基于QoS测度的电力通信网的抗毁性

根据电力业务的QoS要求,提出了基于业务特征指标的电力通信网抗毁性评估方法.该方法考虑业务传输有效性的多项指标,对业务QoS指标与重要度进行有效融合,以此为基础构建了网络抗毁性评估模型.对不同攻击方式下的电力通信网抗毁性进行了分析,结果表明,网络最优攻击和贪婪攻击下的抗毁性较差,且业务在各链路上分布得越集中,网络的抗毁性越差.以仿真结果为基础,利用动态更新链路权值实现了负载均衡,提高了网络抗毁性.     

基于网络抗毁性的链路赋权网络节点重要性比较

节点重要性是网络抗毁性分析中的重要内容。在分析现有节点重要性评估方法的基础上,研究了一种链路赋权网络的节点重要性评估方法。该方法既考虑了节点与邻接节点的连接紧密程度,同时也考虑了节点失效后对网络造成的破坏程度。最后通过实例对方法正确性进行了验证。     

大型软件网络的节点重要性度量方法研究

互联网是现代人们日常生活的重要组成部分,计算机软件更是推动现代互联网发展的重要力量。计算机软件网络也是复杂网络的一部分,因此通过识别计算机软件网络中的重要节点来提升软件网络的抗毁性显得尤为重要。针对大型软件网络的节点重要性进行了研究,提出了一种基于网络节点的局部特征和全局特性的节点重要性度量方法,并将节点重要性的度量方法用于大型软件网络鲁棒性的研究。该方法依据各节点重要性与节点自身及以邻接节点的度以及节点的度中心性之间的联系对节点的重要性进行评估,评估结果用于反映软件网络的鲁棒性。实验结果表明:该方法能够细致的描述网络中各节点之间存在的差异性,适用于大型软件网络的节点重要性度量,尤其适用于应用型软件网络。     

权重演化的加权网络节点重要性评估方法

节点重要度评估是研究网络可靠性和抗毁性的重要内容。针对现行方法在评价动态加权网络中的不足,提出了一种利用节点重要度贡献矩阵评价加权网络关键节点的方法,该方法综合考虑了节点位置以及邻接点贡献信息,认为每个节点对邻接点重要度的贡献与该节点的点权有关,选取节点效率作为NICM重要性初始值,能针对权值演化不断更新评估矩阵,最后与介数法、节点收缩法进行了对比分析,结果表明该方法可行有效。     

基于节点重要度动态评估的复杂网络级联失效分析

级联失效前的评估和检测是预防和控制级联失效现象的关键,对充分把握整个网络系统的稳定运行至关重要。为深入探究级联失效传播过程的内在机理,提出一种考虑网络动态特性的节点重要度评估模型;在此基础上,采用一种更符合真实复杂系统的非线性容量负载模型,利用该模型进行不同攻击策略下的级联失效仿真,以网络的最大连通子图比例为测度量化网络抵御级联失效的抗毁性,仿真结果表明,节点41所在的广安市与节点55所在的重庆市,无论是在静态节点重要度评估,还是动态节点重要度评估下,均是成渝铁路网络中最关键的节点;此外,不考虑级联失效情况下,在网络的静态拓扑结构中,节点的度中心性更能代表节点的关键程度;而在动态的网络拓扑结构中,节点的介数中心性更能代表节点的重要性,与度值攻击相比,采用重要度攻击策略能以更快的速度击溃网络;考虑级联失效情况下,与其他攻击策略比较,采用重要度攻击策略时,在级联失效的作用下,仅攻击2个节点,网络便会迅速崩溃,验证了节点重要度动态评估模型的有效性;同时探讨了网络在不同模型参数下抵御级联失效的抗毁性,实验结果表明,在一定范围内提高负载系数、容量系数可以有效提高网络抵制级联失效的抗毁性;受网络拓扑结构和攻击策略的影响,需设置较大的节点容量,来预防网络的级联失效。     

战术移动点对点Ad-Hoc作战单元拓扑重构

由于建筑物或地形遮挡等因素,分布式地面战术移动点对点Ad-Hoc作战单元节点脱网时有发生,造成网络分裂,作战任务不能很好地遂行.为此,提出采用拓扑机器人来监视网络拓扑,拓扑机器人节点周期性发送拓扑探测消息收集网络拓扑状态,计算网络节点重要性,调整重要度最小的拓扑机器人节点,优化和重构当前拓扑,提高抗毁性.结合数值计算与网络仿真,验证拓扑机器人带来的网络抗毁性的提升.结果表明采取拓扑机器人来优化拓扑,可以有效地提高网络的抗毁性.     

