基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的算法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的算法，属于电子 领域。
【背景技术】
[0002] 网络系统可靠性问题包括可靠性设计、可靠性分析、可靠性维护等一系列问题，其 中网络可靠性分析是一个最基本的问题。网络可靠性分析一般是指给定网络部件可靠性参 数的条件下，研究如何计算网络的可靠性。由于信息网络、输电网络、集成电路网络、交通网 络等网络广泛存在于现实世界，它们的正常运行与否不仅影响着普通大众的生活，也影响 着一个国家的社会安全、经济发展等问题。因此网络可靠性问题不但是网络开发者和运营 者关心的问题，更是学者们一直关注的课题。同时由于网络系统的复杂性，网络可靠性分 析具有相当的难度，所以网络可靠性分析在方法上、理论上以及理论模型等许多方面还需 要进行深入的研究。网络系统可靠度及其不确定度研究方法目前主要有解析法和模拟法2 种。解析法由于在算法中存在着"组合爆炸"问题，虽然研究者致力于进行诸如不交化、递 推分解等算法优化，但仍无法从根本上解决这一问题，对于大型网络一直缺乏有效的解决 方案。
【发明内容】
[0003] 对于以上问题，本发明提供了一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度 的算法。通过随机模拟抽样的方法从而计算网络系统可靠度及其不确定度。
[0004] 为了解决上述问题，本发明技术方案如下。
[0005] -种基于基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的算法，其主要内容包括 以下两大部分：（1)使用随机模拟方法进行网络系统可靠度的计算。（2)使用随机模拟方法 进行网络系统可靠度的不确定度的计算。
[0006] (1)网络系统可靠度的计算方法：
[0007] 假设网络系统中每个单元的可靠度为Pi=(i=l，2,，，n)，分别对每一单元产生0~ 1间均匀分布的随机数A(i=l，2,，，n)，当ri>Pi时，认为单元失效，反之则单元可靠，然后判 断剔除失效单元后的网络是否连通。每次试验产生一批随机数并判定一次网络是否连通， 当试验基数N足够大时，即可算出该系统的可靠性
【主权项】
1. 一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的计算方法，该计算方法主要分 为以下两个部分：（1)网络系统可靠度的计算：通过假设网络系统中每个单元的可靠度，分 别对每一单元产生均匀分布的随机数，判断单元是否失效，然后判断剔除失效单元后的网 络是否连通。每次试验产生一批随机数并判定一次网络是否连通，当试验基数N足够大时， 即可算出该系统的可靠性。（2)网络系统可靠度不确定度的计算：通过引入向量的方式，由 各分量的分布来模拟计算系统的分布。通过本算法在计算复杂网络系统可靠度及其不确定 度时，本算法能得到系统不确定度的更多信息，并且当系统构成比较复杂时，本算法无论从 原理上还是从具体实现过程上讲，都比较简单易行。
2. 根据权利要求1所述的一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的计算 方法，网络系统可靠度的计算步骤为： (1) 假设网络系统中每个单元的可靠度为Pi=(i=l，2，，，n) (2) 分别对每一单元产生O~1间均匀分布的随机数!Ti (i=l，2,，，η)， (3) 当ri>Pi时，认为单元失效，反之则单元可靠，然后判断剔除失效单元后的网络是否 连通。 (4) 每次试验产生一批随机数并判定一次网络是否连通，当试验基数N足够大时，即可 算出该系统的可靠性
3. 根据权利要求1所述的一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的计算 方法，网络系统可靠度不确定度的计算步骤为： (1) 对￥=以父1，父2，"*4)，引入向量父=(父1，父2，"*，父 1/，则￥可表为￥=€〇〇。 (2) 如果分量Xi的分布已知，函数关系f已知，则由各分量的分布可以模拟计算系统的 分布。方法如下：由随机模拟抽样X，得到M组xk，从而得Y的对应值。由抽样可得xk=(x lk， x2k，......XNk)，Ykf-(Xlk， X2k，......Xffli)其中 k-1，2，…，M (3) 由yk可形成Y的分布，由Y的分布可得Y的最佳值y，Y的标准不确定度u (Y)。
【专利摘要】本发明涉及一种基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的计算方法，该计算方法主要分为以下两个部分：(1)网络系统可靠度的计算：通过假设网络系统中每个单元的可靠度，分别对每一单元产生均匀分布的随机数，判断单元是否失效，然后判断剔除失效单元后的网络是否连通。每次试验产生一批随机数并判定一次网络是否连通，当试验基数N足够大时，即可算出该系统的可靠性。(2)网络系统可靠度不确定度的计算：通过引入向量的方式，由各分量的分布来模拟计算系统的分布。通过本算法在计算复杂网络系统可靠度及其不确定度时，本算法能得到系统不确定度的更多信息，并且当系统构成比较复杂时，本算法无论从原理上还是从具体实现过程上讲，都比较简单易行。
【IPC分类】H04L12-24, H04L12-28
【公开号】CN104660443
【申请号】CN201310618220
【发明人】洪英汉, 郭才, 董晓庆, 曾辉
【申请人】韩山师范学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月20日