基于突变理论通信系统脆性研究

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1、20传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第10期基于突变理论的通信系统脆性研究樊松，毕晓君，陈健，刘光宇(1．江西省电力信息通信中心，江西南昌330077；2．哈尔滨工程大学信息与通信工程学院。黑龙江哈尔滨1500013．哈尔滨工程大学水声工程学院。黑龙江哈尔滨150001)摘要：通信技术的不断发展，规模越来越大，功能更加复杂，使得对复杂系统的控制与描述变得越来越困难。以突变理论为基础研究通信网突变特点，利用突变模型描述通信网系统状态变化规律，通过尖点突变理论建立通信网脆性分析模型，实现有效的检

2、测，并分析物理脆性和结构脆性对通信网整体的影响。实验结果表明：提出的模型分析方法能够准确检测到系统脆性，且具有较好的实时性。关键词：突变理论；尖点突变理论；脆性；突变模型；复杂系统中图分类号：TN914文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)10-0020-03Research0nvulnerability0fcommunicationsystembased0ncatastrophetheoryFANSong，BIXiao-jun，CHENJian．LIUGuang．yu(1．JiangxiElectricPowerInformation&Commu

3、nicationCenter，Nanchang330077，China；2．SchoolofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China；3．SchoolofUnderwaterAcousticsEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Communicationstechnologycontinuestodevelop，scaleismoreand

4、morelarger，functionsaremorecomplex，controlanddescriptiononcomplexsystemsisbecomingmoreandmoredificult．Thecharacteristicsofmutationofcommunicationnetworkisresearchedbycatastrophetheory，catastrophemodelisbuilttoanalyzelawofsystemicstate，throughcuspcatastrophetheorytobuildmodelforvulnerab

5、ilityanalysis，andimpactofphysicalandstructuralvulnerabilityonwholecommunicationnetworkarepointedout．Experimentalresultsshowthatthegivenmodelanalysismethodcanaccuratelydetectvulnerabilityofsystemandhavegoodreal—time．Keywords：catastrophetheory；cuspcatastrophetheory；vulnerability；catastro

6、phemodel；complexsystem0引言1突变理论基本原理近年来，随着信息化、自动化和互动化在通信网间相互自然界中有许多现象都涉及不连续性，而突变理论是渗透的趋势越来越明显，对通信网的安全性提出了更高的一种能直接处理不连续问题的数学工具，适合用于内部作要求，必须建立一个高速、自愈的坚强信息通信网络，但通用尚属未知的系统研究，突变理论描述系统的变量有两信网安全方面存在很多问题J，如传输设备虽然形成了物类，一类是控制变量，指作为突变原因的连续变化因素。理环网结构但没有形成逻辑上的环网，不能充分发挥网络另一类变量是状态变量，它表示系统的行为状态。托姆通保护机制和

7、功能，部分光纤电路负荷过重等。目前，脆性分过数学推导得出自然界的各种突变共有7种基本方式，分析方法由于计算繁琐，仅通过独立地事件预测系统的性能，别为折线形、尖角形、燕尾形、蝴蝶形、双曲形、椭圆形和抛没有量化整体脆性、考虑链路和节点的相互依赖性，难以突物形。破网络规模的局限性，传统的脆性分析方法已经不能适应2基于突变理论的通信网脆性检测方法实现现代通信网的发展，因此，脆性研究对于构建完善的通信网在通信网中，系统的脆性指的是系统在被攻击和故障具有重要意义。发生下受影响的程度，主要表现为物理脆性和结构脆性。收稿日期：2012-08-20基金项目：国家电网公司科技项目(