应用随机进程代数的网络系统可靠性预计方法

针对复杂结构网络系统可靠性预计建模与分析的难题,提出了一种应用随机进程代数的网络系统可靠性预计方法.通过分析3种基本网络拓扑结构,研究了网络系统随机进程代数模型的建立方法,根据随机进程代数操作语义,推导出一个带时间延迟的可靠性标记变迁系统,依据其隐含的马尔可夫转移关系和系统的当前状态,计算得到系统在一段时间内的可靠性预计值.仿真实验表明,该方法能精确刻画网络系统随机行为以及组件之间的相互关系,可有效预测不同状态下系统的可靠性水平.     

A Novel Quantitative Analysis Model for Information System Survivability Based on Conflict Analysis

This paper describes a novel quantitative analysis model for system survivability based on conflict analysis, which provides a direct-viewing survivable situation. Based on the three-dimensional state space of conflict, each player's efficiency matrix on its credible motion set can be obtained. The player whose desire is the strongest in all initiates the moving and the overall state transition matrix of information system may be achieved. In addition, the process of modeling and stability analysis of conflict can be converted into a Markov analysis process, thus the obtained results with occurring probability of each feasible situation will help the players to quantitatively judge the probability of their pursuing situations in conflict. Compared with the existing methods which are limited to post-explanation of system's survivable situation, the proposed model is relatively suitable for quantitatively analyzing and forecasting the future development situation of system survivability. The experimental results show that the model may be effectively applied to quantitative analysis for survivability. Moreover, there will be a good application prospect in practice.     

基于事件逻辑的CPS组件协同模型

针对CPS系统的异构性、实时性、物理世界与信息世界的高度融合等特征,提出了基于事件逻辑关系的组件协同代数模型。首先,定义了基于时空事件接口的组件形式化表示方法,建立了基于事件驱动的组件协同体系架构。然后,根据组件协同方式分析了事件间的逻辑关系,建立了组件协同代数系统。最后,以智能家居的非法入侵行为为例,使用协同代数式描述事件驱动组件行为的过程。分析表明,基于事件逻辑的组件协同代数模型能够清晰地反应组件间的交互关系,屏蔽了组件的异构性,实现了物理进程与计算进程的融合,为CPS系统的形式化建模提供了新的方法。     

基于赋时层次着色Petri网的流控制传输协议连接建模与分析

流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol, SCTP）是一种可靠的传输协议,2007年Internet工程任务组修订了52处缺陷并发布了SCTP新规范RFC4960,但仍缺乏形式化的描述和验证。赋时层次着色Petri网适用于从动态角度对复杂系统进行建模,并能够用形式化的方法进行验证分析。因此,采用基于事件和基于状态的建模方法,提出了SCTP连接的赋时层次着色Petri网模型,该模型考虑了网络时延和丢失以及重传机制。通过CPN Tools分析,验证了SCTP连接过程的预期性质,并在RFC4960中描述的SCTP连接过程中发现了两类死锁问题。     

基于生物免疫原理的生存网络系统SuNSIA设计

网络系统生存性是当前的研究热点之一,但目前仍缺乏公认的生存网络系统构建方法或评估网络系统生存能力的方法。结合自然界生物（如人自身）和生存网络系统之间的相似性,提出了一个基于生物免疫原理的生存网络系统（SuNSIA),描述了SuNSIA的体系结构,主要模块及工作流程,并分析了SuNISA的优缺点。     

基于马尔科夫过程的单路由网络建模

基于通信网络的传输原理,利用马尔科夫随机过程理论讨论了由单路由器构成的简单网络的建模问题.分析了TCP窗口四种变化状态的马尔科夫特性,给出了状态转移矩阵,得到了一个单路由网络模型.该模型反映了窗口变化同数据包丢包概率之间的关系,同时给出了队列长度和窗口大小之间的关系.     

