[发明专利]一种航空相依网络故障传播分析方法

权利要求书

1.一种航空相依网络故障传播分析方法，其特征在于，包括步骤：345

步骤1.建立航空相依网络模型；

步骤2.使航空相依网络模型中某些节点处于故障失效状态，从而引发故障传播过程；

步骤3基于建立的航空相依网络模型统计三种故障状态的节点的测度并结合航空相依网络模型中节点故障比例的关系得出故障在航空相依网络模型中的传播规律；

所述航空相依网络模型中的节点和边包括三种故障状态，包括初始状态H0，故障累积状态Hn，失效状态HN，初始状态定位为假设节点或者边运行最佳的状态，网络的状态与节点和边均有关系，节点i的初始状态表示为：

其中v_i为节点i的属性，F_i为节点i的性能，Y_i为节点i的裕度，Y_j为节点j的裕度；

节点i与j之间的连边初始状态表示为：

其中e_ij为节点i与j之间的连边的属性，F_ij为节点i与j之间的连边的性能，Y_ij为节点i与j之间的连边的裕度；

故障累计状态定义为网络的节点或者边处于故障累积状态，节点或者边仍然可以正常工作，网络运行受到干扰，但仍未达到全面崩溃状态，节点i的故障累积状态表示为：

节点i与j之间的连边故障累积状态表示为：

失效状态定位为节点或者边的故障累积到一定程度后，裕度小于0，则节点或者边处于失效状态，节点i的失效状态表示为：

节点i与j之间的连边失效状态表示为：

故障在所述航空相依网络模型中以两种方式进行传播，包括在同一网络模型内的传播与不同网络模型间的传播，当处于同一网络模型内的传播时，节点失效后荷载重新分配规则如下：

其中失效的节点的负荷为F_f，α_f为失效节点f的相邻的节点的集合，ΔF_i为失效节点f的相邻的节点i在节点f失效后的荷载重新分配，j∈α_f，荷载重新分配后，状态转移如下：

当故障在不同网络模型中传播时使用的规则如下：

规则1.故障发生在管制扇形网络模型中，与故障管制节点相连的航路节点和机场节点同时发生故障；

规则2.故障发生在航路网络模型中，与故障航路节点相连的机场节点同时发生故障，与故障航路节点相连的管制节点状态变为故障累积状态；

规则3.故障发生在机场网络模型中，与故障机场节点相连的管制节点和航路节点状态变为故障累积状态；

使用测度作为研究故障传播规律的判断标准，统计测度公式为：

其中式中S为相依网络模型中节点状态的测度，s(q)为网络遭到q比例的故障失效后，所述网络模型中三种故障状态的节点的总和，N为相依网络模型中节点的总和。

2.如权利要求1所述一种航空相依网络故障传播分析方法，其特征在于，所述航空相依网络模型建立的步骤为：

步骤1.建立机场网络模型，建立方法为：以机场为节点，机场间具有备降关系的建立边，构建机场网络模型；

步骤2.建立航路网络模型，航路网络模型的建立方法为：以全向信标台、测距台或者无方向性导航台为节点，以节点间的航路为边构建航路网络模型；

步骤3.建立管制扇区网络模型，管制扇区网络模型建立的方法为以扇区为节点，以扇区间的航班的移交关系为边，不考虑临时开放与闭合的扇区，将高扇合并到相应低扇中构建管制扇区网络；

步骤4.建立所述航空相依网络模型，方法为：通过机场网络模型、航路网络模型，管制扇区网络模型之间的互相联系，构建航空相依网络模型，其中，机场网络模型与航路网络模型的连接为机场与最近的全向信标台、测距台或者无方向性导航台连接，机场网络模型与管制扇区网络模型的连接为管制网络对机场网络的管理与指挥，以及机场网络对管制网络的管理进行信息的反馈，航路网络模型与管制扇区网络模型的连接为管制网络对相应航路点的指挥与控制，以及航班经过该导航点相应的管制点给予的信息反馈。