面向任务的装备保障体系多Agent建模与评估方法 被引量：8

1

作者 李峻森 方依宁 +2 位作者 张云安 白光晗 陶俊勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期279-290,共12页

随着战争形态向着体系化、智能化转变,装备保障体系有了新挑战。同时,动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势,动态支撑作战任务。目前,装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配,不能充分体现装备保障... 随着战争形态向着体系化、智能化转变,装备保障体系有了新挑战。同时,动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势,动态支撑作战任务。目前,装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配,不能充分体现装备保障体系自主性等问题。首先,基于多Agent方法,从结构和流程两个方面对装备保障体系的任务层、基地层、装备层建模,重点考虑保障任务中时间和空间约束问题;其次,提出面向任务的装备保障体系评价指标,构建指标模型;最后,通过对典型作战任务对应保障活动进行仿真,验证模型的合理性和有效性,并完成装备保障体系的效能评估。本研究可为装备保障体系结构优化、流程设计等工作提供参考。 展开更多

关键词 装备保障体系 AGENT建模 保障流程 Anylogic仿真

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面向任务的复杂系统韧性评估方法 被引量：9

2

作者 刘涛 白光晗 +2 位作者 陶俊勇 张云安 方依宁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1003-1011,共9页

随着战争形态加速向体系化、网络化、智能化转变,对军事系统韧性能力提出了更高的要求。在分析系统任务与韧性评估关系的基础上,提出一种面向任务的系统韧性评估方法。该方法首先给出一种面向任务的韧性评估框架。其次,在绝对时间尺度... 随着战争形态加速向体系化、网络化、智能化转变,对军事系统韧性能力提出了更高的要求。在分析系统任务与韧性评估关系的基础上,提出一种面向任务的系统韧性评估方法。该方法首先给出一种面向任务的韧性评估框架。其次,在绝对时间尺度下考虑系统性能在任务过程中所受影响,并通过引入时间韧性指标,从时间韧性和性能韧性两个维度对系统的综合韧性进行度量,弥补了当前韧性指标未考虑任务需求及任务时间的局限。最后,以装备保障信息交互网络为案例,给出了当扰动及恢复均具有随机特性时,不同任务需求及任务时间下所提韧性评估方法的应用。 展开更多

关键词 系统韧性 韧性工程 韧性评估 任务需求 时间韧性

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考虑级联失效的可重构网络抗毁性研究 被引量：8

3

作者 朱文金 王罗昊佶 +2 位作者 蔡志强 司书宾 白光晗 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期839-846,共8页

网络是由节点与连接节点的边构成的拓扑结构;节点之间通过边进行信息交互并实现网络的功能。网络中一个或多个节点发生的故障,会通过节点之间的连接关系引起其他节点发生故障,这种现象称为级联失效。网络的功能依赖于网络结构,当部分节... 网络是由节点与连接节点的边构成的拓扑结构;节点之间通过边进行信息交互并实现网络的功能。网络中一个或多个节点发生的故障,会通过节点之间的连接关系引起其他节点发生故障,这种现象称为级联失效。网络的功能依赖于网络结构,当部分节点或者边发生故障时,网络往往能通过重构和载荷分配等方式恢复和保持一定的功能。以无人机集群和通信网络为研究背景,考虑了无人机集群的级联失效行为和可重构特点。通过引入节点最大连接数限制,提出了一种基于信息载荷分配的多状态级联失效规则与基于概率的动态网络重连规则,研究了级联失效行为的扩散和传播对网络抗毁性的影响。通过仿真实验设计及分析,提出几点提升集群抗毁性的可行建议。 展开更多

关键词 级联失效 可重构网络 无人机集群 抗毁性

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无人机集群任务可靠性建模及重要度分析 被引量：6

4

作者 白光晗 张驰 +2 位作者 兑红炎 张云安 陶俊勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期361-373,共13页

