计及级联失效的电力信息系统脆弱性评估

电力信息系统对保障电网正常运行至关重要。电力信息系统发生故障会导致系统中负载的重新分配,由此引发的网络拥塞等问题可能导致新的设备或子系统故障,从而形成级联失效。将电力信息系统抽象为复杂网络,在此基础上,改进了传统的负载-容量模型使其满足电力信息系统数据流特点,同时将节点在物理世界中的分布反映在节点负载中;从拓扑结构和网络性能两方面建立了脆弱性评估指标,并给出了完整的脆弱性评估流程;最后,通过对测试系统进行仿真计算,分析了级联失效的过程和冗余系数对系统脆弱性的影响,验证了方法的有效性和合理性。     

脑功能网络核心节点及网络稳定性研究

采用偏相关的计算方法对大脑的正电子断层发射成像建立脑区间的功能连接网络,利用小世界网络中节点度和节点介数求出大脑网络中的核心节点并对应到解剖学结构中,通过随机攻击和对核心节点的目标攻击研究网络的稳定性.结果表明,大脑网络具有明显的小世界拓扑结构,拥有较高度和较大节点介数的节点为网络的核心节点,从而得出正常人大脑的核心节点主要分布在额叶和顶叶区域,通过随机攻击和对节点中心的目标攻击得出大脑网络具有较强的鲁棒性和脆弱性.     

SOFM网络在结构损伤位置识别中的应用

为实现结构的损伤定位，克服BP神经网络受病态样本影响大且抗噪声能力弱等缺点，采用SOFM（Self-Organizing Feature Map）网络，以结构振动组合损伤指标为网络输入，对一桁架结构进行了损伤位置识别研究。识别结果显示SOFM网络能够区分相似样本，由网络的拓扑图可以直观地评价网络训练和识别结果。在不考虑噪声情况下，网络可以正确识别损伤位置，在噪声水平不大于30％情况下，除个别单元外，网络对其他单元损伤的正确识别率均高于95％，显示出很好的抗噪声能力。     

网络安全及网络安全评估的脆弱性分析

随着计算机网络技术的迅速发展,在共享网络信息的同时,不可避免存在着安全风险,网络安全问题已成为当前网络技术研究的重点.网络安全风险评估技术能够检测网络系统潜在的安全漏洞和脆弱性,评估网络系统的安全状况,是实现网络安全的重要技术之一.     

复合材料结构损伤的属性理论综合评估

为获得一种实时判别复合材料结构损伤的方法研究了属性测度及其识别.用材料结构的应力变化和表面短裂纹群作为特征矢量对结构的状态进行离散化处理,将属性测度识别方法应用于各离散状态的识别,从而对材料结构的损伤程度进行评估.实验表明这种方法的综合识别效率优于径向基函数神经网络,为研究复合材料结构的损伤在线识别提供了一种研究方法.     

计算机网络脆弱性评估分析

随着社会经济的发展和科学技术的不断进步,对计算机网络安全技术提出了更高的要求,目前在计算机网络信息领域内,网络安全是研究的重点,尤其是在计算机网络脆弱性评估过程中,更是出现了各种问题,本文通过对计算机网络安全机制以及网络安全存在的问题进行分析,探讨计算机网络脆弱性评估。     

基于改进小波包能量的梁式结构损伤识别

利用小波包变换技术将结构的节点曲率响应分解到不同模态,选择能量较大的结构单阶模态响应构造损伤指标,使得损伤指标具有较强的噪音鲁棒性和损伤敏感性。通过统计损伤指标超过损伤预警值的次数来识别损伤,进一步降低了环境噪音对识别结果的影响。通过多种不同损伤工况的简支梁数值算例和实验验证了该方法的有效性。结果表明,该方法能够用于工程实际,当响应信号中的噪音在10%以下时,此方法能够准确的识别出较小程度的结构损伤。     

A novel method of constituting network security policy based on attack graphs

为了提高网络的整体安全性,提出了基于攻击图的网络安全策略制定方法.该方法首先从分布并行处理角度将不同区域的目标网络进行脆弱性分析任务划分,采用分布并行处理技术进行攻击图构建;其次,利用生成的全局攻击图识别目标网络中存在的脆弱性之间的关系,以及由此产生的潜在威胁;最后,将攻击图与遗传算法相结合,建立相应的数学模型,把安全策略的制定问题转化为带有惩罚的非约束优化问题,以最小的成本保证目标网络的安全.实验结果表明,该方法具有较高的攻击图生成效率,并且降低了攻击图生成时的系统资源消耗.该方法可以帮助网络安全管理人员有针对性地进行安全防护,能够适用于评估大规模复杂网络系统的整体安全性.     

