基于Markov理论的多维系统可靠性评价体系构建

无线通信系统可靠性是衡量网络性能的重要指标体系,可用于指导用户的个性化网络定制,提升用户的网络体验。由于新一代通信系统中海量数据业务对网络的要求呈现强异质性,网络需要更为全面多元的可靠性评估体系,用以指导网络优化、资源配置。而无线信道的随机性、用户数据生成的偶发性,使得系统可靠性成为一个随机变量。本文基于Markov理论,为无线通信系统构建多维度的可靠性评价体系,将用户数据到达过程、无线链路服务过程分别建模为泊松和指数分布,利用生灭过程描述多信道可用性的随机变化,提出系统丢包率、两次故障发生的平均时间间隔(MTBF)、平均故障时间(MDT)、平均正常运行时间(MUT)四个可靠性评估指标,并分别推导了对应的闭式表达。

基于Markov理论的含风电电力系统随机建模及小干扰稳定性分析

随着风电并网规模的不断扩大,风能的波动性、间歇性导致电力系统的随机特性越来越突出,传统的确定性分析方法和基于常规随机微分方程的方法难以准确分析含风电电力系统的稳定性。在常规随机微分方程的基础上,引入Markov理论,建立了用于分析含风电电力系统随机小干扰稳定性的随机Markov动态模型。利用李雅普诺夫能量函数,结合M矩阵,提出含风电电力系统在多工况下随机均值和均方稳定的分析方法。该方法能克服常规随机微分方程分析方法无法分析系统在运行工况改变下的小干扰稳定性的缺点。仿真结果验证本文所提方法的有效性和正确性。

基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析

提出了一种基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析方法。首先建立了一类考虑Markov转移概率密度矩阵的Lyapunov-Krasovskii泛函,并求解该泛函沿系统的导函数,然后,在该导函数中加入由Newton-Leibniz公式构造的松散项,以降低保守性,在此基础上,构造一组线性矩阵不等式,并利用广义特征值求解电力系统在运行方式调整、运行参数变化以及负荷功率波动等跳变工况下,所能承受的最大时滞。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果均验证了该方法在考虑电力系统跳变特性的情况下,求解电力系统时滞稳定上限的正确性及有效性。

Markov控制过程基于神经元动态规划的优化算法

论文在Markov性能势理论基础上 ,研究了Markov控制过程在神经元网络等逼近结构表示的随机平稳策略作用下的仿真优化算法 ;分析了它们在一个无限长的样本轨道上以概率 1的收敛性 ;并给出了一个三

货币流通稳定性的Markov数理统计方法研究

根据货币流通性,考虑到货币流通的不稳定性,采用数学模型利用m arkov链理论使其达到预期的稳定目标,并具有可操作性。

基于雷达数据的飞行受限区形变及方位预测

强对流天气是影响飞机飞行的重要原因之一。为了有效减少飞机改航的经济浪费,同时降低遇到危险的概率,需要准确划设飞行受限区并进行预测。首先提取出影响飞机飞行的雷雨点数据,采用Graham算法划设静态飞行限制区的初始多边形,提出距离均值方法对飞行限制区的几何形状变化进行预测。然后引入Markov思想通过类状态转移矩阵预测飞行限制区的中心点位置变化,提出角度增量的方法预测飞行限制区中心点角度变化。实例结果表明,对于时间分辨率较低的雷达气象数据,该方法预测精确度较高且偏差度较低,并且可以实时更新预测区域。在静态飞行限制区的基础上实现了动态预测,使预测结果更贴近实际变化情况。

冗余可修系统可用度的随机Petri网建模与分析

基于随机Ｐｅｔｒｉ网，提出了一种较为简单的计算冗余可修系统稳态可用度的方法．该方法由于利用了随机Ｐｅｔｒｉ网作工具来分析系统状态之间的转移过程，从而使过程清晰明了，鉴于Ｐｅｔｒｉ网模型。

海底管道维修策略研究

为改善海底管道周期性维修策略的技术经济效果,运用Markov理论,建立管道腐蚀损伤发展过程的预测方法,确立综合可靠性与维修成本为维修策略的评价指标。选取腐蚀深度作为判断腐蚀损伤严重程度的指标,并将其划分为有限、离散的状态区间。预测管道在维修策略及腐蚀作用下未来各时期将处于不同状态区间的概率,以此测算判断管道可靠性的变化。在此基础上加入采取不同单项策略的维修成本信息,便能预测不同策略组合影响下总的维修成本期望。以某海底管道为例,制定维修策略。结果表明:在制定维修策略时,需考虑维修的技术效果及成本,这样有助于提高管道维修质量。