面对复杂、高对抗的战场环境,传统以平台为中心的静态可靠性评估难以满足无人机集群执行多样化任务的可靠性分析需求。由于无人机集群本身具有一定的冗余性,对其可靠性的研究重点已转变为以任务为中心的可靠性。及时、准确评估无人机集... 面对复杂、高对抗的战场环境,传统以平台为中心的静态可靠性评估难以满足无人机集群执行多样化任务的可靠性分析需求。由于无人机集群本身具有一定的冗余性,对其可靠性的研究重点已转变为以任务为中心的可靠性。及时、准确评估无人机集群任务可靠性,并分析集群的薄弱环节,对于任务规划、决策制定和提高任务成功率具有重要意义。根据集群的编队队形和任务,建立基于一维线性连续n中取k系统和二维连续(m, n)中取(r, s)系统的无人机集群任务可靠性模型,并得出当集群中不同位置的某架或某些无人机失效时对集群任务可靠性变化以及性能的影响。然后分别建立无人机集群在一维、二维空间的Birnbaum重要度和综合重要度分析模型,确定集群中的薄弱环节和关键无人机。最后基于不同编队形式的无人机集群任务可靠性算例,分析无人机失效对集群任务可靠性以及性能的影响,验证了提出方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 可靠性 无人机集群 Birnbaum重要度 综合重要度 系统性能

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考虑韧性的无人机集群自组织区域覆盖方法

5

作者 刘涛 王沙沙 +2 位作者 张驰 白光晗 陶俊勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期942-952,共11页

为提高无人机集群执行自组织区域覆盖任务成功率,提出一种基于个体相互作用力、边界排斥力、重点区域吸引力3种虚拟力的分布式自组织覆盖算法。在此基础上,进一步考虑无人机个体自身故障或毁伤等失效的影响,将集群韧性指标纳入到覆盖关... 为提高无人机集群执行自组织区域覆盖任务成功率,提出一种基于个体相互作用力、边界排斥力、重点区域吸引力3种虚拟力的分布式自组织覆盖算法。在此基础上,进一步考虑无人机个体自身故障或毁伤等失效的影响,将集群韧性指标纳入到覆盖关键阈值调节机制中。仿真实验结果表明,该方法能有效使无人机集群对目标区域及重点区域进行覆盖,且能在集群发生故障或遭受毁伤后迅速进行自组织恢复,获得较高的任务成功率。 展开更多

关键词 韧性 虚拟力 分布式算法 自组织 无人机集群 区域覆盖

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基于多层耦合网络的装备保障体系级联失效及抗毁性分析

6

作者 张帅 周伟 +2 位作者 白光晗 兑红炎 陶俊勇 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期67-80,共14页

为准确描述装备保障体系结构特征与毁伤失效流程,进而提升装备保障体系功能与抗毁能力,基于杀伤层、保障层和储供层构建装备保障体系的多层耦合网络模型。基于杀伤链给出装备维修保障链与储供保障链的特征和典型样式,在此基础上,提出考... 为准确描述装备保障体系结构特征与毁伤失效流程,进而提升装备保障体系功能与抗毁能力,基于杀伤层、保障层和储供层构建装备保障体系的多层耦合网络模型。基于杀伤链给出装备维修保障链与储供保障链的特征和典型样式,在此基础上,提出考虑装备保障体系多层耦合网络特性的级联失效模型与节点重要度评估方法。给出对应的网络抗毁性评估指标。仿真结果表明,考虑级联失效的多层耦合网络模型能较好地反映遭受攻击时整个装备保障体系的性能变化情况,所提出的使命任务节点重要度能准确识别关键节点。与传统网络抗毁性指标相比,杀伤链数量对节点失效产生的装备保障体系抗毁性变化更加敏感。 展开更多

关键词 装备保障体系 网络抗毁性 多层耦合网络 级联失效 节点重要度

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装备保障网络级联失效及韧性分析

7

作者 兑红炎 许哲 +1 位作者 白光晗 陶俊勇 《运筹与管理》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-6,共6页

