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网络可靠度分析的最小割递推分解算法

地震工程与工程振动 2007年第5期27卷 33-39页

作者：李杰刘威钱摇琨同济大学建筑工程系

基于不交最小割求解系统失效概率的思想,提出了求解网络系统失效概率的最小割递推分解算法。在此基础上,利用概率不等式给出了失效概率的上、下界,从而可以通过控制上、下界之间的误差来获得计算精度和计算时间之间的平衡。计算实例分... 详细信息

基于不交最小割求解系统失效概率的思想,提出了求解网络系统失效概率的最小割递推分解算法。在此基础上,利用概率不等式给出了失效概率的上、下界,从而可以通过控制上、下界之间的误差来获得计算精度和计算时间之间的平衡。计算实例分析表明,该算法能计算给出中、小型网络失效概率的精确值,并能够高效、高精度地求解出大型复杂网络系统的失效概率。

关键词：生命线可靠度最小割递推分解算法

相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一递推分解算法及其应用研究

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相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一递推分解算法及其应...

作者：顾倩上海交通大学

学位级别：硕士

生命线工程是指维持现代城市功能和区域经济功能,对国计民生有重大影响的基础性工程设施系统。大量的震害调查表明,地震作用下生命线工程的破坏将对城市的社会和经济功能造成严重的危害。因此,进行生命线工程系统的抗震可靠度估计研究... 详细信息

生命线工程是指维持现代城市功能和区域经济功能,对国计民生有重大影响的基础性工程设施系统。大量的震害调查表明,地震作用下生命线工程的破坏将对城市的社会和经济功能造成严重的危害。因此,进行生命线工程系统的抗震可靠度估计研究具有非常重要的现实意义。生命线工程系统抗震可靠度估计的重要内容之一是计算地震激励下的生命线网络系统连通可靠度,其难点是如何解决计算中的复杂性问题和分析生命线设备或结构的相关失效问题。目前为止,用于网络连通可靠度分析的递推分解算法(Recursive Decomposition Algorithm,简称RDA)能够有效地降低网络算法的复杂性,但对于系统中元件的相依失效问题,现有分析方法还不能很好地解决。鉴于此,针对考虑元件相依失效的生命线工程系统抗震可靠度估计问题,本文开展了下述研究工作:1.基于原RDA算法,对原来分别按照边权、点权和一般赋权,需要运用对应程序去计算系统可靠度的情况进行整合简化,发展出同时适用于三种赋权形式的统一RDA算法;2.利用移位广义对数正态分布(Shifted Generalized Lognormal Distribution,简称SGLD)模型,采用矩方法和两支撑点法进行模型参数识别,建立生命线设备或结构极值响应的边缘分布模型;3.利用顺序复合法(Sequential Compounding Method,简称SCM)和Gumbel Copula函数两种方法计算不交最小路和不交最小割的联合失效概率,建立生命线设备或结构极值响应的联合分布模型,在统一RDA算法的基础上发展出相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法;4.基于SAP2000的有限元分析结果,采用等效单自由度模型建立变电站一次设备钢支架的动力学模型,确定等效单自由度振子的有效参数,用于生命线设备或结构系统分析中的随机响应样本计算;5.应用本文建立的方法,计算某假想变电站一次设备系统的动力可靠度。本文在RDA算法的基础上,引入SCM和Gumbel Copula两种方法分别计算RDA算法中不交最小路和不交最小割的联合概率,发展出了相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法。算例分析结果表明,该方法可以用于相依失效生命线工程网络系统的动力抗震可靠度估计,计算精度较高。本文的研究对相依失效生命线工程系统抗震可靠度的有效计算,具有重要的理论和应用价值。

关键词：生命线工程系统地震可靠度相依失效地震反应递推分解算法

网络可靠度分析的最小路算法和最小割算法研究

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地震工程与工程振动 2008年第3期28卷 33-38页

作者：刘威李杰同济大学建筑工程系上海200092

网络可靠度分析是评价城市生命线工程系统整体抗震性能的主要手段。本文分别从最小路和最小割的角度介绍了网络可靠度分析算法,包括:经典不交最小路(割)算法、最小路(割)递推分解算法和改进最小路(割)递推分解算法。在此基础上,通过实... 详细信息

