基于不等概率抽样的不完全信息条件下复杂网络抗毁性模型

为了填补随机失效与故意攻击之间的空白,将复杂网络攻击信息的获取抽象成无放回的不等概率抽样问题,建立了不完全信息条件下的复杂网络抗毁性模型.其中网络攻击信息可以通过信息广度参数和信息精度参数调节控制,随机失效或故意攻击是该模型的两个特例.利用母函数方法解析推导出了任意度分布广义随机网络在随机不完全信息和优先不完全信息条件下的两个重要抗毁性度量参数——临界移除比例和巨组元规模,得到的解析结果可以分析和预测不完全信息条件下复杂网络的抗毁性.以无标度网络为例对一般攻击信息参数组合进行了仿真分析,发现随机隐藏少量节点信息将大幅度提高复杂网络的抗毁性,获取少量重要节点的信息可以大幅度降低复杂网络的抗毁性.     

多种攻击策略下无标度网络修复策略

为了更有效地对遭受攻击的复杂网络进行修复,需要寻求各种攻击策略下最有效的修复策略。分析了复杂网络的三种攻击策略：随机失效、故意攻击和不完全信息下的攻击。建立了复杂网络的修复模型,在此基础上定义了三种修复策略：平均修复策略、重点修复策略和偏好修复策略。以无标度网络(BA模型)为例,运用仿真方法研究了三种修复策略在不同攻击策略下的适用性,给出了各种攻击策略下最有效的修复策略。     

基于供需能力的供应链网络鲁棒性

基于复杂网络理论提出典型供应链网络的演化规则,构建了基于供需能力的供应链网络鲁棒性模型,通过计算机仿真研究随机型、Hierarchy+型和无尺度型三种典型供应链网络在随机失效、蓄意攻击和级联崩溃下的鲁棒性能。研究结果表明,对于容易产生随机失效供应链网络,节点和边的失效同样需要考虑,同时节点企业采用适当预留产能的运作策略,可以提高供应链网络抗毁性能;对于易受蓄意攻击的供应链网络,在加强核心企业的保护的同时还需要开发和扶植一定数量具备足够的富余产能的备选供应商,才能保证其鲁棒性和抗毁能力。     

城市路网的复杂网络特性及可靠性仿真分析

首先通过在路网中引进网络平均距离、节点度分布以及簇系数等概念,重点研究了城市路网映射后的复杂网络特征,以合肥市路网为例进行了实证研究。在此基础上,尝试运用复杂网络理论探讨城市路网可靠性,并以合肥市路网为例,进行了路网选择性攻击和随机失效条件下的可靠性仿真分析,其结果表明路网展现出完全不同的鲁棒性。将复杂网络理论应用到城市路网分析,进一步拓展了城市交通网络基础理论的研究思路和研究范围。     

上海公共交通网络复杂性分析

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的网络,这个网络的几何性质对公共交通的状况具有重要影响。在本论文中,以上海市的公共汽车交通系统中的停靠站点网络为研究对象,对其进行复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等指标,并测试了网络在随机失效和有选择性攻击情况下的抗毁性。结果表明,上海市公共交通网络的度分布符合幂率分布,具有较小的平均路径长度和较高的聚集系数。在抗毁性方面,公共交通网络对结点的随机失效具有很强的抗击能力,而对有选择性攻击的抗击能力很弱。因此,可以看出上海市公共交通网络是一个无尺度复杂网络。     

基于区间GERT网络的工程项目工期-成本-质量联合优化模型

考虑实际工程项目中存在的不确定因素以及具体实施过程中存在的信息反馈、返工迭代等问题,提出了以区间数表征不确定参数,以概率性随机网络GERT搭建总体分析框架,并结合输出结果受限信息,建立了基于区间数的、有强制输出约束的GERT网络模型。以该区间GERT网络模型为核心,采用钟型函数模拟工程质量与工期之间的关系,构建在不确定环境下的工程项目工期-成本-质量联合优化模型。进而,运用遗传算法对其进行求解,估测项目中工期、成本、质量的可能分布数值。最后将模型应用于某卫星伸展机构研制项目,并将优化结果与相关文献方法进行对比分析,验证新模型的合理性与计算方法的有效性。     