针对作战系统网络单元的异质性以及各个单元之间的交互联系,本文建立了包含作战和保障单元的三层装备保障多层耦合网络,将作战系统体系结构分为打击敌方目标的作战子系统、对我方毁伤装备和机构进行维修的保障子系统、对我方装备和机构... 针对作战系统网络单元的异质性以及各个单元之间的交互联系,本文建立了包含作战和保障单元的三层装备保障多层耦合网络,将作战系统体系结构分为打击敌方目标的作战子系统、对我方毁伤装备和机构进行维修的保障子系统、对我方装备和机构进行物资供应的保障子系统。同时给出了基于网络拓扑结构和节点间信息传递类型的重要度评估方法。其次,基于负载-容量模型研究网络的级联失效传递过程,通过节点重要度进行蓄意攻击,判断负载再分配后的网络是否失效。然后,为了增强多层耦合网络韧性,基于剩余杀伤链数量,提出剩余可分配任务量韧性策略,缓解级联失效对整个网络的影响。最后,通过对不同攻击方式下多层耦合网络韧性进行仿真,验证了基于重要度进行攻击的效果明显优于随机攻击;对实施与未实施剩余可分配任务量韧性策略时的多层耦合网络韧性进行仿真,结果表明该策略能大幅提升网络韧性,减少级联失效的影响,增加网络在失效过程中的平均性能。 展开更多

关键词 可靠性 重要度 级联失效 韧性

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多态系统部件维修成本评估分析 被引量：5

8

作者 兑红炎 陈立伟 白光晗 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第9期122-127,共6页

多态系统是可靠性理论中的一种重要系统,是指部件和系统具有多个状态。随着部件的劣化,系统的性能随之下降。为了提高系统的性能,部件需要进行一定的维修。本文考虑部件状态转移率与停留时间的关系,利用重要度理论来分析部件维修成本的... 多态系统是可靠性理论中的一种重要系统,是指部件和系统具有多个状态。随着部件的劣化,系统的性能随之下降。为了提高系统的性能,部件需要进行一定的维修。本文考虑部件状态转移率与停留时间的关系,利用重要度理论来分析部件维修成本的变化规律,得出对系统维修成本影响最大的部件。首先,基于维修成本的函数关系,给出了重要度的表达式;其次,针对典型串联系统和并联系统,随着时间推移,给出维修成本的变化规律;最后算例仿真验证了提出方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 可靠性 多态系统 维修成本 转移率 停留时间

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一种考虑多任务的无人机集群“一站式”维修策略 被引量：1

9

作者 朱文金 王罗昊佶 +2 位作者 白光晗 许贝 税浩轩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期301-308,共8页

多架无人机通过协同配合、能力互补和行动协调,实现整体作战效能提升,因此研究战场环境下无人机集群维修具有重要意义。对于执行多次任务的无人机集群,在任务间隙进行维修维护是提高集群作战的稳定性的重要手段。研究战场环境下无人机... 多架无人机通过协同配合、能力互补和行动协调,实现整体作战效能提升,因此研究战场环境下无人机集群维修具有重要意义。对于执行多次任务的无人机集群,在任务间隙进行维修维护是提高集群作战的稳定性的重要手段。研究战场环境下无人机集群维修,有效地修复无人机的故障模块,短时间内迅速恢复集群战斗力水平,对执行多次连续任务的集群具有重要意义。本文针对无人机集群的特殊性,基于不同维修规模、到达方式和信息可用情况的不同假设,建立基本的维修模型;基于作战环境的特殊要求和约束,提出针对战场环境下大批快速抢修“一站式”维修策略。以在规定的时间内完成最多的无人机维修数量为目标进行优化,为连续任务的执行提供保障。 展开更多

