[发明专利]基于随机模拟的网络系统可靠度及其不确定度的算法

说明书

技术领域

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

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

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。

为了解决上述问题，本发明技术方案如下。

一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。

(1)网络系统可靠度的计算方法：

假设网络系统中每个单元的可靠度为p_i=(i=1，2，，，n)，分别对每一单元产生0～1间均匀分布的随机数r_i(i=1，2，，，n)，当r_i>p_i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

Rs=NcN.---(1)]]>

(1)式中，Nc是试验中的网络连通次数。

通过解析法可以得出，网络系统单元i的单元概率重要度I_prob,i相对于p_i为一常数，有

Iprob,i,=5Ps5Pi=$Rs$Pi---(2)]]>

首先可以计算网络系统S的可靠度为R_s，另外假设单元i可靠度为1时，形成一个新的系统S_i，得出它的可靠度为考虑到系统S_s与S的区别仅仅在于单元的可靠度不同，故对网络系统S_s的可靠度随机抽样试验可以在S的基础上进行。则由式(2)及式(1)可得