矿井通风网络的可靠度分析

矿井通风网络的可靠度是矿井通风理论研究中一个新概念,它与矿井通风网络图论有着密切的关系。矿井通风网络的可靠度反映了通风系统当前正常工作的情况,通过对网络分支的间隙采样分析,可以掌握整个通风系统的运行情况,了解网络某些分支的失效状态对整个通风系统的影响和危害,指导人们对重大事故的预防,对矿井通风系统设计的合理性和可靠性进行数字分析。 本文应用模糊数学中的二阶综合评判模型计算网络各分支运行的可靠度,应用不交型布尔代数计算网络的可靠度。     

网络可靠性评估的演化过程重要度抽样模拟方法

针对具有高可靠度网络的连通失效概率计算问题,提出了一种重要度抽样Monte Carlo模拟方法.首先提出了考虑节点和边单元失效网络连通状态判别的演化过程算法,算法根据网络节点和边单元的可靠度,将每次模拟抽样产生的随机数转化为单元的修复时间;按照单元修复时间次序构建网络连通拓扑结构,并视为向网络连通状态转变的演化过程.然后基于重要度抽样Mont,e Carlo模拟求解高可靠度网络的2\K\All端连通失效概率,其中重要度抽样函数的计算采用基于演化过程和交叉熵模型的多准则迭代方法.高可靠度网络算例的计算结果表明,预抽样求解重要度抽样函数时,多准则迭代方法所需的预抽样次数约为其他迭代方法的1/40.因此,本文方法具有较高的计算效率.     

矿井通风网络最小独立路集不交化可靠度的计算

运用可靠性工程理论及不交型积之和定律 ,在大型网络系统可靠度计算的基础上 ,提出了矿井通风网络系统最大线性无关最小独立路集予以真子集涤除的不交化可靠度计算的实现方法 .根据不交化可靠度计算法 ,当最小独立路集按所含网络分支的多少进行升序排列时 ,还可进一步减少中间过程的计算量 ,从而达到最佳不交化简化计算的效果 .实例分析表明 :采用升序排列的最小独立路集并按不交型积之和定理予以真子集涤除的不交化处理后 ,不仅计算值等同于一般网络分析中用全概率公式计算的矿井通风网络系统可靠度 ,而且 ,计算工作量大为简化 .     

城市道路网络的行程时间可靠性

针对现有城市信号控制路网可靠度计算模型难以实用的缺陷,放弃对实时OD矩阵进行交通分配,以路网的各交叉口的真实流量和信号配时为基础,直接估计各个OD对之间的实时的行程时间及其可靠度.然后将城市道路网络视为多功能系统,根据可靠性理论中通用的多功能系统可靠度计算方法,构建了动态路网系统行程时间可靠度估计的框架模型,实现城市路网可靠度的实时估计.由于无须引入难以获取的动态OD矩阵数据,使得模型具有实用性.最后通过真实案例表明了模型的实用性.     

基于有效状态空间的多状态网络可靠性评估

鉴于应用d-最小割(路)集计算多状态网络可靠度精确值的算法中基于最小割(路)集求解d-最小割(路)集及容斥原理的复杂性,提出一种不需要d-最小割(路)集计算网络可靠度精确值的算法.该算法按一定规则分割状态空间,在此基础上生成有效状态空间,通过迭代计算直接获得可靠度精确值;同时通过删除边的无效状态、对最小割集进行分组,有效减小计算量;通过有序树执行该算法简单、易操作.实例表明算法的计算结果是正确的,且计算量较小,证明了其正确性和有效性,但同时也表明算法所需存储空间较大.     

基于OBDD的通信网链路重要性评估

通信网的链路重要性评估是网络设计和维护的重要依据。在链路重要性评估方法上提出了一种基于有序二叉决策图(ordered binary decision diagram, OBDD)的新方法--BO(Birnbaum OBDD, BO)方法。该方法引入了Birnbaum测度来量化链路重要性,并采用边扩张图(edge expansion diagram,EED)来创建网络的OBDD结构,在可靠度计算基础之上,通过分析链路故障时网络可靠度得到Birnbaum测度值。BO方法将高效的OBDD结构与hash表结合起来,并通过识别计算中出现的同构子网,减少冗余状态与重复计算来提高整体计算效率。引入并对比经典可靠性文献中一些规模较大网络,通过实验验证了BO方法不仅能正确地评估网络链路重要性,而且在计算效率方面优于因子分解方法。     

利用极小割计算随机流网络可靠度的一种算法

对随机流网络可靠度的计算问题进行了研究.提出了网络元件(边和结点)容量下确界的概念,在求基于每个极小割集的每个元件的容量向量时,对其满足的约束条件进行了改进,使其可行解集合大大减小.同时给出了两个引理,根据这两个引理,使得求基于极小割集的所有d-上界点变得非常简单,从而得到了一个计算随机流网络最大流量不少于给定需求流量d+1的可靠度的有效算法.最后,通过实例验证了该方法的有效性.     