网络可靠度分析是评价城市生命线工程系统整体抗震性能的主要手段。本文分别从最小路和最小割的角度介绍了网络可靠度分析算法,包括:经典不交最小路(割)算法、最小路(割)递推分解算法和改进最小路(割)递推分解算法。在此基础上,通过实例分析,着重进行了改进最小路递推分解算法和改进最小割递推分解算法的对比分析,分析结果表明两种算法在网络单元不同可靠度水平下具有不同的计算效率,并对引起以上区别的三个主要原因进行了分析。

关键词：生命线工程可靠度最小路最小割递推分解算法

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市政埋地供水管网抗寒潮连通可靠度分析

自然灾害学报 2019年第5期28卷 1-8页

作者：梁建文高美娇肖笛天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350 南开大学管理科学与工程系天津300071

为研究市政埋地供水管网抗寒潮可靠度,本文运用递推分解算法,以某城市供水管网为例,对供水管网抗寒潮连通可靠度进行分析,给出了管网连通可靠度的分布。研究表明,供水管网中水源点分布和管段可靠度是抗寒潮连通可靠度的重要影响因素;居... 详细信息

为研究市政埋地供水管网抗寒潮可靠度,本文运用递推分解算法,以某城市供水管网为例,对供水管网抗寒潮连通可靠度进行分析,给出了管网连通可靠度的分布。研究表明,供水管网中水源点分布和管段可靠度是抗寒潮连通可靠度的重要影响因素;居于管网核心区域的成网状节点的可靠度较高,靠近管网边缘的呈树枝状节点的可靠度较低;距水源点较近节点,可靠度较高,距水源点较远节点,可靠度较低。建议优化管网中水源点的分布情况,使水源点尽量均匀分布在管网中;同时建议采取措施来提高每个管段的抗寒潮可靠度。研究对供水管网运行安全的抗寒潮预警具有一定参考价值。

关键词：市政供水管网抗寒潮连通可靠度管道可靠度递推分解算法

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生命线工程网络抗震可靠性算法研究

地震工程与工程振动 2006年第3期26卷 176-179页

作者：钱摇琨李杰同济大学建筑工程系上海200092

现代城市的迅速发展对生命线工程系统依赖性逐渐增强。地震后生命线工程系统的性能直接决定了灾后生活和生产的恢复以及抢险工作的进行,因此对生命线工程系统进行地震作用下的可靠性分析具有十分重要的意义。本文中主要介绍2种求解大型... 详细信息

现代城市的迅速发展对生命线工程系统依赖性逐渐增强。地震后生命线工程系统的性能直接决定了灾后生活和生产的恢复以及抢险工作的进行,因此对生命线工程系统进行地震作用下的可靠性分析具有十分重要的意义。本文中主要介绍2种求解大型网络抗震可靠度算法———最小路递推分解算法和最小割递推分解算法。在此基础上,利用这2种算法对沈阳市供气系统进行了分析。研究结果表明,合理选择使用这2种算法可以有效的进行不同地震烈度条件下的大型生命线工程系统的可靠性分析。

关键词：生命线工程系统抗震可靠度递推分解算法最小路最小割

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大型城市管网抗震可靠性分析与优化

地震工程与工程振动 2006年第3期26卷 172-175页

作者：李杰刘威同济大学建筑工程系

本文提出了地震作用下供水系统的渗漏模型,发展了地震后带渗漏管网的流分析技术,结合一次二阶矩方法获得了地震后供水管网的功能可靠度。针对供燃气管网系统则提出了一类高效精确的大型网络抗震连通可靠度分析的概率解析算法———递推... 详细信息

本文提出了地震作用下供水系统的渗漏模型,发展了地震后带渗漏管网的流分析技术,结合一次二阶矩方法获得了地震后供水管网的功能可靠度。针对供燃气管网系统则提出了一类高效精确的大型网络抗震连通可靠度分析的概率解析算法———递推分解算法。以上述管网抗震可靠性分析理论为基础,分别发展了基于模拟退火算法的供水系统网络拓扑优化分析理论和基于遗传算法的供燃气网络系统拓扑优化理论。

关键词：大型管网渗漏模型一次二阶矩递推分解算法拓扑优化

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大型网络基于连通可靠度的最优可靠度分配

应用数学和力学 2008年第12期29卷 1486-1494页

作者：陈玲俐于洁上海大学土木系上海200072

由于网络连通可靠度计算属于NP-hard问题,当系统可靠度无法显式表达时,基于连通可靠度的大型复杂网络优化通常只能采用启发式优化算法解决.通过对复杂网络连通可靠度算法结构的分析,给出了系统连通可靠度的Taylor方程.采用遗传算法,由... 详细信息

