基于級聯(lián)失效模型的異質網絡脆弱性分析.pdf

1、異質網絡模型是對眾多基礎設施異質特性的概括，對其脆弱特性的研究有利于更加高效地發(fā)覺基礎設施中意想不到的薄弱環(huán)節(jié)，針對其薄弱環(huán)節(jié)加強防護，從而提高整個基礎設施的穩(wěn)定性與抗毀性。故障傳遞演化的內在機理是異質網絡變得脆弱的根源，經典的級聯(lián)失效模型沒有考慮節(jié)點負載狀態(tài)的變化，不能實時地依據(jù)節(jié)點狀態(tài)進行負載重分配。本文以構建基于異質網絡的級聯(lián)失效模型為基礎，在引入基于節(jié)點狀態(tài)演化的負載重分配方式的基礎上，提出基于此級聯(lián)失效模型的節(jié)點重要性評估方法

2、，使用三種典型失效方法從不同側面對異質網絡的脆弱特性進行全面的分析，在脆弱性分析結果的基礎上，找出了異質網絡的健壯性參數(shù)，然后基于此健壯參數(shù)，對節(jié)點重要性排序結果進行效果分析。論文的主要工作和創(chuàng)新點：
　　（1）提出基于馬爾科夫過程的異質網絡級聯(lián)失效模型。
　　在總結基礎設施異質特性的基礎上，提出能夠反映其異質特性的異質網絡模型。之后引入馬爾科夫過程理論對異質網絡級聯(lián)失效過程中節(jié)點和連邊所處的狀態(tài)：初始狀態(tài)、故障積累狀態(tài)、失

3、效狀態(tài)以及相應的狀態(tài)轉移過程和觸發(fā)原因進行形式化建模，使異質網絡的級聯(lián)失效過程得到形式化表示。
　?。?）提出基于節(jié)點狀態(tài)演化的重分配模型以及節(jié)點重要度評估方法。
　　在上述異質網絡級聯(lián)失效模型的基礎上，提出了一種能夠實時跟蹤節(jié)點負載狀態(tài)，繼而根據(jù)節(jié)點狀態(tài)來重分配節(jié)點負載的重分配模型，并基于美國航空網絡對其參數(shù)進行分析，同時基于上述負載重分配模型提出節(jié)點重要度的評估方法，根據(jù)重要度排序結果對節(jié)點失效產生的級聯(lián)失效規(guī)模進行驗證