基于复杂网络的两栖水上飞机起降安全风险演化

为了揭示两栖水上飞机起降安全风险的演化规律,有效预防水上飞机起降安全风险,以风险因素间的作用路径为基础,构建两栖水上飞机起降安全风险演化的有权有向网络拓扑结构,验证了该复杂网络的无标度特性;采用Matlab编程仿真分析网络在随机攻击和蓄意攻击情况下的功能鲁棒性和结构鲁棒性;对比度值攻击、介数值攻击、接近度中心性值攻击及综合值攻击下的网络鲁棒性效果,识别网络的关键风险因素,提出断链控制策略。研究结果表明:两栖水上飞机起降安全风险网络是无标度网络;该网络对随机攻击具有较强鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性,且度值攻击的结构鲁棒性最差,综合值攻击的性能鲁棒性最差;综合值较高的节点是网络的关键风险因素,优先处置关键节点有助于预防起降事故。     

基于贝叶斯学习的复杂系统研制风险演化分析

大型复杂装备的系统结构和研制流程呈现网络化特征,研究风险演化机理有助于控制风险、降低复杂性.通过系统动态过程建模仿真获取数据样本,运用贝叶斯学习从仿真数据样本中提炼风险演化网络,识别不同风险等级的节点之间存在的关联关系,降低了仅凭经验构建风险网络的主观性.对贝叶斯学习获得的风险网络进行概率推理,在总体高风险等级下计算风险网络节点的风险后验概率分布,进而确定风险演化关键节点和传播链路.最后,通过与复杂网络特征指标评估下的静态特征进行对比分析,研究风险网络动态特征与静态特征的差异性,结果表明网络结构特征和风险传播的动态特征共同决定了风险演化关键节点和传播链路.     

基于HS-BP算法的尾矿库安全评价

为有效预防尾矿库事故的发生, 针对尾矿库事故率具有随机波动性和非线性的特点, 采用和声搜索算法(HSA)和BP神经网络建立尾矿库安全评价模型. 该方法利用HS算法对BP神经网络权值进行优化, 进而对尾矿库进行安全评价. 通过对辽宁本溪南芬尾矿库安全现状进行拟合预测, 结果表明:将HS算法和BP神经网络有机结合, 能够克服传统BP网络易陷入极小值、收敛速度慢得缺陷, 有效的刻画了尾矿库事故的随机波动特性, 并且预测能力均优于其他评价算法, 具有重要意义.     

消费品生命周期隐患识别与风险评价的三维矩阵方法

面对近年我国产品质量安全事故频发、消费者人身安全与健康遭受不同程度的威胁以及出口产品不时被召回或退回的问题，给出了一种基于消费品生命周期和事故致因的隐患识别及表征方法，有助于提升人们对消费品危害规律的认知水平并为消费品风险评价奠定基础. 考虑到事故伤害受体的能力和行为会对消费品缺陷或隐患演化及事故伤害后果产生重要影响，在常规风险评价二维矩阵的基础上，加入风险受体的脆弱性要素，提出了消费品风险评价的三维矩阵方法，能够更好地表征消费者能力与行为等主观要素对消费品隐患事故及危害的影响作用. 以家用电器风险评价为例，基于欧盟非食品类消费品快速预警系统（RAPEX）对中国消费品通报信息分析和专家评价打分，形成了消费品评价三维风险矩阵，分析了家用电器的风险规律，为消费品的风险评价提供了新思路、新方法.     

点权有限的加权网络演化模型

在BBV(Barrat-Barthélemy-Vespignani)模型的基础上加入节点强度有限限制,即节点强度不允许超过某一定值S,构造了节点强度有限的加权网络演化模型--LBBV模型.理论分析与仿真试验表明,对于3节点的全耦合网络,当S《2mw0时,网络经有限步后演化结束,其结构为同质网络;当S≥2mw0时,LBBV模型的节点强度分布与网络的度分布都呈现幂律分布,并且幂律指数与BBV模型的幂律指数一致,只是相比BBV模型平移了某一常数;当S→∞时,LBBV模型退化为BBV模型.同时通过数值仿真还得到了在不同的S值下、不同规模网络演化后的节点强度分布与度分布都表现出幂律特征,而且幂律指数不随S变化.     