由于网络连通可靠度计算属于NP-hard问题,当系统可靠度无法显式表达时,基于连通可靠度的大型复杂网络优化通常只能采用启发式优化算法解决.通过对复杂网络连通可靠度算法结构的分析,给出了系统连通可靠度的Taylor方程.采用遗传算法,由系统连通可靠度的Taylor方程确定种群适应值,得到一个系统最优可靠度分配方案;将最优解带入改进Minty算法或递推分解算法中,计算该最优解的连通可靠度精确值和对应的连通可靠度的Taylor展开方程;再次采用遗传算法求最优解.当最优解对应的可靠度精确值和Taylor方程算得得近似值误差小于指定精度时,则此最优解为最终的系统最优可靠度分配方案.将此优化过程称为迭代遗传算法.算例显示迭代遗传算法不仅可用于大型网络的连通可靠度最优分配,而且优化迭代过程中可以得到多组阶段最优解,这些解均落在最优解附近,构成了近似最优解群,在实际工程优化中拓展了选择面.

关键词：最优可靠度分配连通可靠度遗传算法改进Minty算法递推分解算法

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基于递推分解的Torus网络可靠性研究

计算机工程与设计 2009年第14期30卷 3278-3280,3309页

作者：黄亿海王高才广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004

为解决大规模Torus网络可靠度计算中遇到的NP难问题,引入递推分解和组合模型的思想对Torus网络的可靠性进行分析研究。递推分解的算法降低了计算网络可靠度的复杂性,组合模型的方法则降低了网络的结构复杂度。对于大规模的Torus网络,通... 详细信息

为解决大规模Torus网络可靠度计算中遇到的NP难问题,引入递推分解和组合模型的思想对Torus网络的可靠性进行分析研究。递推分解的算法降低了计算网络可靠度的复杂性,组合模型的方法则降低了网络的结构复杂度。对于大规模的Torus网络,通过采用可靠度上下界逐步逼近的方法,可以得到较高精度的可靠度近似值。实验结果表明,在结点失效概率均小于0.10%时,对多达上千个结点的Torus网络仍超过90%的可靠度,而且提出的方法也适合其它并行体系结构网络的可靠度计算。

关键词： Torus网络 NP难问题可靠度递推分解算法组合模型

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生命线工程网络系统抗震可靠性分析

生命线工程网络系统抗震可靠性分析

作者：钱摇琨同济大学

学位级别：硕士

生命线工程系统是指维系现代城市功能和区域经济功能的基础性工程设施系统。它包括电力系统、交通系统、城市供水、供热、供燃气系统。现代城市迅速发展，对生命线系统的依赖性增强。地震后生命线工程系统的性能直接决定了灾后生活和生... 详细信息

生命线工程系统是指维系现代城市功能和区域经济功能的基础性工程设施系统。它包括电力系统、交通系统、城市供水、供热、供燃气系统。现代城市迅速发展，对生命线系统的依赖性增强。地震后生命线工程系统的性能直接决定了灾后生活和生产的恢复以及抢险工作的进行。因此，为了确保地震作用下生命线工程的安全，需对生命线工程系统进行抗震可靠性分析。生命线工程系统分布在一个很大的地理空间上，构成了一个网络系统。网络系统的可靠度分析问题是典型的“NP-Hard”问题，国内外学者对此进行了大量的研究。在本文研究中，以能否降低计算复杂性作为判定标准，系统的分析了国内外的一些常用算法的优劣。研究结果表明：最小路为基础的递推分解算法能够有效的降低计算复杂性，在大型网络可靠度的求解过程中明显的优于其他的算法，但是该算法不适用于元件可靠度较低的情况。基于最小路递推分解算法存在的问题，本文展开进一步深入研究。首先，为了缓解递推分解算法分解过快而导致算法空间复杂性的问题，采用了硬盘存贮的技术。其次，为了实现元件可靠度较低情况下系统可靠度的分析，本文中结合递推分解的思想和最小割搜索的方法，提出了基于最小割的递推分解算法，实现了强震条件下的生命线工程系统可靠度的分析。研究结果表明：合理的运用最小路和最小割递推分解算法，可以实现不同地震烈度条件下生命线工程系统的抗震可靠性分析。同时，本文分析了递推分解算法的收敛性能，并为进一步改进递推分解算法提供了建议。在此基础上，本文采用最小割递推分解算法进行了沈阳市主干供气管网的抗震可靠度分析。

关键词：生命线工程网络系统抗震可靠度递推分解算法最小路最小割