突發事件下通信網路可靠性及資源配置應急策略

《突發事件下通信網路可靠性及資源配置應急策略》是依託中國科學院大學，由楊文國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：突發事件下通信網路可靠性及資源配置應急策略
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊文國
• 依託單位：中國科學院大學

項目摘要

近年來頻發的突發事件對通信網路造成了嚴重破壞和巨大損失，通信網路可靠性及應急策略研究事關國計民生、意義重大。突發事件下通信量的變化及節點失效帶來網路結構的變化，造成了網路可靠性的降低，增加了應急策略中資源配置的難度。傳統的隨機規劃方法依賴於不確定量的機率分布，但通信量、節點失效等不確定因素的機率信息很難事先準確給出，因此需要研究處理不確定因素的新方法。本項目提出用魯棒最佳化進行通信網路可靠性保護的新策略；研究通信量、節點失效等不確定因素的描述方法，用有界凸集刻劃通信量的變化範圍，把節點失效看做離散情景，建立保證可靠性的魯棒最佳化模型，構造合適的魯棒對應問題，並進行複雜性分析和算法設計，使用我國通信網路實際數據對模型和算法進行仿真計算，為制定保證通信網路可靠性的資源配置應急策略提供依據。本項目建立用魯棒最佳化研究通信網路可靠性的一種新方法，對於揭示突發事件下通信網路可靠性的變化規律具有實際意義。

結題摘要

近年來頻發的突發事件對通信網路等基礎設施造成了嚴重破壞和巨大損失，開展通信網路可靠性及應急策略研究事關國計民生、意義重大。突發事件下通信量的變化及節點失效帶來網路結構的變化，造成了網路可靠性的降低，增加了網路可靠性研究的難度。依賴於不確定量的機率分布的隨機規劃等傳統方法，因通信量、節點失效等不確定因素的機率信息很難事先準確給出而失效。本項目提出了處理不確定因素的一種新的魯棒最佳化方法，通過建立魯棒最佳化模型進行通信網路可靠性保護策略研究，給出了通信量、節點失效等不確定因素的描述方法，用有界凸集刻劃通信量的變化範圍，把節點失效看做離散情景，建立了保證可靠性的魯棒最佳化模型，基於對偶理論和情景鬆弛構造了合適的魯棒對應問題，給出了問題的NP複雜性分析結果和基於情景鬆弛的模型簡化轉化方法；設計了基於B&B、NLP和Benders Decomposition的求解算法，並用我國通信網路實際數據的進行了仿真測試，驗證了所提模型及算法的有效性，為制定保證通信網路可靠性的資源配置應急策略提供了決策依據。本項目建立了用魯棒最佳化研究通信網路可靠性的一種新方法，提出了衡量網路魯棒性的條件匹配數等新的度量，並分析了給定網路結構下這些度量的界；建立了電信網路故障後的資源配置的一系列選址模型並給出了近似比結果；針對電信網路中的信息傳送提出了可用於可靠性電信網路建設的Reliable Steiner Tree新問題，並分別設計了精確和近似求解算法；建立了考慮需求不確定的通信網路設計模型，給出了不確定需求的支配關係；建立了通信網路中不確定信息下的數據調度模型並給出了高效調度算法；這些結果對於揭示通信網路可靠性的變化規律具有理論意義和實際價值。