基于脆性熵的城市生命线灾损敏感性评估

为了对城市生命线在灾害作用下的高度敏感性和耦合放大性进行全面的评估,引入脆性熵理论对城市生命线的灾损敏感性进行研究。在界定承灾体脆弱性和灾损敏感性概念的基础上,构建城市生命线灾损敏感性评价指标体系。在综合考虑网络节点的结构重要性和功能重要性的基础上,用网络的实际均衡熵与系统最大熵的比值建立单功能网络结构灾损敏感性指数的计算模型。从影响机理入手,对各生命线子系统之间不同作用类型进行划分,并构造相应的布尔型矩阵,利用脆性熵理论分析各生命线子系统之间的脆性关联程度,得到生命线系统整体网络结构的灾损敏感性计算模型。从质量灾损敏感性和网络结构灾损敏感性2个方面建立城市生命线的灾损敏感性评估模型。研究结果表明:各子系统之间的脆性关联会使得城市生命线的灾损敏感性增加;在受到灾害破坏时,通讯系统与其他子系统的脆性关联最大,在灾后应该抢先修复。

基于脆性熵理论的船舶电力系统脆性评价

将脆性理论引用到船舶电力系统研究中,通过对船舶电力系统脆性概率熵、脆性综合概率熵、脆性风险熵、脆性综合风险熵定义和研究来分析船舶电力系统的脆性.通过仿真表明以上定义能很好地评价船舶电力系统的脆性.

基于脆性熵的系统脆性研究

避开系统复杂的内部结构 ,直接从系统输入输出入入手 ,建立一种包含外部环境输入和系统输出的系统脆性分析模型 ,提出由外部环境的不确定性和其结果的危害性两方面因素共同刻画系统脆性的概率风险的方法 ,定义系统脆性风险函数和脆性熵的表达式 ,剖析脆性熵的主要数学特性 。

基于脆性熵理论的“E-PID”控制算法的研究

首次将熵理论引入到系统的控制算法中,根据提出的脆性熵(脆性同一熵,脆性波动熵,脆性对立熵,相对熵等)理论为基础,与传统的PID控制算法相结合,构成了"E-PID"控制算法。仿真结果表明,"E-PID"控制算法具有一定的可行性和优越性。

一种基于脆性熵函数的通信系统脆性研究

针对开放的通信系统进行研究,提出了脆性是通信系统的基本属性,且给出了通信系统的脆性描述.根据信息论的信息率失真和信息传输理论可知信息率失真函数以及热力学中熵增大定理有着巧妙联系,由此可以把信息率失真函数写成熵差的形式.在此基础上,在通信系统中建立了脆性熵函数的概念,它反映了信息在通信前后脆性变化情况,同时对导致通信系统崩溃起着重要作用.最后,以离散信源为例对通信系统脆性进行定量分析,分析结果表明该方法不仅为通信系统脆性分析提供有效的、可行性的分析方法,而且为进一步研究通信系统的脆性评价奠定了理论基础.

基于脆性熵的群体踩踏事件演变研究

大规模群体踩踏事件的成因和演化过程成为公共危机管理的研究热点之一。文章利用脆性熵来研究系统崩溃成因及演化。根据人流去向和波动情况的比率来表征事件的同一概率、波动概率和对立概率,并根据其值来计算相应的脆性同一熵、脆性波动熵、脆性对立熵,同时利用燕尾突变级数法求出各种熵在脆性联系熵中的权重用以计算系统的脆性联系熵,表明脆性基元内子系统的熵值在外界干扰过程中不断增加,达到临界熵值而崩溃,致使发生大规模群体踩踏事件。通过利用系统脆性熵对上海外滩踩踏事件进行实例分析,可以较清晰地揭示踩踏事件的发生、演化,并能根据脆性熵值进行预防和管理危机事件。

基于熵理论的船舶电力系统脆性分析

将复杂系统脆性引用到船舶电力系统研究中,通过对船舶电力系统脆性概率熵、脆性综合概率熵、脆性风险熵、脆性综合风险熵定义和研究来分析船舶电力系统的脆性。通过仿真表明以上定义能很好地评价船舶电力系统的脆性。

基于熵的复杂系统的脆性理论基础研究

目前,国内有学者提出脆性是复杂系统的一个基本特性。本文根据物理熵、信息熵等理论,给出了脆性熵,脆性度,脆性联系度等基本概念及计算公式,并从脆性的角度给出了测量子系统重要性的计算方法。针对人工建立的复杂系统的脆性进行研究,以子系统间的脆性联系为基础,建立了复杂系统脆性的理论基础。复杂系统脆性概念以及相关理论的提出将对深入研究复杂系统的本质,具有一定的指导意义,为复杂系统的分析提供一种理论依据。

