复杂网络中的级联失效建模与仿真开题报告

 2022-01-16 18:02:55

全文总字数:3361字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1、课题的意义

网络的运用日益广泛,在日常的生活、工作中占有不可或缺的地位,网络包括互联网、交通网络、物流网络、电力网络等等。从而网络的级联失效变成了日趋重要的研究问题,相关方面的研究日益深入,想方设法从各个方面找到切入点增加网络的鲁棒性。在网络中一个或少数节点和连线的失效会通过节点之间的耦合关系引发其他节点也发生失效,进而产生级联效应最终导致一部分节点甚至整个网络的崩溃,这种现象就称之为级联失效有些形象地称之为雪崩。网络的负载能力跟网络的流量,节点的容量和奇点的拓扑关系密切相关。超出一定的负载能力,网络相关节点便有可能产生拥塞甚至失效,并且相关联的影响到其他节点。因此,这是一个具有广泛性和系统性的问题。在级联失效的研究模型方面,大多数文献未考虑节点的过载状态,失效均为确定性的模型,且缺乏对过载节点负载疏散的探讨。对于该种在网络中可以引发一系列失效,并最终在整个系统中导致故障传播的故障模式,其潜在性风险和灾难性的后果促使许多领域的研究者不得不投入大量精力去探究级联失效,从而提出规避风险以及降低级联失效灾难性后果的新措施。

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2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

本课题是通过研究网络中的级联失效的建模和仿真,基于理论网络的建模和实际网络的仿真运行,得出网络级联失效问题中,拥塞比率和节点产生包的概率以及节点容量参数三者之间的相互关系,并且探究三者在不同的理论和实际网络之中的变化情况。

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3. 研究的方法与方案

1、研究方法

(1)阅读文献,深入研究前人对于级联失效的研究方法和研究内容

(2)结合相关资料,了解python中netx包的相关知识

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4. 研究创新点

虽然可以通过提高网络的冗余度和加强网络维护减少这样的级联故障的发生,但是由于网络构建和维护有成本约束,不可能无限制的提高网络的容量,因此实际工程面临的主要问题是:需要用较低的成本设计更为合理的负载容量模型以抵御级联失效以获得较高的网络鲁棒性能。所以我们此次建立创新性模型,通过计算机模拟复杂网络中可能出现的级联失效的各种情况,分析冗余度和承载能力的关系,应用前景广阔.

5. 研究计划与进展

2018年12月—2019年1月9日:收集有关课题的资料信息,了解本课题的研究方向,以及技术路线,为开题做好前期准备工作和相关计划。并且完成开题报告。

2019年1月10日—2019年一月底:收集相关的研究项目,探究其建模方案和思想,整理可以吸纳之处,借鉴经验。

2019年2月初—2019年3月中旬:着手进行代码编写与调试,研究理论网络的架构与实现,并设计整体与部分的逻辑架构。

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