[發(fā)明專(zhuān)利]一種均衡系統(tǒng)失效風(fēng)險(xiǎn)的信息物理系統(tǒng)規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710520808.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107277828B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊挺;黃志勇;馮瑛敏;盆海波;張亞健;牛宇卿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/18
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/18;H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種均衡系統(tǒng)失效風(fēng)險(xiǎn)的信息物理系統(tǒng)規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

以CPS主站、饋線終端、分布式能源終端、配電終端或配變終端為CPS節(jié)點(diǎn)，通信鏈路為邊，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

根據(jù)CPS的評(píng)價(jià)體系，采用專(zhuān)家打分法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性特征構(gòu)造判斷矩陣，當(dāng)判斷矩陣滿足一致性要求時(shí)，生成CPS節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)權(quán)重；

建立CPS風(fēng)險(xiǎn)均衡規(guī)劃模型，基于高斯勢(shì)對(duì)CPS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要辨識(shí)，利用二進(jìn)制遺傳算法進(jìn)行求解，獲取新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

定義網(wǎng)絡(luò)效能、連通魯棒性和平均路徑長(zhǎng)度標(biāo)度，用于評(píng)估網(wǎng)絡(luò)可靠性和效能；其中，網(wǎng)絡(luò)效能函數(shù)定義如下：

其中，E(G)為網(wǎng)絡(luò)效能函數(shù)，d_ij為CPS節(jié)點(diǎn)i與CPS節(jié)點(diǎn)j之間的通信距離，G為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌琻為CPS節(jié)點(diǎn)數(shù)目，網(wǎng)絡(luò)效能函數(shù)表示信息或者能量在最有效的最短可行路徑中傳播，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的度量；

連通魯棒函數(shù)定義如下：

其中，R(G)為連通魯棒函數(shù)，S(G”)表示某些節(jié)點(diǎn)失效后網(wǎng)絡(luò)中最大連通子圖的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，G”為最大連通子圖；

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)平均路徑長(zhǎng)度標(biāo)度計(jì)算如下：

所述CPS的評(píng)價(jià)體系具體為：

第一維度：確定CPS承載物理系統(tǒng)業(yè)務(wù)；第二維度：確定CPS網(wǎng)元類(lèi)型；

將CPS節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)權(quán)重作為目標(biāo)層，第一維度作為指標(biāo)層，第二維度作為方案層，建立CPS節(jié)點(diǎn)廣義權(quán)重層次分析模型；

所述CPS節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)權(quán)重具體為：

其中，ω_lk為第l個(gè)指標(biāo)判斷矩陣A的最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量；W_l為判斷矩陣A的最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量；

所述建立CPS風(fēng)險(xiǎn)均衡規(guī)劃模型，基于高斯勢(shì)對(duì)CPS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要辨識(shí)具體為：

其中，m_i為CPS節(jié)點(diǎn)i的廣義節(jié)點(diǎn)權(quán)重，||i-j||為CPS節(jié)點(diǎn)i、j間的最短路徑跳數(shù)；σ為影響因子；為網(wǎng)絡(luò)中所有CPS節(jié)點(diǎn)在CPS節(jié)點(diǎn)i處產(chǎn)生的勢(shì)值；

選擇最小化CPS節(jié)點(diǎn)勢(shì)值的均方差為規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)f(G)為適應(yīng)度函數(shù)；r_i為網(wǎng)元失效風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)；為所有網(wǎng)元失效風(fēng)險(xiǎn)均值。