基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性仿真

通过构建危险品运输超网络模型,分析了网络之间的相互作用和影响,继而建立了危险品运输网络模型生成方式;通过引入危险品运输网络"最短路径"、"平均最小风险路径距离"和"网络最大连通子图"概念,提出了"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度模型;根据网络流量特性,构建了危险品运输网络介数模型。以危险品运输网络为例进行仿真,仿真结果表明:危险品运输网络抗毁性表现为对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,抗毁性更接近于无标度网络;其抗毁性是由少数节点和边维系的,且网络对节点攻击的抗毁性低于对边攻击的;网络最大连通度性能优于网络风险效率,适当增加系统冗余性可提高网络抗毁性。     

基于遗传算法和Pareto排序的工期-费用-质量权衡模型

工期、费用和质量是工程项目管理和控制的三个基本目标,其中任何一个因素的变动都可能对其它两个产生影响.对工期-费用-质量进行全面的权衡,将对项目决策者管理和控制项目的运作有着重要意义.通过建立完整的质量衡量体系对工程项目的质量水平进行量化评估,利用Pareto最优的原理,设计了一套基于遗传算法和Pareto排序法的运算程序,从而建立起工期-费用-质量的权衡模型,决策者在由该模型得到的Pareto解集中寻求满意的资源配置方案.最后将模型应用于一个案例对其可行性和适用性进行了验证分析.     

地铁建设对公交系统鲁棒性的影响北大核心CSCD

为提高城市公交系统的鲁棒性,制定了基于换乘的加边策略。以济南市公交-地铁复合网络为例,研究了网络的特性参数和鲁棒性,并提出基于换乘的加边策略提高网络鲁棒性。研究表明:复合网络具有小世界和无标度网络特性;网络在蓄意攻击下比随机攻击更具脆弱性;在介数攻击下,高度加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使网络瘫痪时被攻击站点比例提升50.46%;在随机攻击和度攻击下,高介数加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使被攻击站点比例分别提升23.35%和39.81%。     

一种采用混合抗干扰方法的路由恢复机制

针对工业无线传感器网络中的干扰攻击问题,得出一种基于WirelessHART图路由的被干扰攻击节点路由恢复机制。通过干扰攻击检测方法获取被干扰攻击节点与干扰攻击区域,利用非协调跳频扩频技术生成被干扰攻击节点与周围节点的跳频序列,从而进行传统跳频扩频,对被干扰攻击节点进行再检测,结合路由代价与WirelessHART图路由算法将被干扰攻击节点恢复到网络中。仿真结果表明路由恢复机制能够帮助被干扰攻击节点消除干扰攻击影响,并在保证吞吐量的情况下成功加入到网络中。     

基于相关机会规划思想的模糊随机时间费用均衡模型

对于实际工程的管理者和决策者来说, 工程整体费用和工期之间如何达到均衡以及工程所处环境的不确定性是两个必须要面对和考虑的问题. 基于相关机会规划的思想, 针对随机性和模糊性并存的复杂不确定环境, 提出了一类时间费用均衡模型. 在建立的模型中, 以模糊随机变量来刻画工程所处的复杂不确定环境. 随后, 结合模糊随机模拟方法和遗传算法设计了一种混合智能算法, 用于求解该模型. 最后, 通过数值实验来验证所设计算法的有效性和稳定性.     

复杂装备研制项目进度规划GERT网络“反问题”模型

在复杂装备研制项目中,由于其研制过程中的多种复杂性和不确定性特征使得对项目的进度规划管理非常困难。文章基于系统论的思想,把复杂装备的研制过程看作是由一系列标志性事件组成的整体系统,定义了复杂装备研制项目的图示评审技术(graphic evaluation and review technique,GERT)网络模型,讨论了复杂装备研制项目完成时间的GERT网络“反问题”求解思路。以某飞机研制项目为例,对其期望完成时间进行了规划。     

考虑供应不确定性与需求非平稳性的项目调度与材料供应集成优化

在工程建设中，项目调度与材料供应是相互关联和影响的，需要集成管理这两个决策事项.本文考虑供应不确定性与需求非平稳性，以项目总工期提前/延迟奖惩、施工活动开始时间偏离惩罚以及材料库存持有成本之和最小化为目标，研究项目调度与材料供应的集成优化.其中，材料供应主要涉及安全库存设置与分拨决策.该集成优化模型形式复杂，决策变量维度高，难以采用解析方法与传统仿真优化方法进行分析与求解.为此，设计了基于代理模型的优化方法来求解该模型.该方法的核心是采用代理模型来逼近决策变量与优化目标的函数关系，以减少方案评估时的计算成本，提高优化效率.算例分析验证了基于代理模型的优化方法的有效性，并表明项目调度与材料供应集成优化相比于独立决策可以节约成本.     