基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测

为研究电力系统连锁故障机理并对连锁故障传播路径进行辨识,从复杂系统的脆性角度出发,提出了线路之间脆性风险熵的计算方法,选择与故障线路脆性风险熵较大的线路作为下一级故障线路,提出了基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测模型。连锁故障的实质是电力系统中脆性源被激发后的脆性传播过程,随着故障的传播,元件间脆性风险熵呈增长趋势。新英格兰39节点系统的仿真结果表明,脆性风险熵的变化趋势可以为运行人员制定防御策略提供量化参考。

基于脆性联系熵的复杂系统崩溃致因研究

针对开放的复杂系统进行研究 ,首次提出并论证了脆性是复杂系统的一个基本特性。根据集对分析的理论 ,定义了子系统间的脆性联系熵、脆性基元的概念 ,同时将非合作博弈的理论和方法引入到复杂系统的脆性的研究中。基于复杂系统博弈的动力学 ,建立复杂系统脆性仿真模型 ,仿真结果说明复杂系统的崩溃 ,是由于基元内子系统的熵值在外界干扰过程中不断增加 ,而且又无法从周围环境得到负熵流的补充时 ,达到临界熵值而导致崩溃。

基于脆性联系熵的铁路工程桥隧接口故障分析

为明确铁路工程桥隧接口系统内部的故障情况,提出一种基于脆性联系熵的铁路工程桥隧接口故障分析方法。依据接口间的相互影响程度,利用脆性联系熵,完成接口系统内部脆性联系的量化;通过构建接口脆性基元分析多接口的动态故障情况,接口的熵增决定接口系统的故障演化方向,这一过程体现了接口在动态故障中的博弈行为;将受故障影响的接口映射为博弈中的参与者,建立铁路工程桥隧接口非合作博弈故障分析模型;以实际工程为应用案例,仿真结果表明:铁路工程桥隧接口系统内部存在连锁性的故障传播情况,在以每6单位时间为周期进行周期性维修时,只需要完成铁路工区内64%的工程接口检修,便可保证铁路工程桥隧段的正常运营状态;通过接口故障分析研究,明确了接口故障发展的过程,为提高铁路工程桥隧接口的安全性和可靠性提供理论支撑。

基于脆性联系熵的复杂系统特性的研究

针对开放的复杂系统进行研究,提出脆性是复杂系统的一个基本特性。根据集对分析的理论,定义了子系统间的脆性联系熵、脆性基元等概念。并从复杂系统脆性的角度来分析突发事件对系统产生的影响。仿真结果说明,若系统无法从周围环境得到负熵流的补充时,系统熵值在突发事件干扰过程中将不断增加。在系统得到负熵的补充后,系统的熵值下降。

基于脆性风险熵的复杂电网连锁故障脆性源辨识模型

复杂电网连锁故障是引发系统大停电的主要原因,其实质是脆性源被激发后系统脆性的传播过程。为研究复杂电网大停电的机理及防御措施,同时找出电网的薄弱环节,提出了一种基于复杂系统脆性理论的连锁故障脆性源辨识模型。模型从电力系统本身具有的脆性出发,用潮流熵来衡量电网所处的状态,通过脆性关联及熵增分别从元件和宏观上阐述连锁故障的传播机理。提出了脆性源的辨识方法,并综合元件脆性关联度的分析给出了对连锁故障影响较大的系统薄弱环节的判定流程,通过对连锁故障过程的模拟,用脆性风险熵来评估元件退出运行对电网状态的影响及造成的负荷切除,为连锁故障防御策略制定提供依据。以甘肃电网为例验证了模型的有效性和可行性。

基于脆性风险熵的制造设备脆性测度与评估分析

针对制造设备脆性难以量化评估的难题,提出一种基于表征设备状态的性能参数和脆性风险熵原理相结合的设备脆性量化评估方法。通过建立性能参数与设备性能状态的映射关系划分设备的各种工作性能状态,对设备状态概率进行计算,同时从设备所处状态的概率及其状态对设备本身造成的影响两方面构建设备脆性风险熵测度模型,完成对设备运行过程中的脆性测度与评估分析。以某发动机柔性装配线上的关键工位为例,验证了该模型和方法在量化评估设备脆性的有效性。

