[发明专利]基于超边内部结构的随机超网络鲁棒性研究方法和系统

权利要求书

1.一种基于超边内部结构的随机超网络鲁棒性研究方法，其特征在于，包括：

获取公交线路以及公交站点，将所述公交站点抽象为节点，将所述公交线路抽象为超边；

构建均匀随机超网络模型；

改变所述超网络模型中超边内节点的连接方式，并构建超边内部不同结构的均匀随机超网络；

基于容量-负载模型，得到更适用于超网络结构的新容量-负载模型，并将所述新容量-负载模型应用到所述随机超网络中，得到不同超边内部结构下随机超网络的鲁棒性，具体为：

在有N个节点的超网络中，节点v_i的初始负载与该节点的超度d_H(v_i)和节点度d(v_i)有关，其初始负载被定义为：

设节点v_i与节点v_j在某条超边内通过普通边连接，在t时刻，当节点v_i因故障失效时，负载将失效节点v_i的超度d_H(v_i)等分，并将等分后的负载分配给与v_i关联的所有超边，且所述超边接收到的负载为：

将某条超边e_i接收到的负载按照节点v_i在超边e_i中的节点度等分，则节点v_j接收到的负载为：

其中，θ为扰动参数，且0≤θ≤1，t时刻超边e_i内的节点v_j接收到的额外载荷与t时刻失效节点v_i的超度、节点v_i在超边e_i内的普通度以及节点v_i的初始负载有关，若t时刻节点v_j未失效，则其负载为节点v_j在t-1时刻的负载加上从失效节点v_i重分配到的负载，即：

在现实超网络中，容量是节点或者超边所能处理负载的最大值，与节点的初始负载成正比，设节点v_j的容量为根据公式：

其中，T为容量参数，设临界阈值为T_C，T_C是避免超网络发生全局崩溃的最小容量值；当TT_C时，整个超网络不会出现全局崩溃；当TT_C时，整个超网络会发生全局崩溃；因此，T的临界阈值T_C是衡量超网络鲁棒性的重要指标；显然，T_C越小，表明超网络越鲁棒；

若节点v_j在获得额外载荷之后发生失效，则应满足如下不等式：

若满足不等式，则节点v_j将过载失效，当v_j的负载被重新分配后，将会导致其它的节点发生失效，结合上述节点v_j接收到的负载公式，上述不等式可以表示为：

对于负载重新分配后的其它节点，若满足不等式，则该节点失效；当超边内节点全失效后，则此条超边发生失效；当超网络中的失效节点数达到一个稳定状态或者所有节点全部失效后，统计超网络中的失效超边数F_M，0≤F_M≤M，超边失效比例f_M的计算公式为：

其中，M是超网络的超边总数；f_M越大表明超网络中失效超边数越多，即超网络的鲁棒性越差。