基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性测度分析

在构建危险品运输网络模型的基础上,采用复杂网络理论对该网络模型抗毁性测度及特性进行研究。首先,根据网络模型的配送特性,提出"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度;接着,通过建立危险品运输网络介数模型和对道路网络节点和边的随机和蓄意攻击,描述网络模型的流量和拓扑特性,继而构建基于复杂网络理论的危险品运输网络抗毁性研究框架。实验结果表明:本文构建的抗毁性测度可以很好表征危险品运输网络的抗毁性能水平,且网络抗毁性是由少数节点和边维系的;无论节点攻击还是边攻击,网络均表现出对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,故抗毁特性更接近于无标度网络,且边的抗毁性高于节点的抗毁性;此外,在攻击较多节点和边时,度攻击的抗毁性较弱,且网络配送的可达性优于风险值增长水平。     

危险品事故背景下城市交通网络级联失效抗毁性研究

为了研究危险品事故背景下城市交通网络的抗毁性,首先基于复杂网络理论构建城市交通复杂网络;其次,通过对危险品事故发生后城市交通网络级联失效现象的分析,构建抗毁性测度,建立网络级联失效模型;最后,通过仿真对城市交通网络的抗毁性进行评价,验证模型的适用性。结果表明:节点的毗邻方式不同,随着节点容量系数变化,网络抗毁性的变化趋势呈现很大差异,并且,城市交通网络抗毁性具有与节点容量系数相关的跃变特性。     

基于复杂网络理论的中国航路网络抗毁性分析

为有效评估航路点或航段失效对中国航路网络的影响,运用复杂网络理论建立的网络抗毁性测度方法,对中国航路网络模型的结构、运行特性及其抗毁性进行了实证分析.结合航路网络结构特性,以最大连通子图尺寸、聚集系数、整体效能下降率为测度指标,采用不同的攻击策略,对中国航路网络的抗毁性进行仿真分析:航路网络的抗毁性由少数航路点和航段维系的,无论节点攻击还是边攻击,网络总体表现出对随机攻击策略的鲁棒性及蓄意攻击的脆弱性,且边的抗毁性高于节点的抗毁性.其中,对网络模型连通性影响最大航路点是恩施、南充、天门等介数值较大的航路点;针对度及介数进行的蓄意攻击,攻击航路点数量达到6%时,就能使中国航空网络效率下降至50%左右;同时基于边介数策略攻击效果最好,表现出脆弱性.     

不同信息条件下加权复杂网络抗毁性仿真研究

针对加权复杂网络的抗毁性分析问题,选取网络效率和网络鲁棒性作为抗毁性的度量指标,对加权网络在不同信息条件下抗毁性的变化进行数值仿真模拟.最后,对成本和性能约束下加权网络的抗毁性进行定量分析,给出不同信息条件下加权网络抗毁性的优化策略.结果表明:在基于局部拓扑信息的攻击策略下,权重系数越大,网络的抗毁性越强;在基于全局拓扑信息的攻击策略下,网络的抗毁性要优于基于局部信息的攻击策略,且权重系数为0.5的网络在攻击初始阶段抗毁性最强;另外,若能在攻击早期加大对节点的防护力度,则会大大降低对网络性能的影响.     

城市复杂地铁网络级联失效抗毁性分析

为全面分析了解地铁网络抗毁性问题,保障地铁网络安全平稳运行。采用复杂网络级联失效理论对城市地铁网络抗毁性进行研究。以北京地铁网络为例,构建北京地铁网络级联失效模型,通过MATLAB软件实现级联失效模型的仿真运算,对比分析不同节点攻击策略北京地铁网络抗毁性。仿真结果表明:随机攻击策略对地铁网络破坏性相对较小,而面临节点重要度和介数的两种蓄意攻击策略时,地铁网络抗毁性较弱。并进一步为地铁网络建设以及运营管理提供理论支持。     

通信网络各节点和链路重要性的客观评估方法

为了全面和客观地评估通信网各节点和链路的重要性,引入了归一化容量加权可靠性指标概念,并从通信网络总体及局部两个考察角度定义了指标,一个是研究网络全部节点之间可靠性的总容量归一化加权可靠性指标,另一个是只研究两指定节点间可靠性的最大容量归一化加权可靠性指标。研究出了求解网络全部路由的逻辑代数化计算方法,据此推出了适宜于计算机编程的可靠性指标计算的全套代数化计算方法,解决了人工计算繁琐的问题。以节点和链路失效对可靠性指标的影响程度作为评价标准,采取排序方法,实现了节点和链路重要性的客观评估。计算了一种典型拓扑结构通信网的可靠性指标,并从总体与局部角度分别得到网中各节点和链路重要性大小的排序结果。     

动态WMN无线网格网抗毁性及仿真

在动态WMN无线网格网络模型中建立了刻画网络节点连通性状的邻接矩阵,提出了基于广度优先搜索法的网络连通判定算法和抗毁率计算方法,通过随机试验模拟了动态WMN无线网格网络节点受毁的情况,计算了与时间相关的网络抗毁率,验证了动态WMN无线网格网络的高抗毁性.     