基于元胞自动机的舰船电力系统脆性建模

为了分析复杂舰船电力系统的脆性,提高系统的可靠性,以及评价系统的脆性程度,基于熵理论,给出了包括系统自身熵变、脆性联系熵、负熵的舰船电力系统脆性熵的定义,以及舰船电力系统的脆性概率熵、脆性综合概率熵、脆性风险熵和脆性综合风险熵的定义。采用一维扩展元胞自动机(CA),对舰船电力系统脆性熵变和脆性评价分别制定了元胞自动机的演化规则,对舰船电力系统进行脆性建模,以元胞自动机构行序列形式给出了脆性建模的结果,模拟了复杂舰船电力系统在受到内外干扰后脆性演变过程。采用元胞自动机建模可避免求解复杂的微分方程组,使求解简单直观。

基于脆性理论的地空导弹装备保障模式分析

地空导弹(ground to air missile system,GAMS)作为复杂的高技术装备,其装备保障问题一直备受关注。为研究GAMS装备保障力量的运用,在分析GAMS特点的基础上利用脆性理论方法,对其装备保障机制进行了脆性建模及仿真实验。首先,根据武器结构特点,确定了装备内主要的脆性关系;然后,结合脆性理论定义了武器脆性状态及脆性熵,并提出了武器脆性演化的计算方法;之后,按照保障工作特点设计了武器保障的具体规则;最后,根据部分近似的武器状态参数设计了运算参数及其评价指标,并通过仿真实验生成了武器的脆性变化过程。重点分析了不同保障条件下2类主要的保障模式对保障效果的影响及其中的机制变化,为改进现有的保障模式提供了新的思路和方法。

网络通信系统的信息脆性风险评估

提出了一种基于脆性风险熵的网络通信系统信息脆性风险评估模型。脆性风险熵是衡量通信系统在某一时刻的脆性风险,即崩溃可能的不确定性的测度,反映了对系统的脆性风险的总体预测和把握的能力。基于脆性风险熵建立了信息脆性评估体系,且采用模糊推理方法,结合专家的经验,由脆性风险熵和风险熵变化率推理出衡量系统信息脆性风险的脆性度,反映了网络通信系统信息脆性风险的变化趋势,为决策人员提供了依据和支持,为系统下阶段的需求分析提供客观准确的数据。以一个具体网络测试系统为例说明此方法的先进性和有效性。

基于脆性联系理论的客滚船航行风险辨识研究

构建以客滚船为核心的SHEV风险辨识模型,筛选出客渡船运输过程中的5类脆性因子;通过AHP多目标综合评价确定各子系统中各因子的权重,得到权重向量Ai;再结合集对分析的数学方法,对各脆性因子进行赋权,并求取脆性关联熵值及脆性联系熵,进而进行客滚船航行风险辨识模型的研究.最后以北海至洋浦航线为例,进行模型的示范应用.

基于脆性理论的灾害作用下生命线系统耦联分析

一个城市或地区的承灾能力主要看其基础设施的承灾能力,其中最重要的一个部分就是生命线系统的承灾能力。在分析评价生命线系统承灾能力时,不仅要考察复杂性、均衡性和可靠性这些网络特征,还要考虑各子系统间的关联性。这种关联对生命线系统整体的承灾能力有削弱作用。根据复杂系统脆性理论的思想和脆性联系熵的方法,提出了用系统综合脆性联系熵来反映和评价生命线系统整体的关联特性,并通过判断各子系统间的相互影响关系,量化了生命线系统整体的易损性。经耦联关系分析和计算,灾害破坏下,从生命线系统相互作用来看,电力系统受其他子系统的影响最大;而由于供水系统的关键性和其影响方式的不确定性,灾后首先要恢复的是供水系统的工作或供给。证明了该方法为优化系统组织管理、控制灾后的修复工作和协调子系统间的关系提供了依据。

一般系统的脆性研究

基于一般系统结构理论 ,发展了金鸿章教授等提出的脆性定义 ,并且证明了脆性是一般系统都具有的共同属性。通过对脆性、脆性发生和脆性演化熵等基本概念的定义 ,以及对一般系统结构模型的数学分析 ,结果表明 ,一般系统脆性具有潜在性、连锁性和延时性等特点 ,影响系统脆性发生的主要因素包括随机因素对系统的扰动强度、子系统间的结合强度及其分布。此外 ,结果还表明如果系统的脆性演化熵S≠ 0 ,系统演化成新系统时具有不确定性。