杆系结构的拓扑易损性分析

现阶段对结构鲁棒性设计并没有形成统一的理论和方法,而结构易损性分析能够有效揭示结构缺乏鲁棒性的内在原因。首先以双杆体系为例,将节点构形度和荷载作用下的节点位移随双杆夹角的变化规律进行比较,发现节点构形度的大小代表着结构在此节点处抵抗任意方向荷载的能力,证明了构形度为整个结构或子结构构形好坏的评价指标。其次,基于构形度等凝聚准则,通过凝聚过程建立结构拓扑关系层级模型,识别结构存在连接薄弱的部位,并通过对层级模型的拆解及破坏模式评价指标的计算,得到结构具有易损性的破坏模式,其中包括最小破坏模式、最易发生破坏模式、完全破坏模式及最大破坏模式共四种破坏模式。最后,针对上述过程编制C++程序予以实现,并将其应用到平面桁架、平面刚架及空间网壳结构的分析中。算例分析表明,结构构形易损性分析能够有效反应结构存在的薄弱部位,同时能够识别结构损伤与失效后果具有不成比例的破坏模式,为采取合理措施降低结构内在易损性提供理论依据。     

基于脑功能网络的脑疲劳状态检测研究

为了对驾驶员的疲劳状态进行有效识别,进行了真实高速公路驾驶实验。通过无线脑电采集设备采集驾驶员在不同时刻的多导脑电数据。基于相位滞后指数对不同时刻的脑电数据分别建立邻接矩阵、二值矩阵,并构建脑功能网络,绘制脑网络地形图。利用复杂网络理论计算和分析脑功能网络节点特征参数--度,并对不同时刻的节点度进行对比。根据各个节点度的变化趋势以及驾驶员的主观判断,发现随着驾驶实验的继续,驾驶疲劳程度加深,大脑的信息处理能力降低,相位滞后指数值与节点度下降趋势明显。表明脑功能网络特征参数--度,能够作为表征大脑疲劳的客观指标。通过与其他检测方法的对比得到采用节点度作为脑疲劳状态评价指标可靠性更强。     

电网脆弱性综合评估

电力系统脆弱性是近年来的热点研究问题之一,经过众多科研人员长时间的努力。取得大量的研究成果。综述电网脆弱性的评估现状,根据分析角度的不同和脆弱源不同,在现有的电力网脆弱性理论的基础上进一步研究,定义和提出结构脆弱性和运行状态脆弱性的新的评估模型。这是一个结合状态变量强度和电网自身结构特征的新思想,成功建立一个可以通过在不同的状态变量中获得不同评估目的和评估结果的通用模型。     

自组织网络的可靠性评估算法研究

网络的可靠性是网络性能评估指标的一个方面,他对于网络系统级的性能评估有重要意义。本文从网络可靠性的概念、可靠性分析角度介绍了三种自组织网络的可靠性评估算法:基于跳面节点的可靠性算法、可靠性的上下界估计算法和经验值估计算法的原理和特点,然后介绍了网络性能评估可靠性算法中的一种新的研究方向———效能系数评估法。     

基于压电导纳的钢框架螺栓松动检测试验研究

介绍了基于压电导纳的结构健康监测技术基本原理;利用该技术对钢框架结构进行了螺栓松动检测试验研究。即将三个压电陶瓷片粘贴在钢框架节点处的不同构件表面,通过测量框架节点处各压电陶瓷片在螺栓松动前后电导纳的变化来识别损伤.试验结果发现,位于连接板处的压电陶瓷片对该节点处的螺栓松动最敏感,而与螺栓不直接相连的上斜撑上的压电陶瓷电导纳则几乎不受连接板螺栓松动的影响。分别定义了基于电导纳实部和虚部改变的均方根(RMSDR和RMSDI)作为损伤程度识别指标,对框架节点的螺栓松动损伤程度进行了定性识别研究。通过对得到的RMSDR和RMSDI两种损伤指标值对比发现,基于压电导纳实部信息定义的损伤程度识别指标RMSDR能较好地识别框架节点螺栓松动损伤程度,而基于电导纳虚部定义的识别指标RMSDI则不能正确识别。     

基于节点构形度均衡化的单层网壳结构优化设计研究

为实现网壳结构节点连接能力的均衡分布,改善结构性能,提升其极限承载力。基于构形易损性理论建立了衡量结构节点构形度差异性的评价指标,用以评价结构节点连接性能的差异性。在此基础上,将构件截面尺寸作为优化变量,以节点构形度差异系数最小化为优化目标,并考虑结构位移、构件长细比、强度及稳定性等约束条件,采用粒子群算法优化结构构件的截面尺寸。结果表明,节点构形度差异系数能准确反映网壳节点连接性能的差异性,通过粒子群算法优化结构构件的截面尺寸,可实现结构节点连接性能的均衡分布,改善结构在地震作用下的倒塌模式,有效提升了结构的整体性能。     

