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基于节点负荷失效的网络可控性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O213.2[理学—概率论与数理统计;理学—数学]
  • 作者机构:[1]国防科技大学信息系统与管理学院,长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60902094)和全军军事学研究生课题(批准号:2010JY0072-046)资助的课题.
中文摘要:

Liu和Barabasi将现代控制理论应用到线性系统的网络可控性问题上,提出了最小驱动节点集的计算方法,解决了复杂网络控制的可计算问题.针对现实网络中存在的节点因负荷过载而失效的问题,本文提出了基于节点负荷失效的网络可控性模型.通过对网络采用介数和Weibull失效模型,在随机和目标失效机制下进行仿真,研究结果表明:维持无标度网络可控性的难度要明显大于随机网络;在目标节点失效机制下,即使对网络输入极少的失效信号,也能极大地破坏网络的可控性;使高介数节点失效要比使度高节点失效更能破坏网络的可控性,说明高介数节点在维持网络可控性上发挥着重要作用;对不同的负荷失效模型,要合理采取措施,防止网络发生阶跃性全不可控现象.

英文摘要:

Liu and Barabasi applied the modem control theory to the network controllability of linear dynamical systems and proposed a method to calculate the minimal set of driver node which controls the states of all nodes in a linear time invariant complex network with any topology. The network controllability model solves the computable problems of the network controllability. Facing the problem of node overloaded failure in real networks, in the paper we investigate the model of network controllability based on node overloaded failure. Through the simulation of betweenness and Weibull failure model, the results demonstrate that the difficulty in maintaining the controllability of SF network is significantly greater than that of ER network. In the target failure mechanism, even if the failure signals input rarely to the networks, they can greatly increase the difficulty of network controllability. Besides, the node failure based high betweenness centrality is more efficient than failure based high degree on damaging network controllability, which indicates the nodes with high betweenness centrality play an important role in maintaining the network controllability. Furthermore, taking the reasonable measures for different load failure model can prevent the networks from inducing a step uncontrollable phenomenon.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876