??９）級(jí)聯(lián)失效傳播過(guò)程的結(jié)束條件為所有部件均處于危險(xiǎn)故障狀態(tài)，或者非危險(xiǎn)故障狀??態(tài)部件的載荷不超過(guò)１；??１０）當(dāng)所有部件發(fā)生危險(xiǎn)失效時(shí)，系統(tǒng)危險(xiǎn)失效；當(dāng)所有部件均發(fā)生失效，且至少一個(gè)??部件僅發(fā)生安全失效時(shí)，系統(tǒng)安全失效；??１１）級(jí)聯(lián)失效傳播過(guò)程停止時(shí)的傳播階數(shù)為Ａ＾＝ｍｉｎ｛／：Ｍ，＂＝０｝，系統(tǒng)安全失效時(shí)的階??數(shù)為＜?＝ｍｉｎ｛ｚ＿：?５；．?＝?ｎ，?０｝，＃（〇表示在區(qū)間（〇，〖］內(nèi)級(jí)聯(lián)失效己傳播的階數(shù)。??二、載荷影響模式ＩＩ——危險(xiǎn)故障部件產(chǎn)生的附加載荷均勻分配給與其相鄰的《個(gè)非危??險(xiǎn)故障部件??模型ＩＩ的基本假設(shè)與模型Ｉ幾近相同，唯一不同的是６）中附加載荷的分配方式。??對(duì)于模型ＩＩ，假設(shè)部件按其初始載荷由高到低的順序排列，且不考慮部件之間的距離關(guān)??系，第／階有個(gè)部件危險(xiǎn)失效，產(chǎn)生的附加載荷平均分配給與其相鄰的ａ個(gè)非危??險(xiǎn)故障部件，即只有與危險(xiǎn)故障部件相鄰的前ａ個(gè)部件每個(gè)部件需額外承擔(dān)＆的附加??ａ??載荷，其余個(gè)部件無(wú)附加載荷，見(jiàn)圖２－３。??１２??

前＃階已危險(xiǎn)＾［的部件?個(gè)非危險(xiǎn)故障部件??！?八?？?／?＾，??醫(yī)―咖－＝Ｐｑ－－－－－〇〇－－〇????＾???Ｉ??Ａ／ｆ?zhèn)�危險(xiǎn)ａ??圖２－３載荷影響模式ＩＩ下第／階級(jí)聯(lián)失效的危險(xiǎn)故障部件分布??需要注意的是，模式ＩＩ下可能出現(xiàn)兩種典型情形：情形１為相鄰兩階的危險(xiǎn)故障部??件數(shù)不小于《個(gè)，即從／＿，＋從；／２＾，／２２，見(jiàn)圖２－４；情形２為０階之后的全部危險(xiǎn)故障??部件數(shù)不超過(guò)《個(gè)，即…＋?其中?＜?＝尸，見(jiàn)圖２－５。??個(gè)危險(xiǎn)故障部牛??ａ?ａ??＾?Ａ?、?／ｖ?、、??圖２－４載荷影響模式ＩＩ－情形１下第／階級(jí)聯(lián)失效的危險(xiǎn)故障部件分布???ａ?＾??－亦碰週－感Ｏ－ｄ－［－??＇￣＾１?、?＿?■；＇￣－￣１??■?＜?個(gè)危險(xiǎn)故Ｓ３５＃??圖２－５載荷影響模式ＩＩ?－情形２下第／階級(jí)聯(lián)失效的危險(xiǎn)故障部件分布??兩種情形下危險(xiǎn)故障部件數(shù)的分布不同，導(dǎo)致其余非危險(xiǎn)故障部件的載荷分布也不??同，因此需要分別加以討論。??三、載荷影響模式ＩＩＩ——危險(xiǎn)故障部件產(chǎn)生的附加載荷按距離由近到遠(yuǎn)遞減分配給非危??險(xiǎn)故障的全部部件??同樣地，模型ＩＩＩ與模型Ｉ唯一不同的仍是６）中附加載荷的分配方式。對(duì)于模型ＩＩＩ，??假設(shè)部件按其初始載荷由高到低的順序排列，并且考慮部件之間的距離關(guān)系，設(shè)部件與??部件之間有相等的距離／（／＞０），第／階有個(gè)部件危險(xiǎn)失效，產(chǎn)生的附加載荷按??１３??
【參考文獻(xiàn)】

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3 陳志龍;郭平;謝嵩源;馬龍邦;李建霖;;關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的級(jí)聯(lián)失效模型與分析[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2011年06期

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本文編號(hào)：2886229