关键词 无人机集群 战场环境 “一站式”维修 优化

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基于成本优先级的部件维修策略分析

10

作者 兑红炎 杨兴举 +1 位作者 田天姿 白光晗 《运筹与管理》 CSCD 北大核心 2023年第1期79-84,共6页

现实中,系统由于任务、环境等因素,无法实时对故障部件进行维修。因此需要在任务间隔期间或对故障部件进行维修的同时对系统各部件进行预防性机会维修。本文考虑系统期望维修成本,提出了基于部件维修优先级的预防性维修策略。首先把系... 现实中,系统由于任务、环境等因素,无法实时对故障部件进行维修。因此需要在任务间隔期间或对故障部件进行维修的同时对系统各部件进行预防性机会维修。本文考虑系统期望维修成本,提出了基于部件维修优先级的预防性维修策略。首先把系统期望维修成本分为失效部件维修成本、失效部件导致系统故障的成本和预防性维修其他部件的成本,提出了基于成本的二态和多态系统部件维修优先级度量方法,并在两种场景下分析了如何选择预防性维修部件。其次针对多态系统,研究了基于成本重要度的部件最佳维修水平,并讨论了成本约束下的部件预防性维修策略。最后以某型预警机系统为例进行验证,结果表明,基于成本的预防性维修策略不仅与故障部件位置和相关成本有关,而且还与可用于预防性维修的其他部件重要性有关。 展开更多

关键词 可靠性 维修成本 重要度 维修策略

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多态防护系统可靠性及重要度分析 被引量：3

11

作者 兑红炎 白光晗 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第8期98-104,共7页

在装备防护系统中,系统中的所有部件都可能会受到攻击,为了降低攻击成功的概率,部件的防护层有多个状态,从完全失效状态到完好状态,部件的防护功能依次增加。本文分析了部件防护层的状态变化规律,研究了当部件受到攻击存活和故障时的平... 在装备防护系统中,系统中的所有部件都可能会受到攻击,为了降低攻击成功的概率,部件的防护层有多个状态,从完全失效状态到完好状态,部件的防护功能依次增加。本文分析了部件防护层的状态变化规律,研究了当部件受到攻击存活和故障时的平均性能变化机理。然后基于系统结构函数,分别给出了防护层的Birnbaum重要度和综合重要度,分析了当部件防护层的状态发生变化时,系统性能的变化规律和特性;并考虑部件防护层的状态转移率,分析了在多种状态变化情况下的防护层提升对系统性能的影响。最后针对某直升机的航空动力装置系统,分析了不同部件防护层对系统性能的影响,并比较了Birnbaum重要度和综合重要度的不同,验证了提出方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多态防护 系统性能 重要度 状态转移

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装备结构演化规律及重要度分析 被引量：3

12

作者 兑红炎 白光晗 +2 位作者 张云安 张小可 王闯 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期107-114,共8页

以装备设计模块化的现状为依据,运用重要度理论,分析了装备结构演化及其重要度排序的规律。从单一部件逐步演化到5部件结构,以及N部件串并联结构,在此基础上,对演化规律进行了梳理,并对典型结构进行了重要度分析,得到了关于装备结构演... 以装备设计模块化的现状为依据,运用重要度理论,分析了装备结构演化及其重要度排序的规律。从单一部件逐步演化到5部件结构,以及N部件串并联结构,在此基础上,对演化规律进行了梳理,并对典型结构进行了重要度分析,得到了关于装备结构演化与各部件重要度排序规律,填补了对装备重要度漂移规律的研究空白,为装备可靠性优化设计提供了技术支撑。 展开更多

关键词 装备 结构演化 重要度 可靠性

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装备保障体系关键节点分析 被引量：2

13

作者 王琮 沈会良 +2 位作者 夏永祥 白光晗 方依宁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3134-3142,共9页

