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相依网络上基于相连边的择优恢复算法

物理学报 2018年第8期67卷 261-272页

作者：吴佳键龚凯王聪王磊西南财经大学经济信息工程学院成都611130 西南财经大学互联网金融创新及监管协同创新中心成都611130 西南财经大学金融智能与金融工程四川省重点实验室成都611130 四川师范大学可视化计算与虚拟现实四川省重点实验室成都610068

如何有效地应对和控制故障在相依网络上的级联扩散避免系统发生结构性破碎,对于相依网络抗毁性研究具有十分重要的理论价值和现实意义.最新的研究提出一种基于相依网络的恢复模型,该模型的基本思想是通过定义共同边界节点,在每轮恢复阶... 详细信息

如何有效地应对和控制故障在相依网络上的级联扩散避免系统发生结构性破碎,对于相依网络抗毁性研究具有十分重要的理论价值和现实意义.最新的研究提出一种基于相依网络的恢复模型,该模型的基本思想是通过定义共同边界节点,在每轮恢复阶段找出符合条件的共同边界节点并以一定比例实施恢复.当前的做法是按照随机概率进行选择.这种方法虽然简单直观,却没有考虑现实世界中资源成本的有限性和择优恢复的必然性.为此,针对相依网络的恢复模型,本文利用共同边界节点在极大连通网络内外的连接边数计算边界节点的重要性,提出一种基于相连边的择优恢复算法(preferential recovery based on connectivity link,PRCL)算法.利用渗流理论的随机故障模型,通过ER随机网络和无标度网络构建的不同结构相依网络上的级联仿真结果表明,相比随机方法和度数优先以及局域影响力优先的恢复算法,PRCL算法具备恢复能力强、起效时间早且迭代步数少的优势,能够更有效、更及时地遏制故障在网络间的级联扩散,极大地提高了相依网络遭受随机故障时的恢复能力.

关键词：相依网络级联失效恢复模型择优算法

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相依网络理论下电力通信网节点重要度评价

电力系统保护与控制 2019年第11期47卷 143-150页

作者：李炅菊黄宏光舒勤四川大学电气信息学院

智能电网中电力系统与通信系统的紧密结合,使得电力通信网络在双网相依系统中愈加重要。通信网络中节点发生故障,尤其是高重要度节点,不仅会影响自身网络系统还会影响与其相依的网络,导致连锁故障的发生。因此,对智能电网中电力通信网... 详细信息

智能电网中电力系统与通信系统的紧密结合,使得电力通信网络在双网相依系统中愈加重要。通信网络中节点发生故障,尤其是高重要度节点,不仅会影响自身网络系统还会影响与其相依的网络,导致连锁故障的发生。因此,对智能电网中电力通信网络节点重要性进行评价具有重要意义。将电力物理-信息相依网络中单侧网络提取出来,以链路已用率和电力线阻抗值作为边权参数建立有权网络模型。根据有权网络节点重要度评价方法,分别对两子网进行分析。然后根据电力网依存于信息通信网的依存边矩阵,计算相依网络中电力通信网络节点的重要度指标,找出重要度大的节点。以IEEE30节点系统为例进行了仿真实验,证明了该方法指标的可行性和实用性。

关键词：相依网络有权网络节点收缩法凝聚度节点重要度

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考虑相依边负载的相依网络鲁棒性研究

电子科技大学学报 2022年第5期51卷 774-785页

作者：余荣斌蒋沅严玉为洪成南昌航空大学信息工程学院南昌330063

针对现实中不同网络之间的连接边存在负载传递和容量约束的现象,提出了一种考虑相依边负载的相依网络级联失效模型,并将该模型运用到地铁公交相依网络上,分析不同交通网络之间的换乘所带来的负载分配问题。该模型综合考虑了相依边过载... 详细信息