考虑邻接点贡献的通信网关键节点评估方法

通信网络中的某些节点对整个网络具有重要的作用.关键节点的失效可能导致整个通信网络的性能急速下降甚至瘫痪.为确定通信网络中的关键节点,提出一种考虑了邻接点贡献的通信网关键节点评估方法,该方法同时考虑了节点的多方面属性以及其邻域内节点的影响.利用该方法对ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)进行了节点重要性的评估,并通过网络可靠性的相关理论和OPNET仿真建模工具对其进行了验证,证明了该方法的准确性.同时还发现,对通信网络的关键节点的冗余部署可以保障其网络性能,增加可靠性.     

电力信息物理系统易损性分析方法

针对电力信息物理系统（CPS）体系复杂、网络耦合、易损性分析困难这一现状,以近年来国内外电力系统毁伤相关研究成果为基础,构建了电力CPS的毁伤树模型.根据电力CPS节点重要性与故障级联毁伤特性,提出了一种基于节点重要性的电力CPS易损性分析方法,构建了易损性评估模型,并结合实例进行了分析说明.结果表明,该模型可用于电力信息物理系统的生存力研究,为目标抗毁伤结构设计提升提供支撑.      

一种大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法

针对无线传感器网络的软硬件必须具备鲁棒性、抗毁性和容错性的特点提出了一个具有大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法并进行了仿真分析.该构造算法不仅具备WSN所要求的鲁棒性、抗毁性,而且也兼顾到传感器节点能量保护和网络功率控制.     

基于退火狼群算法的卫星星座网络抗毁性优化

为提高卫星星座网络受到攻击后的抗毁性及工作能力,提出了一种模拟退火狼群算法。该算法利用主客观权重法结合综合逼近理想排序法(TOPSIS:Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)对网络中的节点进行重要度评估,并按照节点重要度排序依次攻击。以网络连通度与网络连通效率为优化目标,卫星星座网络通信限制为约束条件,采用运动算子的思想实现狼群自适应步长的游走、召唤和围攻。使用通过优化得出的加边方案对网络结构进行优化。实验表明,与其他优化算法相比,该算法具有优越性,解决了卫星星座网络在受到攻击后工作能力下降的问题,提高了其受到攻击后的抗毁性。     

基于边介数的信息系统网络节点重要性评估方法

 网络中节点的重要性评估是复杂网络研究中的一项重要内容.针对已有复杂网络节点重要性评估方法中片面强调节点的度而忽略了边对与之相连节点的支撑作用的缺陷,构建了基于边介数的信息系统网络节点重要性评估的数学模型.该模型在充分考虑节点度的基础上,为体现边对其端节点的支撑作用,引入边介数概念,形成了节点度和边介数共同作用下的评估数学模型.以某信息系统网络为例进行了仿真验证.仿真结果表明：考虑边的支撑作用后评估结果更切合实际,进一步印证了构建的评估模型对于评估信息系统网络节点重要性的有效性.     

通信网络抗毁性的评价方法

基于多抗毁性度量值的评估技术,以作战运用的视角,对通信网络的抗毁性进行评价.首先,从通信网络抗毁性的定义出发,构建了通信网络拓扑结构的抗毁性评价模型.在所建模型中,选取了用户较为关心的网络抗毁性量度,方差的引入弥补了以往的量度不能体现个体差异的不足.其次,采取的点打击策略没有按度的大小进行打击,而是取路径中出现次数最多的点进行打击,这更符合实际情况.最后利用模型对实例进行了分析,结果表明模型不仅能够评价通信网络拓扑结构的抗毁性,而且还能指出网络结构需要优化的地方.     

无标度网络级联失效模型的负载重分配

受实时网络中节点失效传播效应的影响,为防止失效情况的传播,有效避免网络崩溃现象的发生,提出一种改进的介数模型,并基于可控系数α定义节点的初始负载,同时由度和介数理论推导得出网络抗毁性相对较好的点α=0.6。通过在无标度网络上建模,比较在α0.6以及α0.6的条件下节点遭受攻击后的仿真结果,得出在α0.6的情况下,初始负载小的节点受到攻击,相应网络的生存性较攻击初始负载大的节点低。在α0.6的情况下,结果正好相反。而对于α=0.6的仿真情况,此时无论攻击哪种节点,网络都表现出较好的生存性。由此可以得出结论:在现实网络的规划中,将节点初始负载控制在α=0.6附近,可以保证网络在面对节点失效时,最大限度增强网络生存性和提高网络的抗毁性。