军事物流配送安全性概念框架的建立

现代战争对物资的高依赖性,使得物资保障能够影响战争进程,甚至决定战争结局。针对现代战争对物资保障的稳定性和可靠性要求,在归纳了不同学科内安全性定义的特点之后,提出了军事物流配送安全性的概念,并论述了概念的内涵。从军事物流配送安全性的影响因素出发,探讨了军事物流配送安全性概念框架的内容,主要包括物流网络设计、节点防护、应急协调3个方面。给出了框架内物流配送中心选址、脆弱性评估、防卫力量分配3个关键问题的初步解决思路。对下一步的研究进行了展望。     

基于同步挤压和时间窗的时变结构损伤识别

在连续小波变换的基础上,运用同步挤压和时间窗思想,提出了新的时变结构损伤识别指标。通过简支梁刚度突变、刚度线性变化和简支梁多点时变损伤三个数值算例对提出的损伤指标进行了验证,结果表明:该指标能够有效地识别结构的时变损伤,且时间窗的选取基本上不影响时变损伤指标的取值。     

大跨桥梁监测无线传感网络节点布置方法研究

为了避免无线传感网络出现“能量洞”而造成整个网络的过早死亡,提出一种新型大跨桥梁监测无线传感网络节点布置方法.首先分析了无线传感网络节点的能量消耗原理,提出以数据获取效率作为无线传感网络的性能评价指标,推导了基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法的理论公式,并对几种桥梁测试工况进行了无线传感网络布置仿真分析.仿真结果表明,与传统的节点均匀布置方法和传感节点不参与数据传输的网络节点布置方法相比,基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法能够很好地保证网络中各个节点能耗的均匀性,在相同的成本投入下获得最多的结构状态信息.基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法可充分利用无线传感网络中的所有节点,有效地消除“能量洞”现象.     

全局视角下的南京地铁网络拓扑结构比较

基于复杂网络理论,从全局视角出发,针对南京地铁2016年实际运营网络及2021年规划运营网络分别构建Space L拓扑结构模型,并针对地铁网络的平面特征,应用节点度及其分布、平均最短距离及其分布、网络直径、介数及联通度指标对其结构特性进行分析比较。研究结果表明,2016与2021年地铁运营网络均具有无标度特性,节点度指数分别为4.2与3.7,2021年地铁网络肥尾特征更明显,且hub点发生较大变化;2021较2016年地铁网络联通度有所提高,但都不到0.4,且网络平均最短距离均大于其网络顶点数目的对数,因此不具备小世界网络的特征。根据结论提出正确识别一个网络的关键节点,有必要将网络本身的静态结构与代表动态结构的流量因素综合考虑;其次衡量地铁网络的发展程度时,需将覆盖区域面积加以考虑,单纯考虑联通度值不够准确。此研究对进一步研究南京地铁网络鲁棒性、易损性、可恢复性进而优化其资源配置、加强风险管理具有重要意义。     

基于不完备频响函数的结构多损伤定性和定量识别

传统的频响函数损伤探测方法对单损伤识别效果明显,却难于精确识别多损伤情况。为了解决结构的多损伤位置识别和损伤程度的判定问题,将不完备的频率响应函数应用于结构的损伤检测研究,并提出了一种两阶段的损伤识别方法。首先,利用不完备的频率响应函数确定相应的损伤指标,并通过不同节点和自由度处损伤指标的改变来分别初步判断损伤的位置;然后,推导分析了损伤程度计算公式,利用该公式可以精确的计算出相应损伤单元的损伤程度。仿真结果表明,通过自由度损伤指标的改变可以较为精确的识别出损伤的位置,优于节点损伤指标判别法,而通过损伤定量公式不仅可以得到损伤程度的量化值,而且可以更精确的判断损伤的位置。     

基于能量有限元法的损伤板结构振动分析

工程结构在服役期间会出现各种形式的损伤,其结构动力学参数和能量传播形式也会随之产生变化,因此基于振动的结构损伤识别得到了广泛的研究并在工程运用中具有重要的意义。采用能量有限元法对含有损伤的平板和耦合板结构的振动特性进行分析,算例分析中分别采用能量有限元法和有限元法对平板的能量密度进行了计算和对比,验证了能量有限元法的准确性。在此基础上提出了基于能量密度变化和结构声强变化的两个损伤指标,并对损伤识别指标进行了可视化分析,随后通过算例对比进一步确定基于能量有限元得到的结构声强变化能够有效地识别板结构的损伤部位,并对含有损伤的耦合板的结构声强进行了研究,为今后将能量有限元法进一步应用到结构损伤识别中提供了基础。