针对现实中不同网络之间的连接边存在负载传递和容量约束的现象,提出了一种考虑相依边负载的相依网络级联失效模型,并将该模型运用到地铁公交相依网络上,分析不同交通网络之间的换乘所带来的负载分配问题。该模型综合考虑了相依边过载失效、相依节点故障和非最大连通子图节点损失的失效情况。通过调节攻击比例,分析不同负载重分配策略、不同的网络耦合方式与组合模式、网络的相依程度、不同边攻击方式下对相依网络鲁棒性的影响。结果表明:剩余容量分配策略能有效缓解相依边的过载失效,小世界网络组成的相依网络鲁棒性更好;提高耦合程度和子网络的平均度能有效提高相依网络的抗毁性;相较于相连边,攻击相依边对网络的鲁棒性影响更大。

关键词：级联失效相依边相依网络负载重分配鲁棒性地铁与公交网络

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相依网络研究综述

国防科技大学学报 2016年第1期38卷 122-128页

作者：老松杨王竣德白亮国防科技大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

网络相依性和相依网络研究已经成为近年来复杂网络领域的热点,但是目前对相关研究进展进行综合归纳的文献却不多见。在对国内外相关文献进行系统分析的基础上,简要介绍相依网络研究涉及的渗流理论;描述该类型网络的级联失效过程;从相依... 详细信息

网络相依性和相依网络研究已经成为近年来复杂网络领域的热点,但是目前对相关研究进展进行综合归纳的文献却不多见。在对国内外相关文献进行系统分析的基础上,简要介绍相依网络研究涉及的渗流理论;描述该类型网络的级联失效过程;从相依网络的子网络特性、相依边的方向和类型、子网络组合方式等三个角度对相依网络鲁棒性的研究成果进行总结;并从理论和应用两方面对未来相依网络研究的发展方向进行展望。

关键词：相依网络级联失效渗流理论鲁棒性综述

基于ICA-LSTM的空中交通相依网络复杂度预测

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复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：齐雁楠王新彤吴祚禹中国民航大学空中交通管理学院

针对空中交通复杂度预测问题，通过构建空中交通相依网络提取交通数据的非线性时空动态特征，提出一种ICA-LSTM预测模型，提高了预测的准确性。首先，根据复杂网络理论，以飞机和管制扇区为研究对象，建立飞行-管制空中交通相依网络；... 详细信息

针对空中交通复杂度预测问题，通过构建空中交通相依网络提取交通数据的非线性时空动态特征，提出一种ICA-LSTM预测模型，提高了预测的准确性。首先，根据复杂网络理论，以飞机和管制扇区为研究对象，建立飞行-管制空中交通相依网络；从“点-线-面”三个维度选取网络特征指标，采用因子分析方法提取指标的公因子，建立空中交通复杂度模型；通过建立空中交通数据时空序列，采用独立成分分析（ICA）提取数据样本特征，建立ICA-LSTM空中交通复杂度预测模型。采用北京终端区ADS-B运行数据进行了实例验证，结果表明，模型对空中交通复杂度进行有效预测，与传统的LSTM和SVM模型相比，ICA-LSTM预测模型预测精度更高。

关键词：空中交通相依网络网络复杂度独立成分分析(ICA) LSTM

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负载作用下相依网络择优恢复方法研究

电子与信息学报 2020年第7期42卷 1694-1701页

作者：刘凤增肖兵陈施思陈嘉勋空军预警学院预警情报系武汉430019 国防科技大学信息通信学院武汉430010

优选节点实施恢复是控制相依网络级联失效的有效措施。针对以往恢复模型未考虑节点负载的情况,该文首先分析了包含依赖失效和过载失效的级联失效过程,构建了负载作用下相依网络恢复模型。然后,基于共同边界节点的结构和动力学属性,提出... 详细信息

优选节点实施恢复是控制相依网络级联失效的有效措施。针对以往恢复模型未考虑节点负载的情况,该文首先分析了包含依赖失效和过载失效的级联失效过程,构建了负载作用下相依网络恢复模型。然后,基于共同边界节点的结构和动力学属性,提出一种基于容量和连接边的择优恢复(PRCCL)方法。实验结果表明,在无标度相依网络中,PRCCL方法恢复效果明显好于基准方法,恢复时间更短,恢复后的网络具有更高的平均度和鲁棒性;在Power网和Internet网构成的相依网络中,PRCCL方法恢复效果同样优于基准方法;PRCCL方法的优势与恢复比例、负载控制参数成正比,与容忍系数成反比。实验结果验证了PRCCL方法的有效性,对于现实中相依网络恢复工作具有科学指导价值。

