| 累积损坏过程下网络连边重要度计算 |
| Importance calculation for network link under cumulative damaging process |
| 摘要点击 23 全文点击 0 投稿时间：2024-11-27 修订日期：2025-04-10 |
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| 中文关键词 网络系统；冲击过程；泊松过程；可靠性；重要度 |
| 英文关键词 network system; shock process; Poisson process; reliability; importance |
| 基金项目 国家自然科学基金(72161025)；国家自然科学基金重点项目资助(72231005)；国际(地区)合作研究与交流项目(72261147706). |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 杜永军 | 兰州理工大学 | 730050 | | 严建海* | 上海理工大学 | 200093 | | 刘勤明 | 上海理工大学 | | | 何桢 | 天津大学 | |
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| 中文摘要 |
| 由于受到外部环境的随机冲击，网络连边会累积损坏。以往的网络连边重要度计算方法，将外部随机冲击过程当作连边累积损坏过程，导致过高地估计了某些连边损坏对于整个网络故障的重要性程度。鉴于此，本文采用泊松过程刻画外部环境对网络的随机冲击过程，证明了连边的累积损坏过程是稀释泊松过程，其中引进稀释参数，以量化损坏过程的发生程度；构建网络故障概率计算模型，推导连边的贝叶斯故障重要度计算公式，并设计数值算法，以计算连边重要度。经推导证明，无论累积损坏过程的发生程度或随机冲击过程的强度，网络的单边割或单边路，是网络中最重要的连边。最后，对IEEE39电网系统的仿真结果表明，本文方法能精确地计算网络连边的重要度，为网络维修和可靠性优化提供决策支持。 |
| 英文摘要 |
| When calculating link importance to the whole network exposed to the random shocks from the external environment, previous calculating methods consider the shock process as the cumulative link damaging process, resulting in an overestimation of link importance. To address this problem, this paper applies a Poisson process to describe the random shock process, and proves that the cumulative link damaging process is a thinning Poisson process, in which a thinning parameter is introduced to quantify the occurrence intensity of link damaging. Then, we establish a calculation model for the network failure probability, and develop a numerical algorithm to calculate the Bayesian Failure Importance (BFI) of the link, thus to quantify the influence extent of link damaging on the network failure. Finally, the numerical results regarding the IEEE39 electric network show that this paper can accurately calculate the link importance, thus can provide decision support to network maintenance and reliability optimization. |
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