关联基础设施网络在级联故障下的脆弱性研究

为研究电力-天然气级联故障和系统间的关联性对基础设施脆弱性的影响,采用复杂网络理论与方法,以华中地区某城市电力-天然气网络为例分析了关联基础设施网络在级联故障下的脆弱性。通过对电力、天然气网络的功能特性以及网络之间的关联关系与接口设计标准进行建模,得到了网络的全局脆弱性和最优接口。同时利用网络的关键组件辨识方法,得到了网络的脆弱性指标,为控制基础设施系统的级联故障、增强系统的抗干扰能力提供了决策支持。

基于不完全信息博弈的关联基础设施网络保护策略研究

攻击的智能性和基础设施网络间关联的复杂性为制定关键基础设施保护策略带来了巨大挑战.基于此,本文以社区关联基础设施网络为对象,探讨了在攻击和保护资源有限的一般情形下,求解最佳保护策略的模型和有效算法.首先,根据城市社区关联基础设施网络间的关联关系,构建了关联基础设施网络物理模型;其次,基于网络最大流思想,设计了“最大流综合指数”来表征多个关联基础设施网络的工作绩效.然后,基于保护策略公开和攻击者总是选择最佳的攻击方式破坏关联基础设施网络的博弈场景,构建了用于求解不完全信息下“攻击资源不确定-保护资源有限”的关联基础设施网络保护策略求解模型.进一步,设计了计算单向依赖关联基础设施网络遭受攻击后的最终失效组件计算方法,并提出求解关联网络最佳防守-攻击策略的probabilistic solution discovery algorithm(PSDA)算法.该方法被应用到一个代表性算例当中,以验证算法的有效性和解释模型的应用.