关键词：相依网络网络恢复级联失效负载作用

指控—通信相依网络建模及其结构弹性度量研究

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火力与指挥控制 2023年第9期48卷 68-76页

作者：岳地久李建华王哲刘刚强空军工程大学信息与导航学院西安710077 国防科技大学信息通信学院武汉430010 解放军94755部队福建漳州363000

军事信息网络弹性问题研究受到了越来越多的关注。结合指控网络层次化特点,以多属性加权连边策略建立指控网络模型,针对指控网络和通信网络之间的依赖特性,构建无反馈、介数同配指控—通信相依网络模型,用指控功能链数量和网络效率反映... 详细信息

军事信息网络弹性问题研究受到了越来越多的关注。结合指控网络层次化特点,以多属性加权连边策略建立指控网络模型,针对指控网络和通信网络之间的依赖特性,构建无反馈、介数同配指控—通信相依网络模型,用指控功能链数量和网络效率反映网络性能;参照材料弹性力学理论,提出指控—通信相依网络结构弹性的量化表征,用弹性势能度量其结构弹性;仿真结果表明,构建的相依网络模型能较好地描述当前指控—通信网络结构特性,提出的结构弹性指标与度量方法实用有效。

关键词：指控网络结构弹性相依网络指控功能链

基于相依网络和SVM的管制系统运行态势评估

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系统工程与电子技术 2021年第5期43卷 1287-1294页

作者：李昂聂党民温祥西王泽坤杨诚修空军工程大学空管领航学院陕西西安710051 国家空管防相撞技术重点实验室陕西西安710051 中国人民解放军32211部队陕西榆林719006

客观准确地评估管制系统整体的运行态势,能够帮助管制员从宏观上掌控管制系统的运行状态,针对这一问题本文提出了一种基于相依网络和支持向量机(support vector machine,SVM)的管制系统运行态势评估方法。使用管制飞行状态相依网络模型... 详细信息

客观准确地评估管制系统整体的运行态势,能够帮助管制员从宏观上掌控管制系统的运行状态,针对这一问题本文提出了一种基于相依网络和支持向量机(support vector machine,SVM)的管制系统运行态势评估方法。使用管制飞行状态相依网络模型来代表管制系统,充分考虑了空中航空器与地面管制员的整体状态,采用相依网络指标描述网络运行态势。评估方法选择SVM,将运行态势评估问题转化为分类问题,以点到运行顺畅分类边界的距离作为指标从整体上评估管制系统的运行态势,降低了主观因素对评估方法的影响。仿真分析与在长水机场的实例分析结果均表明:该评估方法能够给出具体的管制系统运行态势值,为管制员提供客观准确的态势信息。

关键词：空中交通管制复杂网络相依网络支持向量机态势评估

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异质弱相依网络鲁棒性研究

物理学报 2019年第18期68卷 216-223页

作者：韩伟涛伊鹏马海龙张鹏田乐中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息技术研究所

传统研究认为网络间相依边的引入使网络鲁棒性大幅降低,但现实相依网络的鲁棒性往往优于理论结果.通过观察现实相依网络的级联失效过程,发现节点不会因相依节点失效而损失所有连接边,且由于网络节点的异质性,每个节点的连接边失效概率... 详细信息

传统研究认为网络间相依边的引入使网络鲁棒性大幅降低,但现实相依网络的鲁棒性往往优于理论结果.通过观察现实相依网络的级联失效过程,发现节点不会因相依节点失效而损失所有连接边,且由于网络节点的异质性,每个节点的连接边失效概率也不尽相同.针对此现象,提出一种异质弱相依网络模型,与传统网络逾渗模型不同,本文认为两个弱相依节点的其中一个失效后,另一个节点的连接边以概率 γ 失效而不是全部失效,并且不同节点连接边失效概率 γ 会因节点的异质性而不同.通过理论分析给出模型基于生成函数的逾渗方程,求解出任意随机分布异质对称弱相依网络的连续相变点.仿真结果表明方程的理论解与随机网络逾渗模拟值相符合,网络鲁棒性随着弱相依关系异质程度的增大而提高.

关键词：相依网络级联失效逾渗相变