基于CMAC神经网络的工业过程稳态优化

提出一种利用CMAC (cerebellar model articulation controller)神经网络进行工业过程的辨识和稳态优化方法.利用CMAC神经网络的优点,基于系统的动态信息,在不干扰系统正常运行的情况下获得当前时刻下系统的稳态模型,并在此模型的基础上,对系统进行稳态优化和仿真.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于BP神经网络和AHP的软胶囊滴丸产品质量软测量建模

为了解决软胶囊滴丸产品质量控制系统的建模问题,文中提出了一种基于BP神经网络和层次分析法（AHP）的二级软测量建模方法．首先详细分析了软胶囊滴丸生产过程质量控制的性能要求和影响产品生产过程质量的因素,给出软胶囊滴丸产品的二级层次结构质量指标体系和操作变量;在此基础上,利用BP神经网络进行建模,获得以工艺参数为输入,以各二级质量指标为输出的软胶囊滴丸生产过程质量子模型;然后,用AHP确定各二级指标的权重,最终建立软胶囊滴九生产过程质量控制的二级软测量模型．仿真实验结果表明了该方法的有效性．     

一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数及Sylvester结式方法

研究一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数建模方法和改进的Sylvester结式消元求解方法. 基于含有未知参数的5维共形空间的点表示,提出了位置正解分析的共形几何代数建模方法. 提出了一种改进的Sylvester结式消元方法,即冗余因子消去法,求出了能得到准确解的一元6次方程. 通过一个数值实例,得出了这个机构位姿的无增无漏的6组解,验证了所提出方法的正确性和有效性.      

基于CREAM和不确定推理的人因可靠性分析方法

提出了一种基于认知可靠性与失误分析方法（CREAM）和不确定性推理的适用于海洋工程的人因可靠性分析方法．首先根据海洋工程的作业环境特点,对共同绩效条件（CPC）进行了修正．之后为解决CREAM本身固有的不确定性,利用模糊数学原理实现CPC评价的模糊化,再基于CREAM的分析流程建立91叶斯网络,完成由CPC得到控制模式的推理过程,并证明贝叶斯网络的建模效率要高于模糊模型．由贝叶斯网络输出控制模式的隶属度,再通过去模糊化的方式计算得到人误概率．最后,针对某平台的实例分析结果证明该方法能够提高计算的精度．     

Design of intelligent network performance analysis & forecast support system

A system designed for supporting the network performance analysis and forecast effort is presented, based on the combination of offline network analysis and online real-time performance forecast. The off-line analysis will perform analysis of specific network node performance, correlation analysis of relative network nodes performance and evolutionary mathematical modeling of long-term network performance measurements. The online real-time network performance forecast will be based on one so-called hybrid prediction modeling approach for short-term network, performance prediction and trend analysis. Based on the module design, the system proposed has good intelligence, scalability and self-adaptability, which will offer highly effective network performance analysis and forecast tools for network managers, and is one ideal support platform for network performance analysis and forecast effort. Foundation item: Supported by the National 863 High-Tech Project (863-300-02-09-99) and Key Research Project of Hubei Province (991P110) Biography: Wang Zhi(1977-), male, Master candidate, research direction, intelligent network management and performance evaluation.     

Ad hoc网络AODV协议的形式化分析与仿真

基于形式化建模的思想,分别建立源节点、中间节点和目的节点的有限状态机(FSM)模型,描述AODV协议的路由行为及算法思想,分析影响AODV协议性能的可能性因素后,利用NS2对AODV协议进行仿真,以指导对协议算法的改进及其下一步研究方向,使其更好地适应Ad hoc网络特点。     

应急物流救援系统的Petri网建模与性能分析

为了更有效地分析应急物流救援系统的性能,在分析Petri网特性及主要功能的基础上,以大型自然灾害或突发事件为背景,引入随机Petri网建模方法建立应急系统模型,进行性能分析。首先根据应急物流救援系统流程图构建Petri网模型,对模型的可达性、活性、安全性进行分析以验证模型的有效性;然后利用马尔可夫随机过程与其同构的特性构建系统的马尔可夫链,建立线性方程,引入算例,通过主要性能指标的定量分析反映系统问题;最后针对系统问题提出建议。该模型能够形象地描述出流程发生的先后次序和异步并发关系,其成熟的性能分析方法能够有效发掘影响系统运作效率的关键环节,为分析系统流程提供了可行的方法,所提建议为优化应急物流救援系统提供了参考。     

基于神经网络的电热式微致动器随机有限元分析

提出了基于神经网络的随机有限元分析方法,首先利用有限元法对U型电热式微致动器进行理论分析,得出具体结构尺寸对微致动器最大位移的影响,然后通过建立的神经网络来拟合响应与输入之间的关系,根据蒙特卡罗模拟原理获得足够多的样本值对训练后的网络进行误差分析,结果证明,本文提出的分析方法是可行有效的.     

