复杂网络相继故障机理及鲁棒性研究

论文摘要

为研究复杂网络在遭遇随机故障或蓄意攻击时的鲁棒性,对复杂网络在失效节点概率传播模式下的级联失效模型进行构建,揭示失效传播的动态演变过程。模型考虑了节点具有的重复失效特点,并定义由剩余有效边和节点表征的网络综合鲁棒性指标。在此基础上,设计概率恢复(R)和迭代次数恢复(T)两种失效节点恢复策略,并研究级联失效模型在ER、WS、NC和BA四种网络拓扑结构下的恢复鲁棒性。仿真结果表明在概率恢复策略下,由于节点重复失效的概率随着失效次数递减,因而随着恢复率R的增大节点的恢复能力相应增强,并有效地降低了级联失效的规模,从而使整个网络具有较好的恢复鲁棒性能;在迭代次数恢复策略下,网络综合鲁棒性指标在级联失效过程中随着参数T值增加到一定阈值,呈现出突变现象。在上述研究的基础上,提出关联供应链网络的级联故障模型,研究关联网络在遭遇随机故障或蓄意攻击时的鲁棒性及其优化与控制。建立双层供应链网络模型,采用?、?、(37)、?等可调参数对网络模型中节点的负荷、风险阈值、节点间紧密程度进行描述。针对网络P提出紧密程度分流策略而网络L采用概率分流策略,由于关联网络采用的分流策略不同,通过构建层间关联函数对网络中同位节点进行比较分析。在可调参数控制下,初始化移除单个故障节点和一定比例故障节点两种情况时对供应链网络的鲁棒性能进行数值仿真与分析。提出一种免疫优化策略,即当节点遭遇外界攻击或系统故障时表现出对风险具有较强吸收能力的健壮性,仿真分析采用优化策略前后网络的鲁棒性能。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 引言

1.2 复杂网络理论

1.2.1 图论

1.2.2 复杂网络概念

1.2.3 复杂网络的类型

1.3 供应链网络

1.3.1 供应链网络概述

1.3.2 供应链网络模型的分类

1.3.3 供应链网络模型的赋值

1.4 国内外相关研究进展

1.5 本文主要工作

1.5.1 论文研究背景及内容

1.5.2 本文结构框架

第2章复杂网络恢复鲁棒性模型的构建与数值仿真

2.1 复杂网络恢复鲁棒性模型构建

2.1.1 参数定义

2.1.2 级联故障传播动力学行为描述

2.1.3 概率R值恢复策略模型

2.1.4 迭代T值恢复策略模型

2.2 复杂网络恢复鲁棒性模型数值仿真

2.2.1 概率恢复策略仿真分析

2.2.2 阶段T恢复策略仿真分析

2.3 本章小结

第3章带时滞性的恢复策略模型构建与数值仿真

3.1 带时滞性的恢复策略模型构建

3.2 带时滞性的恢复策略模型数值仿真

3.2.1 时滞性参数α值变化

3.2.2 故障率参数F值变化

3.2.3 恢复率参数R值变化

3.2.4 鲁棒指标性能权衡分析

3.3 非恢复及重复失效策略仿真比较分析

3.4 本章小结

第4章关联供应链网络模型的构建与数值仿真

4.1 物流层网络和资金层网络的构建

4.1.1 物流层网络

4.1.2 资金层网络

4.1.3 层间关联

4.2 级联失效传播机理

4.2.1 参数初始化设置

4.2.2 级联失效传播模型描述

4.2.3 优化策略

4.3 关联供应链网络模型数值仿真

p变化'> 4.3.1 P网络风险阈值参数φ_p变化

L变化'> 4.3.2 L网络风险阈值参数φ_L变化

4.3.3 可调参数β变化

4.3.4 可调参数τ变化

4.3.5 一定比例移除节点

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 焦鹏

导师: 唐亮,张文亮

关键词: 复杂网络,级联失效,恢复策略,关联供应链网络,鲁棒性

来源: 沈阳航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 沈阳航空航天大学

分类号: O157.5

DOI: 10.27324/d.cnki.gshkc.2019.000151

总页数: 63

文件大小: 6518K

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