相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障分析及仿真框架設(shè)計(jì).pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)各種資源的有效配置、提高效率和帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，各種不同的社會(huì)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)逐漸呈現(xiàn)出相互耦合相互交融的趨勢(shì)，基于這些網(wǎng)絡(luò)間的相依關(guān)系，原本相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)漸漸變成更大規(guī)模的相依網(wǎng)絡(luò)。在給社會(huì)帶來(lái)諸多益處的同時(shí)，相依網(wǎng)絡(luò)也會(huì)將微小的初始故障通過(guò)級(jí)聯(lián)故障的方式逐漸放大，并最終演化為大規(guī)模的災(zāi)難。
　　基于以上背景，本文從級(jí)聯(lián)故障成因機(jī)制出發(fā)，結(jié)合不同的依賴機(jī)制類型和初始攻擊策略模式，對(duì)相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和分類

2、，并結(jié)合生成函數(shù)數(shù)學(xué)工具對(duì)各種不同情況進(jìn)行了解析分析，理論分析表明：
　　1）與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)逾滲故障相比，相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障有顯著的不同；
　　2）理論分析方法局限于熱力學(xué)極限等假設(shè)，不適應(yīng)與有限規(guī)模的相依網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)于復(fù)雜多變的網(wǎng)間依賴和多種類型初始攻擊等情況，解析式非常復(fù)雜很難給出精確解析值。
　　為了彌補(bǔ)理論分析的不足，在理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一套涵蓋全面的相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障仿真框架，該仿真框架設(shè)計(jì)分成了三個(gè)基

3、本模塊設(shè)計(jì)和最終的整合設(shè)計(jì)：
　　1）在相依網(wǎng)絡(luò)生成模塊里，本文提出了依賴矩陣D的概念并給出了不同相依機(jī)制下的D的生成算法，實(shí)現(xiàn)多種依賴機(jī)制的相依網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)描述和仿真生成；
　　2）在初始故障生成模塊里，本文提出了節(jié)點(diǎn)狀態(tài)向量NS的概念并設(shè)計(jì)了多種攻擊策略的初始攻擊后的NS生成算法，實(shí)現(xiàn)多種攻擊策略初始攻擊的模擬仿真；
　　3）在級(jí)聯(lián)故障過(guò)程仿真模塊里，本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)潔高效的網(wǎng)間故障傳遞算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故

4、障過(guò)程的有效仿真；
　　4）在整合三個(gè)基本模塊基礎(chǔ)上創(chuàng)建了能夠適應(yīng)多種復(fù)雜情況的相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障的仿真框架。
　　最后，為了驗(yàn)證仿真框架的可實(shí)現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，本文采用 Matlab語(yǔ)言對(duì)仿真框架進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行一一驗(yàn)證用以證明仿真框架的可行性。在整合所有程序模塊基礎(chǔ)上搭建相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)故障實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并結(jié)合理論分析結(jié)果進(jìn)行了準(zhǔn)確性驗(yàn)證。最后，本文對(duì)理論解析上比較困難的多重依賴關(guān)系下級(jí)聯(lián)故障、度度相關(guān)（IDDC）相依網(wǎng)