光纤通道航空电子系统容错拓扑可靠性研究

对于采用FC(光纤通道)网络的航空电子系统,从FC的基本模型出发,给出了三种具有容错能力的常用拓扑结构:双环结构、双交换机结构和交换机仲裁环组合结构。在基于任务的系统可靠性建模方法之上,提出了系统平均可靠度的概念;并在不针对确定任务集的情况下,提出使用系统平均可靠度来衡量网络系统的可靠度;针对三种容错拓扑结构,分别给出了系统平均可靠度的表达式。最后通过实例计算分析了三种结构系统平均可靠度受通信节点数影响的情况。     

用带变量卡诺图计算网络可靠度

本文提出一种利用带变量的卡诺图计算网络可靠度的方法。先利用Shannon展开式把网络分解成若干串、并联的子网络。这种子网络成功的布尔表达式容易确定,并可在卡诺图上用最大不交蕴涵环法将其化为不交型。然后,用带变量的卡诺图将网络成功的布尔表达式化为接近最小的不交型。文中举出几个文献中常引用的例子来说明带变量卡诺图的应用。本方法的主要优点在于直观,简便,非常适合于部件不太多的网络的可靠度分析。     

基于d-最小割集的多状态网络可靠度矩阵分解算法

鉴于基于d-最小割集应用容斥原理计算多状态网络可靠度精确值的复杂性, 借鉴分解的思想, 基于事件并运算之间的吸收律, 通过定义d-最小割集矩阵及矩阵概率, 提出了一种矩阵分解算法. 算法的基础是在一定规则下反复对矩阵进行分解、简化, 并通过迭代计算矩阵概率得到可靠度精确值. 同时, 通过定义删除函数以及动态选择分解边加速分解过程. 相关分析表明算法的复杂度随网络中边的数目成指数增加. 算例分析表明算法计算结果正确, 且结构清晰、易于实现, 验证了其正确性和有效性.     

Capacitated stochastic coloured Petri net-based approach for computing two-terminal reliability of multi-state network

Classical network reliability problems assume both networks and components have only binary states,fully working or fully failed states.But many actual networks are multi-state,such as communication networks and transportation networks.The nodes and arcs in the networks may be in intermediate states which are not fully working either fully failed.A simulation approach for computing the two-terminal reliability of a multi-state network is described.Two-terminal reliability is defined as the probability that d units of demand can be supplied from the source to sink nodes under the time threshold T.The capacities of arcs may be in a stochastic state following any discrete or continuous distribution.The transmission time of each arc is also not a fixed number but stochastic according to its current capacity and demand.To solve this problem,a capacitated stochastic coloured Petri net is proposed for modelling the system behaviour.Places and transitions respectively stand for the nodes and arcs of a network.Capacitated transition and self-modified token colour with route information are defined to describe the multi-state network.By the simulation,the two-terminal reliability and node importance can be estimated and the optimal route whose reliability is highest can also be given.Finally,two examples of different kinds of multistate networks are given.     

评估STAR网络可靠性的新方法

针对具有故障部件的STAR互联网络的可靠性问题,在有条件的容错模型和概率模型的基础上,提出了一种新的评估STAR网络可靠性的方法。该方法通过网络的二连通率来进行评估。首先提出了一个自适应的容错并行路由算法,通过该算法的多次执行,得到用于计算网络二连通率的相关条件参数,在此基础上建立了用于推断网络二连通率的贝叶斯网模型。然后通过基于贝叶斯网的概率推理,可得到反映网络可靠性的网络二连通率。研究结果表明,该方法拓展了人们在网络可靠性评价方面的视野,具有一定的理论和实际意义。     

通信网络服务可靠性参数分析

为用户提供信息传输服务是通信网络存在的意义。在明确通信网络服务可靠性内涵的基础上,依据国际通用标准,以用户的服务需求和用户的感知为中心,从时间可靠性、完整可靠性、正确可靠性3个角度建立了通信网络服务可靠性参数体系,并说明了其中各类参数的定义,解释了各参数间的相互关系。     

基于OBDD的航空电子网络可靠性分析

针对航空电子网络通信任务的实时性需求,建立具有时延约束的面向任务的网络可靠性模型,并从共因失效(common cause failure, CCF)的角度分析了部件故障相关性,提出一种基于有序二叉决策图(ordered binary decision diagram, OBDD)的航空电子网络可靠性评价方法--时延约束边扩张算法。算法结合时延约束,利用边扩张构建网络OBDD,递归遍历OBDD结构计算部件故障统计独立条件下航空电子网络可靠度,并在此基础上引入CCF分析,利用同一OBDD结构综合评价航空电子网络可靠性。通过实例阐述了算法的原理,实验表明算法能有效评价航空电子网络的可靠性。     

多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法

针对实际应用中广泛存在的源-目节点不等的无线传感网,提出一种基于包聚合的选择协作方法,以提升传输可靠性。首先,通过建立源-目节点间的关联矩阵将多源多目标传感网分解为多个多源单目标传感网;其次,将包聚合策略引入协作传输中,对多源单目标网络实施基于包聚合的选择协作通信;再次,考虑传输顺序对各源节点的影响,将3种调度方法引入选择协作方法中;最后,在保证系统传输可靠性的前提下,为方便系统的多目标优化,提出了3种中继选择策略。仿真结果表明,所提选择协作方法不仅能提高系统传输可靠性且能满足不同的网络需求。     

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。     

一种评定复杂网络中心化程度的新方法

中心化程度的评定有助于选择适当的中心化指标对网络进行中心化分析。针对典型的无标度网络——Internet，根据freeman中心化程度通式的计算结论，提出了复杂网络中心化程度的一种新评定方法，同时通过效率定量地描述了新方法的可靠性，这将为复杂网络中心化的研究提供一个有效思路。     

通信网链路重要性的评估

通信网链路重要性的评估是通信网系统可靠性研究的问题之一。如何有效地评估通信网链路的重要性，有着十分广泛的实际意义。本文首先介绍了通信网链路重要性的评估模型。然后基于该评估模型介绍了三种评估链路重要性的方法：最小路集——割集法，可靠性多项式法和业务量损失法。并比较了这三种方法的优劣，举例说明了这三种方法的运用。这些方法可用于通信网的设计或提高通信网的可靠性。