一种自适应的网络监测方法

为了有效地监测网络可用性和网络性能,解决当前监测系统在监测网络可用性和网络性能时无法兼顾网络可用性监测精度与网络附加流量的问题,提出了一种根据网络状况自适应监测网络可用性和网络性能的方法.自适应监测方法能够较好地兼顾网络可用性监测精度和网络附加流量,并在监测中加入了故障定位技术.数学分析表明,自适应的方法能减少监测产生的附加流量,尤其当网络规模较大时自适应的方法更为优越.实际测试结果表明,自适应的方法在减少附加流量的同时,能够监测网络可用性的准确度,较好地监测网络性能,并能定位网络故障.     

基于服务影响分析的网络安全态势定量感知方法

根据服务与配置间的资源依存关系,选取服务可用性与服务性能作为影响分析的重要指标,将网络服务运行状态抽象为安全态势基本要素.引入混合策略博弈刻画网络空间攻防双方的安全交互,建立网络攻防博弈形式化模型,并对模型中的策略空间、转移规则、效用函数等给出了明确定义.实验结果表明,该方法可定量刻画Nash均衡时博弈双方的收益情况,完成了网络安全态势的量化分析与自动生成,为安全管理员正确决策提供支持.采用服务影响分析方法屏蔽了系统配置及入侵行为细节,效率高、实时性强,有助于网络安全态势感知研究的发展.     

面向匹配决策问题的漏整合神经元稀疏ESN网络

为了对匹配决策问题进行建模与预测,提出了一种具有更多神经生理学特征的稀疏回声状态网络(ESN),并基于在线监督学习方法对网络进行训练.为了评估网络的匹配决策性能,设计了三组测试数据集对网络性能进行测试,并提出了一种基于网络期望输出与实际输出序列最大相关系数的评价方法.仿真结果表明,新模型只需要较少的训练时间即可获得较好的决策性能,且对发放时间间隔、平移和网络噪声具有较好的鲁棒性.     

OSPF协议的随机Petri网模型与性能分析

为了改进开放式最短路径优先(O SPF)协议实现的性能,该文深入分析了O SPF复杂的协议行为并建立了随机Petri网模型。同时提出了耗时过程的概念,并且从O SPF协议行为中提取出耗时过程,简化上述Petri网模型。最后利用工具SPNP进行了模拟分析。实验结果表明O SPF协议在不同的网络状况下具有不同的性能表现:当网络变化频繁时,O SPF协议的主要负载是路由计算;当网络变化平缓时,O SPF协议的主要负载是链路状态声明信息(LSA)检索。这样为提高O SPF协议的性能提供了定量分析方法。     

基于改进的隐马尔科夫模型的语音识别方法

针对隐马尔可夫（HMM）语音识别模型状态输出独立同分布等与语音实际特性不够协调的假设以及在使用段长信息时存在的缺陷,对隐马尔可夫模型进行改进,提出马尔可夫族模型。马尔可夫族模型可看作一个数学上由多个马尔可夫链构成的多重随机过程,HMM模型则是双重随机过程,因而,HMM模型可视为马尔可夫族模型的特例。马尔可夫族模型用条件独立性假设取代了HMM模型的独立性假设。相对条件独立性假设,独立性假设是过强假设,因而,基于马尔可夫族模型的语音模型更符合语音实际物理过程。在马尔可夫族语音识别模型中引入状态段长信息,能自动根据语速对语音单元段长进行调整。非特定人连续语音实验结果表明,利用状态段长信息的改进语音识别模型比经典HMM模型的性能明显提高。     

改进Markov过程的异构无线网络垂直切换算法

针对当前异构无线网络垂直切换算法存在切换次数多, 服务质量难以满足实际应用需要的问题, 以获得更优的异构无线网络服务质量为目标, 提出一种基于改进Markov过程的异构无线网络垂直切换算法. 首先, 建立异构无线网络整体性能评价指标体系, 然后采用灰色关联分析法确定网络整体性能评价指标的权重值, 最后利用Markov决策过程对异构无线网络的状态进行预测, 选择最优的接入网络, 并通过异构无线网络垂直切换的仿真对比实验测试和分析其性能. 实验结果表明, 相对其他异构无线网络垂直切换算法, 该算法可降低平均切换次数, 避免了频繁切换现象的发生, 大幅度减少了网络数据传输的丢包率, 改善了用户满意度, 获得了更高的服务质量.