[发明专利]基于边扩展图指挥控制网络二端可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于边扩展图指挥控制网络二端可靠性评估方法，其包括将指挥控制网络抽象为节点和边的拓扑结构图，指挥控制网络边扩展生成原始路径函数，对原始路径函数进行关联边替换构造新路径函数，对拓扑结构图的节点和边进行变量排序处理，将新路径函数按照变量排序顺序构造二元决策图，根据二元决策图由下往上递归计算指挥控制网络二端网络可靠度。本发明通过将指挥控制网络抽象为节点和边的拓扑结构图并进行边扩展处理生成路径函数，再采用宽度优先搜索方法构造二元决策图，能够通过识别同构子图来避免冗余计算。这对网络二端可靠性分析研究具有重要的理论和实际的应用价值。

技术领域

本发明属于网络可靠性分析技术领域，具体涉及一种基于边扩展图指挥控制网络二端可靠性评估方法。

背景技术

传统的对网络可靠性的研究通常假设其节点完全可靠，其失效率为零。但是实际网络中这种假设是不成立的，因为往往构成网络节点的物体可能发生故障，如通信网中的电台路由设备、电力网络中的发电输电设备、交通网络中的车辆等。当网络规模很大时，即时节点失效率非常小，由于节点数量的庞大，也会造成对网络连通的巨大影响，因此研究节点不可靠状态下的网络可靠性是非常有必要的。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于边扩展图指挥控制网络二端可靠性评估方法。

本发明的技术方案是：一种基于边扩展图指挥控制网络二端可靠性评估方法，包括以下步骤：

A、在节点完全可靠条件下将指挥控制网络抽象为节点和边的拓扑结构图，并进行简化处理；

B、根据步骤A得到的拓扑结构图进行指挥控制网络边扩展处理，生成原始路径函数；

C、在节点不完全可靠条件下对步骤B得到的原始路径函数进行关联边替换处理，构造新路径函数；

D、采用宽度优先搜索方法对步骤A中拓扑结构图的节点和边进行变量排序处理；

E、将步骤C得到的新路径函数按照步骤D中变量排序顺序构造二元决策图；

F、根据步骤E中得到的二元决策图由下往上递归计算指挥控制网络二端网络可靠度。

进一步地，所述步骤B根据步骤A得到的拓扑结构图进行指挥控制网络边扩展处理，生成原始路径函数，具体包括以下分步骤：

B1、从步骤A得到的拓扑结构图中的源点出发，遍历网络中与源点关联的边，分别沿与源点关联的边进行网络遍历，通过点收缩和边删除处理得到多个子网络；

B2、依次对得到的每一个子网络根据其中源点的位置再次遍历其关联边，重复步骤B1，直至拓扑结构图中源点与汇点重合；

B3、构造在节点完全可靠条件下的原始路径函数；表示为：

P(G)＝x₁P(G₁)+x₂P(G₂)+…+x_kP(G_k)

其中，P(G)为原始路径函数，G为指挥控制网络，x_i(i＝1,2,…,k)为与源点关联的边，为收缩x_k边后的路径函数。

进一步地，所述步骤C在节点不完全可靠条件下对步骤B得到的原始路径函数进行关联边替换处理，构造新路径函数，具体为：

在节点不完全可靠条件下将拓扑结构图中的边等价为边与其两端节点的交，将步骤B得到的原始路径函数中的边替换为对应边与其两端节点的交，进行布尔运算得到新路径函数。

进一步地，所述步骤D采用宽度优先搜索方法对步骤A中拓扑结构图的节点和边进行变量排序处理，具体为：