基于級聯失效的相依網絡魯棒性研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，各種基礎系統(tǒng)設施之間的相互依賴與耦合變得越來越緊密，以往只針對單個網絡的魯棒性進行分析己經不能很好的反映這種有相依關系的網絡系統(tǒng)的整體魯棒性，研究相依網絡的魯棒性才能更為準確的找出影響現實系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的因素。本文以復雜網絡理論知識為基礎，圍繞著“相依網絡魯棒性”這一主線，針對相依網絡級聯失效問題，研究了基于正/負相關相依網絡模型及其魯棒性、帶有負載的相依網絡級聯失效保護策略等問題。本文主要的研究成果如下：
　

2、　首先，本文對近幾年的熱點問題-相依網絡的研究進行較為全面的總結，從相依網絡基礎理論、相依網絡級聯失效模型以及相依網絡魯棒性三個方面進行了歸納總結，從而為后續(xù)研究工作提供參考。
　　其次，本文在以往的相依網絡理論基礎上，利用典型的BA無標度網絡構建了基于度的正/負相關相依網絡模型，該模型考慮子網絡間的相依方式及相依程度，主要定義了兩個參數F和K，其中F表示相依節(jié)點比例，K表示相依冗余度，通過這兩個參數將相依子網絡之間的相依程度進行

3、量化。在隨機攻擊及基于度的蓄意攻擊模式下，針對網絡的級聯失效問題，研究了不同的F值和K值對該相依網絡模型魯棒性的影響，與隨機相依網絡模型進行了對比研究，仿真分析發(fā)現相依網絡魯棒性與這兩個參數(F和K)緊密相關，無論是隨機相依或是基于度的正/負相關相依網絡，其魯棒性都是隨著F的增大而減弱，隨著K的增大而增強，在隨機攻擊下，全相依模式（F=1)時，基于度正相關相依網絡模型魯棒性最優(yōu)，部分相依模式（F=0.2、0.5、0.8)時，基于度的負相

4、關相依網絡模型則表現出更好的魯棒性，而在基于度的蓄意攻擊下，無論F為何值，基于度的正相關相依網絡模型表現出弱魯棒性，這些結論為構建較好魯棒性的相依網絡具有借鑒意義。
　　最后，本文將節(jié)點負載引入到相依網絡中，結合相依網絡的基礎理論，建立一個新的更為符合實際情況的帶有負載的相依網絡模型，并且基于單個網絡中經典的負載-容量模型理論，與基于滲流理論的相依網絡級聯失效理論相結合，提出了帶有負載的相依網絡級聯失效模型，并在此基礎上重點對相依

5、網絡級聯失效的保護策略展開研究，提出了四種不同的保護策略。通過在不同α和β值的情況下進行仿真分析，比較相依網絡在四種不同保護策略下的魯棒性，仿真結果證實了該四種保護策略的有效性，并發(fā)現考慮相依節(jié)點對度特性的保護策略比考慮單側節(jié)點度特性的保護策略更有效，且相比于考慮相依節(jié)點對度之和，考慮相依節(jié)點對度之積的保護策略更優(yōu)，這項工作對提高相依網絡抵御級聯失效的能力有著重要的作用，為如何選擇相依網絡中的節(jié)點進行保護以及如何改善相依網絡魯棒性提供有