IDU大规模社会网络及其HIV传播模拟

引入复杂Agent网络模型建立注射吸毒(IDU)共享网络的HIV传播模拟模型。在传统无标度网络配置模型的基础上,通过增加邻域选择机制和三角形形成机制,提出了一种能应用于大规模病毒传播的IDU社会网络生成和演化算法。模型可实现指数可调幂律度分布、高聚类系数和度-度相关等社会网络特征;网络中的边可以断开、重连,网络中的节点可以退出、进入,网络具有动态特性。网络中节点Agent模型中包括个体的行为、病程及个体对疾病干预措施的响应机制,通过节点Agent和网络的协同作用,实现个体行为、个体之间共用注射器吸毒构成的社会网络和干预政策耦合演化的HIV传播模拟模型。对生成的网络进行了社会网络参数度量,利用云南省的数据对吸毒网络HIV传播干预情景进行仿真研究。     

基于节点吸引力的点权有限BBV模型研究

在点权有限网络模型的基础上,增加考虑了节点吸引力因素,构造了一种全新的、符合实际的加权复杂网络演化模型。研究发现,该模型与BBV模型相比,节点的强度概率密度分布是有变化的,而且更符合实际网络。通过调节相关属性参数,可以使网络达到更优化的状态,对实际网络的演化进行指导,减轻网络负荷,增强网络性能,具有一定的实际意义。     

基于装备能力优先的复杂网络演化模型研究

针对传统复杂网络模型描述武器装备作战体系在动态性和不确定性方面的不足,参照OODA理论,结合具体应用,利用武器装备节点计算的能力值,从连接对象的选择、连接边数的确定、作战节点的退出及退出后网络结构的动态调整策略等方面改进了BA无标度网络模型,提出了装备能力优先的作战体系复杂网络演化模型构建方法,使装备能力高的节点在网络关键位置充分发挥作用,提高网络的鲁棒性。通过仿真实验验证,模型具有贴近战场实况、算法复杂度低和使作战体系保持幂率分布等特点。     

基于复杂网络和随机游走算法的研发项目组合风险分析

针对项目组合中的风险分析问题,本文通过构建"项目组合-风险"双层网络模型,提出了基于随机游走算法的项目组合风险定量分析方法,以更准确地预测项目组合风险.首先,本文在研发项目间依赖关系分析的基础上,构建了项目组合网络,并采用设计结构矩阵(DSM)法建立了基于复杂网络中"邻接节点"的项目间连接强度模型.然后,采用多领域矩阵建立了由风险事件推导风险因素间依赖关系的模型.进一步,通过集成项目组合中项目间依赖关系、项目与风险因素间对应关系、以及风险因素间初始的依赖关系,构建了"项目组合-风险"双层网络模型,采用随机游走算法得到稳定状态下最终的"项目-风险因素"域映射矩阵(DMM)和风险因素DSM.最后,以某研发项目组合为例,采用随机游走算法进行项目组合风险的精准预测,并采用PageRank方法对风险因素进行排序,验证了本文提出模型和方法的有效性.     

城市物流网络空间结构加权局域世界演化模型研究

为研究城市物流网络空间结构的演化机制,考虑宏观影响因素和网络运行特征,构建了以节点集聚度为优先连接准则的加权局域世界演化模型,通过仿真实验讨论了网络特征参数,并分析了集聚度参数权重随时间变化与否对网络演化的影响。结果表明:度分布未呈现明显的幂律分布形式,具有较大的集聚系数和较小的平均路径长度,说明城市物流网络中少数枢纽型节点占主导地位,网络具有较强的抗风险能力和快速响应能力;集聚度参数权重α,β,γ随时间变化时,能够克服节点度对网络演化的过大影响,合理体现相关宏观因素对网络演化的作用,该种网络演化机制更符合实际。     

基于复杂网络的灾害链风险评估方法的研究

针对灾害链风险评估的问题,本文提出一种基于复杂网络结构的灾害链风险评估模型的建模方法.首先,应用复杂网络结构对灾害链的演化特征进行了表征,并对灾害链的作用机理进行了数学描述.然后,在对供应链风险评估方法和模式分析的基础上,以复杂网络为载体,运用贝叶斯公式得到各节点灾害损失等级的联合概率分布,构建了灾害链的风险评估模型,提出用子节点风险损失的期望值来表征子节点在父节点作用下的风险度量模式.最后以珠海市台风灾害链为实例进行了评估,结果表明所建立的模型与实际情况具有较高的吻合性.说明以灾害链为中心构建的灾害链风险评估模型考虑了空间和时间上的叠加,并对灾种间的作用关系进行了厘清,真实、定量、准确地刻画灾害链式演变过程所带来的风险,能为区域性灾害风险管理提供可靠的理论依据.     