装备保障体系在现代战争中发挥着重要的后勤保障作用。一旦保障体系中的关键保障节点遭到袭击,将会严重影响到系统保障能力的发挥。因此,研究装备保障体系中的关键节点识别技术,找出薄弱环节,对于未来战争有着重要意义。本文以复杂网络... 装备保障体系在现代战争中发挥着重要的后勤保障作用。一旦保障体系中的关键保障节点遭到袭击,将会严重影响到系统保障能力的发挥。因此,研究装备保障体系中的关键节点识别技术,找出薄弱环节,对于未来战争有着重要意义。本文以复杂网络为理论基础,提出了一种衡量保障节点重要性的指标。该节点重要性指标一方面衡量保障节点在一定空间范围内的连接能力,另一方面按照新提出的面向任务需求的路由方式,衡量保障节点的全局运输能力。通过与另外6种节点的重要性指标对比,结果从多方面证明了所提的节点重要性指标在识别关键节点时的有效性及适用性。 展开更多

关键词 装备保障体系 关键节点 复杂网络 保障能力

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以可靠性为中心的多状态单源单汇网络路径优化 被引量：1

14

作者 白光晗 张涛 郭波 《科学技术与工程》 2011年第8期1673-1677,共5页

在考虑网络单元存在多状态特性的基础上,描述了一个单源单汇的多状态网络运输问题,建立了综合考虑可靠度、时间、成本的效用函数模型;并基于捕食搜索算法建立了问题的求解方法。最后,针对不同实例在Matlab上进行了试验,并与蚁群算法进... 在考虑网络单元存在多状态特性的基础上,描述了一个单源单汇的多状态网络运输问题,建立了综合考虑可靠度、时间、成本的效用函数模型;并基于捕食搜索算法建立了问题的求解方法。最后,针对不同实例在Matlab上进行了试验,并与蚁群算法进行了对比,验证了算法的有效性和适用性。 展开更多

关键词 多状态网络 随机流网络 单源单汇 可靠性 捕食搜索算法

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面向过程人机交互战略决策支持系统模型研究 被引量：1

15

作者 王恒 白光晗 《电脑与信息技术》 2009年第6期19-21,共3页

文章介绍了人机交互研讨模型的概念和功能。在定性、定量相结合的战略决策支持系统中,通过设计人机交互研讨模型,规范化人机交互模式,将决策者与决策支持系统有机结合起来,在统一的过程模型视图下,以信息服务方式为决策者的定性判断提... 文章介绍了人机交互研讨模型的概念和功能。在定性、定量相结合的战略决策支持系统中,通过设计人机交互研讨模型,规范化人机交互模式,将决策者与决策支持系统有机结合起来,在统一的过程模型视图下,以信息服务方式为决策者的定性判断提供支持,同时将人的决策引入支持系统。 展开更多

关键词 决策支持系统 战略决策 决策模型 人机交互

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基于马尔科夫过程的储备系统稳态性能分析 被引量：2

16

作者 舒萍 顾奕翀 +2 位作者 王嘉 白光晗 罗豪元 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第9期43-47,共5页

由于储备系统组成部件在存储期间的失效概率各不相同,当部件状态趋于稳定时,各个状态对系统性能的影响也存在差异。为了识别关键部件及其状态对系统性能的影响程度,本文以重要度为主要指标,应用马尔科夫过程研究储备系统在稳态时的性能... 由于储备系统组成部件在存储期间的失效概率各不相同,当部件状态趋于稳定时,各个状态对系统性能的影响也存在差异。为了识别关键部件及其状态对系统性能的影响程度,本文以重要度为主要指标,应用马尔科夫过程研究储备系统在稳态时的性能变化模式。首先基于综合重要度研究系统性能的变化规律,并结合冷储备系统和温储备系统的状态转移矩阵推导出马尔科夫过程中稳态值的计算方法;其次基于稳态综合重要度获得系统稳态时的性能变化模式;最后以双臂机器人为例,分析部件处于不同状态时对系统性能的影响模式,比较了不同部件综合重要度的变化,验证了提出方法的有效性。 展开更多

关键词 马尔科夫过程 储备系统 重要度 性能

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一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法 被引量：1