西大洋水库唐河支流丰枯演化特征研究

唐河支流入库径流状态的变化对于西大洋水库运行管理及保障雄安新区水量供给都具有十分重要的现实意义,为此本文以西大洋水库唐河支流上下游倒马关、中唐梅水文站实测径流资料为研究基础,运用Archimedean Copula函数及Markov相关理论对两站丰枯遭遇概率及丰枯转移状态进行系统研究。结果表明:丰枯遭遇概率分析中,下游中唐梅水文站承接上游来水效果较好,两站丰枯遭遇概率中具有很强的同步性,概率接近0.8;丰枯转移状态研究中,两站在丰水状态都具有最强的自保守性,倒马关径流序列更显平稳,相较更适合预测;在稳定状态下倒马关水文站极端情况的重现期呈现相反态势,即特枯状态平均重现期最长,约为14年,而中唐梅水文站特丰状态平均重现期最长,约为10年,极端情况下的上游有利趋势并没有在下游水文站更好地呈现。

实时在线UPS电源监控系统硬件设计与分析

针对UPS电源监控方面存在的不足,设计了实时在线的监控系统。设计了系统的硬件功能模块,给出具体电路原理图;应用Markov理论,对系统的单个硬件功能模块和整个系统进行了可靠性分析与建模;应用所建立的模型,对单个硬件模块的可靠度和系统的可靠度进行了定量计算。通过分析计算,提出的方法具有一定的实用性。

考虑电力系统跳变特性的时滞稳定控制策略

电力系统运行状态及参数发生跳变时,系统可能由于仍采用跳变前的时滞控制策略而失稳。针对该问题,提出了基于离散Markov理论的时滞稳定控制策略。首先将基于自由权矩阵的牛顿-莱布尼兹公式与考虑Markov跳变的时滞系统模型引入至Lyapunov-Krasovskii泛函的微分方程中,构造考虑电力系统跳变特性的非线性最小化时滞控制器,在此基础上,利用Schur补对控制算法中的非线性项进行解耦,并将含有非线性项的矩阵不等式转化为标准线性矩阵不等式,从而避免因迭代产生的求解效率低等问题。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果验证了该控制器在电力系统发生跳变前后,均能有效阻尼区间振荡,并可保证跳变后的系统不受跳变前时滞控制策略的影响而失稳;与未考虑跳变的时滞控制方法相比,该方法具有更好的控制效果。

具有Bernoulli反馈的Geo~ξ/Geo/1排队系统

讨论具有Bernoulli反馈的Geo~ξ/Geo/1排队系统,利用Markov链理论与概率母函数的方法,给出该系统在平稳条件下队长的概率母函数及期望,忙期的概率母函数方程及期望。利用平稳队长与顾客逗留时间序列的关系式,给出顾客逗留时间的分布。而文[1]是本文的一个特例。

考虑温备用和相关故障的核动力冗余泵组可靠性评估

止回阀的切换故障和冷却剂泵之间的共因故障大大削弱了冗余的安全作用,采用基于可靠性框图和Markov状态转移理论相结合的方法,考虑两泵为温备用的逻辑关系,通过定义温备用因子,推导了温备用共因故障模型,建立了考虑止回阀切换故障和两泵共因故障情况下的系统可靠性模型;实例研究表明:止回阀和共因故障大大削弱了冗余对于泵组系统可靠性的提高作用,该方法能够量化以上两因素对泵组系统可靠性的影响。

A Simulation Optimization Algorithm for CTMDPs Based on Randomized Stationary Policies^1）

Based on the theory of Markov performance potentials and neuro-dynamic programming(NDP) methodology, we study simulation optimization algorithm for a class of continuous timeMarkov decision processes (CTMDPs) under randomized stationary policies. The proposed algo-rithm will estimate the gradient of average cost performance measure with respect to policy param-eters by transforming a continuous time Markov process into a uniform Markov chain and simula-ting a single sample path of the chain. The goal is to look for a suboptimal randomized stationarypolicy. The algorithm derived here can meet the needs of performance optimization of many diffi-cult systems with large-scale state space. Finally, a numerical example for a controlled Markovprocess is provided.