Promoting Metro Operation Safety by Exploring Metro Operation Accident Network

Understanding the causation of accidents is essential to promote metro operation safety.In terms of 243 reported metro operation accident cases in China, a directed weighted network was constructed based on complex network theory, where nodes and directed edges denotes factors and event chains respectively. To reveal the key causal factors, the topological characteristics of metro operation accident network(MOAN) were analyzed from both global and local views. The results show that facility-type factors are more closely related to the occurrence of the accidents from the perspectives of average path length and cascading effects. Accident types like train delay and train suspension are the great risk recipients. Key causal factors with large out-degree, out-strength, betweenness centrality and cluster coefficient, such as communication and signal failure, vehicle failure and piling into the train should be noticed. The research framework proposed in the paper is not only applicable to China's metro operation system, but also appropriate for other transportation system safety studies.     

供应链网络风险扩散动力学模型及其应用

在考察分析供应链网络结构域组分特征的基础上,建立了供应链网络风险扩散动力学模型,给出其定态解.该模型由一组方程构成,设置了风险产生项与风险湮没项,合理考虑了风险在供应链网络主体间的传导概率,并设置了主体感染风险阈值.该模型能够反映供应链网络中风险扩散机理,也可以揭示供应链网络结构演进下的风险扩散特征变化.将模型运用到实际的农产品供应链网络中,获得了当前农产品供应链网络及其演进结构下的风险扩散特性.     

Exponentially adaptive synchronization of an uncertain delayed dynamical network

Over the past decades, complex networks have been prosperous greatly in various fields of sciences and engineering. Much attention has been given to investigate the synchronization of complex networks in recent years. However, few work has done for the networks with uncertain parameters and unknown topology. In this paper, to further reveal the dynamical mechanism in complex networks with time delays, an uncertain general complex dynamical network with delayed nodes is studied. By constructing a drive network and a suitable slave network, several novel criteria for the networks consisting of the identical nodes and different nodes have been obtained based on the adaptive feedback method. Particularly, the hypotheses and the proposed adaptive laws for network synchronization are simple and can be readily applied in practical applications. Finally, numerical simulations are provided to illustrate the effectiveness of the proposed synchronization criteria.     

基于模糊理论的风险评价方法

针对传统风险评价过程中无法综合多人的评价结果、风险之间难以排序等问题,提出了一种基于模糊理论的风险评价方法。建立模糊风险矩阵,把可能性和严酷度放在同一尺度下讨论,引入层次分析法核心理念确定可能性和严酷度对风险的影响权重,综合多人对可能性和严酷度的评价结果,通过确定的可能性和严酷度对风险的影响权重以及综合的评价结果得到风险值。以飞行控制系统中的具体危险为例采用该方法进行评价。通过该方法确定的不同危险的风险指数可进行详细的风险排序,支持风险决策,验证了该方法的工程实用性和有效性。该方法能够更客观地评价危险,为危险的预防措施制定和管理决策提供依据。     

航班运行风险网络的传播与控制改进

为探究航班运行风险的产生、传播与控制过程, 首先统计华北区域航班运行数据共计76个风险节点。然后，采用偏秩相关系数构建风险网络, 再使用社团模块探测算法与三角最大滤波法验证网络适用性。并且, 提出一种适用于航班运行风险分析的SEIR(susceptible-infected-exposed-recovered)模型。根据动力学传播结果, 聚类定位网络传播中关键节点。最后, 采用前置预防与战术处置两类控制方案。计算结果表明，仅控制5个节点后, 感染峰值可降低18.44%, 峰值时间推后两个周期, 起降等重要操纵节点被感染次数平均下降11.74%。该方案在感染峰值、感染周期、重要节点感染3个方面的抑制效果均占优。以上结果证实, 所提方案可有效用于航班运行风险问题分析。     

复杂金融网络中的系统性风险与流动性救助:基于不同网络拓扑结构的研究

以支付结算网络为例,通过构建复杂网络中的流动性循环模型,基于仿真模拟研究了不同网络拓扑结构和不同风险场景下的系统性风险与流动性救助问题.研究发现:1)网络拓扑结构对系统稳健性有显著影响,系统呈现出"稳健而脆弱"的特点,即网络节点间差异越小、相互连接越紧密,系统性风险发生的概率越小,但风险一旦形成,则后果更为严重;2)由于系统性风险的程度与系统流动性正缺口规模呈现线性正相关关系,在进行流动性救助时,基于节点流动性正缺口的救助资金配置方案均不劣于平均分配或基于冲击规模分配的方案,但在不同网络拓扑结构下,方案间的差异程度存在显著差异;3)在基于节点流动性正缺口的配置方案下,网络拓扑结构对不同救助顺序的效果也存在影响,但仅在网络节点间差异较大且中等救助规模下,影响才是显著的.