無標度拓撲級聯(lián)失效模型及抑制算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSNs)是復雜網(wǎng)絡的一種，由于其組成節(jié)點的體積小，便于攜帶，已被廣泛應用于軍事，農業(yè)，畜牧業(yè)，林業(yè)等各個領域。由于無線傳感器網(wǎng)絡對節(jié)點的能量有限制，處于一些特殊位置的節(jié)點，當其受到攻擊者攻擊或者因能量耗盡而失效時，可能引發(fā)網(wǎng)絡的級聯(lián)失效從而導致網(wǎng)絡的大規(guī)模崩潰。因此研究網(wǎng)絡的級聯(lián)失效，如何在網(wǎng)絡中盡可能早發(fā)現(xiàn)這些節(jié)點，并對這些節(jié)點采取一定的保護措施，會對網(wǎng)絡的魯棒性研究具有積極的作用。
　　首先，課題基于節(jié)點的局

2、部信息(節(jié)點度)和全局信息(節(jié)點介數(shù))，并緊緊圍繞負載這一影響級聯(lián)失效發(fā)生和傳播最重要的物理量以及節(jié)點崩潰后的動力學過程，提出了一種級聯(lián)失效模型，并分析了模型在無標度網(wǎng)絡中的級聯(lián)失效條件。該模型綜合節(jié)點的度和介數(shù)構建負載，并結合節(jié)點的負載和能量確定負載的重分配比例。數(shù)值模擬獲得了網(wǎng)絡抵制級聯(lián)失效的魯棒性與模型中參數(shù)的關系，基于網(wǎng)絡負載分配規(guī)則的分析以及理論解析的推導驗證了數(shù)值模擬結論。
　　其次，在級聯(lián)失效模型的基礎上從另一種角度

3、考慮，提出一種基于級聯(lián)失效的關鍵點判定算法。假設節(jié)點失效后，在一定范圍內會引起網(wǎng)絡的級聯(lián)失效，將失效節(jié)點在其鄰居節(jié)點引起的負載和能量的變化定義為節(jié)點的重要度，以此來判斷出網(wǎng)絡中的關鍵點。并通過MATLAB仿真平臺，將所提算法與已有的關鍵點經(jīng)典判定算法進行對比仿真，以驗證該算法的有效性和準確性。
　　最后，在無標度網(wǎng)絡級聯(lián)失效基礎上，提出一種防御資源優(yōu)化分配的策略來保護網(wǎng)絡中的關鍵節(jié)點。首先，利用防御資源分配的冪率模型，通過調節(jié)參數(shù)