基于模糊时间Petri网的网络计划模型

针对工程计划中工序作业时间的不确定性以及传统网络计划方法缺乏数学表达能力等问题 ,提出了用模糊时间Petri网 (fuzzy timingPetrinet,FTPN)表达工程计划、求取关键路径的新模型。在给出了时间模糊数、FTPN的形式化描述、FTPN触发规则及数学特性和工程计划FTPN建模规则的基础上 ,把求取工程计划的关键路径问题转化为一个基于FTPN代数方程求取特定标识问题 ,在此基础上 ,进一步计算了工程计划在约束条件下按时完工的可能性。结果表明 ,所提出的模型既能正确、直观地表达工程计划问题 ,又能形式化描述、计算工程计划关键路径问题。     

机群作战序贯活动的打击周期评估方法

针对动态、不确定环境下机群打击目标所需时间评估问题,构建了机群作战活动的串行、并行与串并混合三种典型序贯活动组织结构;在以作战活动所需时间为常量的打击周期评估的基础上,针对动态性和不确定性,从作战活动所需时间为随机变量和服从正态分布两个方面,分别建立了串行、并行与串并混合三种情况下的打击周期概率密度函数、数学期望和方差的解析计算模型.最后,仿真计算了典型序贯活动示例下的机群打击周期,验证了评估方法的适用性和有效性.     

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.     

基于序贯博弈谈判机制的分布式多项目调度

设计有效的全局资源分配协调机制是解决分布式多项目调度问题的关键.基于多Agcnt系统建立以单项目完工时间为优化目标的局部调度模型,并设计基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度计划;综合考虑每个项目单位延期成本的差异,建立以多项目总延期成本为优化目标的全局决策模型,设计多回合序贯博弈谈判机制协调全局资源分配,并调整单项目局部进度计划;开展示例分析和不同参数下问题集的实验研究.结果表明:基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度具有较好的问题规模适应性和较高的求解精度;全局资源冲突越强,造成多项目延期越大且项目延期完工的风险也越大;采用序贯博弈谈判机制相比无博弈随机分配协调机制可以有效地降低多项目的总延期损失成本.     

Stochastic Scheduling on an Unreliable Machine with General Uptimes and General Set－UpTimes

ＳｔｏｃｈａｓｔｉｃＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇｏｎａｎＵｎｒｅｌｉａｂｌｅＭａｃｈｉｎｅｗｉｔｈＧｅｎｅｒａｌＵｐｔｉｍｅｓａｎｄＧｅｎｅｒａｌＳｅｔ－ＵｐＴｉｍｅｓＬＩＷｅｉ；ＣＡＯＪｉｎｈｕａ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ...     

基于元网络的项目组织学习能力对任务完成影响评价仿真方法

组织能力是影响项目任务完成的决定性因素,而学习能力是组织能力形成的关键基础.基于元网络理论和动态仿真方法,将组织(人)、知识和任务视为多智能体复杂交互系统,提出知识扩散度和任务完成水平两项关键指标,研究项目组织学习能力对任务完成水平影响的内在机理.以通用品牌别克汽车4S店建设项目群管理为例,验证评价指标的合理性,并进一步通过仿真实验,识别项目组织的关键知识、关键组织以及关键学习阶段,进行组织学习能力提升和任务分配的优化.为项目组织设计、任务分配及组织学习的研究探索了一种有效的方法.     

基于资源流网络与时间缓冲集成优化的鲁棒性项目调度

针对工期不确定的资源受限项目调度问题,将鲁棒性资源分配和时间缓冲插入两种方法进行有效地结合,通过设计两阶段集成优化算法构建抗干扰能力较强的鲁棒性项目调度计划.第一阶段提出MEPC(minimizing expected penalty cost)资源流网络优化算法,通过对资源进行有效配置生成稳定的资源流网络.为进一步提升调度计划的鲁棒性,第二阶段通过固定第一阶段构建的资源流网络,设计EPC(expected penalty cost)缓冲优化算法,通过迭代方式在延期风险较大的活动前插入时间缓冲,实现项目期望惩罚成本最小化.最后通过大规模仿真实验从"解"鲁棒性"质"鲁棒性两方面来验证两阶段算法的有效性和可行性,结果表明通过将资源流网络与时间缓冲进行集成优化构建的调度计划不仅具有较好的完工性并且能更有效地应对项目执行过程中各种不确定性因素的干扰.