17

作者 兑红炎 李玥 白光晗 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第3期100-104,共5页

作为识别和评估系统薄弱环节的有效工具之一的重要度理论,一直都被广泛应用于系统可靠性和安全性工程。而作为其主要环节的不确定性重要度分析更是扮演着不可或缺的角色。因此,为有效表征多态系统的可靠性,本文给出了一种变换数据处理... 作为识别和评估系统薄弱环节的有效工具之一的重要度理论,一直都被广泛应用于系统可靠性和安全性工程。而作为其主要环节的不确定性重要度分析更是扮演着不可或缺的角色。因此,为有效表征多态系统的可靠性,本文给出了一种变换数据处理方式的改进不确定性重要度分析方法。该模型是以两个累积分布函数之间的空间几何距离为基础,通过改变随机输入变量的不确定性范围和对应分布情况,模拟和描述输入对系统输出变量的相对影响趋势,并以两个累积分布函数之间的定积分面积表示。最后利用系统故障树对其进行不确定性重要度分析。结果表明,空间几何距离是一种用来表示输入变化对输出分布变化的相对影响的不确定性重要度度量的有效工具。 展开更多

关键词 可靠性 重要度 分布函数 故障树

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基于代理的人机研讨模型

18

作者 白光晗 齐晓光 +1 位作者 张涛 郭波 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第12期285-287,共3页

在定性、定量相结合的决策支持系统中,将人与计算机的优势结合起来,是目前的研究热点。从基于过程的决策支持系统中如何更加有效执行人机合作出发,在研究国内外关于人机合作、人工智能推理、混合式主动规划、Toulimin研讨模型等内容的... 在定性、定量相结合的决策支持系统中,将人与计算机的优势结合起来,是目前的研究热点。从基于过程的决策支持系统中如何更加有效执行人机合作出发,在研究国内外关于人机合作、人工智能推理、混合式主动规划、Toulimin研讨模型等内容的基础上,设计了一种基于代理的人机研讨模型。在对它的主要概念、特征及结构描述的基础上,就它的支持环境使用C#和XML结合进行了编程实现。 展开更多

关键词 决策支持系统 混合式主动规划 人机研讨

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多状态网络可靠性与韧性评估方法综述

19

作者 白光晗 张帅 +2 位作者 张云安 方依宁 陶俊勇 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1284-1301,共18页

为了准确评估复杂系统的可靠性,通常使用网络拓扑结构模型研究系统在各种情况下稳定运行的能力.但现实世界中的许多网络不仅存在连通性要求,还需要传输一定的流量以保证网络具有一定的吞吐量,该网络被称为多状态网络.多状态网络可靠性... 为了准确评估复杂系统的可靠性,通常使用网络拓扑结构模型研究系统在各种情况下稳定运行的能力.但现实世界中的许多网络不仅存在连通性要求,还需要传输一定的流量以保证网络具有一定的吞吐量,该网络被称为多状态网络.多状态网络可靠性模型广泛应用于现实中的网络系统,如制造、能源、交通、信息、物流和装备保障、指挥控制和无人集群等.然而,不断增长的系统规模与复杂程度,导致求解多状态网络可靠度愈发困难.因此,寻求更加高效的方法来求解网络的可靠度成为迫切需要解决的难点问题.本文主要对多状态网络可靠性求解算法进行综述,总结了近年来其效率改善方面的研究进展.通过有效降低多状态网络可靠性的评估复杂度,大幅提高该方法的算法效率和可求解网络的规模,为管理者在多状态网络的设计、建造、运行和维护过程中提供支撑,确保多状态网络的稳定、可靠运行.韧性是可靠性的延伸,是衡量系统对抗扰动并从中恢复的能力,能够反映系统毁伤及恢复的全过程.本文进一步讨论了多状态网络韧性评估方法及其进展. 展开更多

关键词 多状态网络 可靠性 韧性 最小路集 最小割集

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