[發明專利]一種復雜網絡級聯失效容量負載架構的應用

有效

• 申請號: 201711090654.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107919985B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 蔣國平;張震豪;宋玉蓉;夏玲玲
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發明涉及一種復雜網絡級聯失效容量負載架構的應用方法，基于復雜網絡理論，考慮到每個節點在網絡結構上的異質性，分配崩潰節點的負荷，其中，以度大的節點處理數據能力強，聚類系數小的節點能夠在抵抗級聯失效中發揮更大作用為依據，針對度值大、且聚類小的節點分配更多的崩潰節點的負荷，并通過在人工網絡和真實網絡上的仿真并與其他模型進行對比，驗證了本模型的有效性，使得本發明所設計方法應用的網絡，能夠更快的達到網絡的全局魯棒性。

技術領域

本發明涉及一種復雜網絡級聯失效容量負載架構的應用，屬于復雜網絡級聯失效建模技術領域。

背景技術

近年來，隨著現代社會的發展，網絡上出現各種各樣的安全問題。在現實生活中，級聯失效是普遍現象，并且經常發生在電網，因特網，物流網絡等各種網絡中。2003年，美國俄亥俄州的一個發電機組故障導致了北美的大停電。互聯網上網絡的擁塞也是級聯失效的典型例子。

國內外學者針對級聯失效提出了很多模型，有容量負載模型，沙堆模型，耦合格子模型等。為了減小級聯失效的規模并且能夠更為實際的描述現實網絡中的級聯失效，國內外學者提出了很多改進的容量負載模型。現有的容量負載模型，其初始負荷大多僅考慮節點的度或者介數，節點負荷再分配策略主要分為局部再分配和全局再分配兩大類。局部再分配是把崩潰節點的負荷分配給周圍的鄰居節點或部分鄰域內的節點，全局再分配策略是把崩潰節點的負荷分配全網絡。現有的崩潰結點的負荷再分配策略大多基于初始負荷的大小進行分配。初始負荷越大的，被分配的故障節點的負荷就越多。初始負荷的大小在某種程度上反映了節點處理數據的能力高低，但是如果僅僅考慮數據處理能力而不考慮該節點在網絡拓撲中的結構屬性，負荷再分配可能會導致更大范圍的級聯失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效提高針對電網中級聯失效現象控制效率的復雜網絡級聯失效容量負載架構的應用。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種復雜網絡級聯失效容量負載架構的應用，用于實現電網中崩潰電站上負載的再分配，包括如下步驟：

步驟A1.基于電網設計方案中的電站數量，以及各電站之間的連接關系，構建電網所對應的電網無向網絡圖；并基于電網無向網絡圖，計算獲得各個電站節點的負載上限，然后進入步驟A2；

步驟A2.針對與崩潰電站節點j相鄰的各個非崩潰電站節點，作為崩潰電站節點j所對應的各個待分配電站節點i，按如下公式：

分別獲得該各個待分配電站節點i所獲來自崩潰電站節點j的分配負載、占崩潰電站節點j負載L_j的比例P_ji，然后進入步驟A3；其中，Ω_j表示崩潰電站節點j所對應各個待分配電站節點i的集合，k_i表示Ω_j集合中各個待分配電站節點i的度值，e表示自然指數，cc_i表示Ω_j集合中各個待分配電站節點i的聚類系數，α表示預設電站節點負載分配比例調節強度值；

步驟A3.根據崩潰電站節點j所對應各個待分配電站節點i分別所獲來自崩潰電站節點j的分配負載、占崩潰電站節點j負載L_j的比例P_ji，將崩潰電站節點j的負載L_j分配至其所對應的各個待分配電站節點i上，并針對該各個待分配電站節點i的負載進行更新，然后進入步驟A4；