Расчет надежности протяженных трехсвязных сетей

Автор: Перминов П.О., Мигов Д.А.

Журнал: Проблемы информатики @problem-info

Рубрика: Теоретическая и системная информатика

Статья в выпуске: 2 (63), 2024 года.

Бесплатный доступ

Рассматривается задача расчета вероятности связности протяженных сетей с ненадежными каналами связи. Точный расчет данного показателя - NP-трудная задача, что делает его затруднительным для сетей реальной размерности. Предполагается, что сеть имеет протяженную структуру, что характерно для сетей, расположенных в шахтах, кораблях, других протяженных обьектов, а также линейных беспроводных сенсорных сетей, предназначенных для мониторинга различных протяженных объектов, таких как трубопроводы. В отличие от ранее исследованного нами случая двусвязной сети, здесь мы предполагаем, что сеть трехсвязная и имеет группу поперечных сечений, т. е. вершинных разрезов. Для ускорения расчета надежности подобных сетей предлагается использовать структурную декомпозиции сети на основе формулы разложения по трехвершинному сечению. Этот метод, с использованием рекурсивного обхода сечений, ускоряет расчет надежности протяженных сетей по сравнению с известными методами. Результаты численных экспериментов подтверждают эффективность предлагаемого подхода.

Еще

Надежность сети, случайный граф, трехсвязный граф, вероятность связности, метод факторизации, декомпозиция сети, сечение, сепаратор

Короткий адрес: https://sciup.org/143183457

IDR: 143183457   |   DOI: 10.24412/2073-0667-2024-2-5-15

Список литературы Расчет надежности протяженных трехсвязных сетей

  • Жуковский М. Е., Райгородский А. М. Случайные графы: модели и предельные характеристики // Успехи математических наук. 2015. Т. 70. № 1 (421). С. 35–88.
  • Мочалов В. А., Мочалова А. В. Применение экспертных систем для расчета вероятности связности между узлами графа // В сборнике: Гибридные и синергетические интеллектуальные системы. Материалы V Всероссийской Поспеловской конференции с международным участием. Под редакцией А. В. Колесникова. 2020. С. 226–235.
  • Родионов А. С. Можно ли добиться дальнейшего ускорения расчета характеристик связности случайного графа? // Проблемы информатики. 2022. № 4 (57). С. 39–52.
  • Valiant L. The complexity of enumeration and reliability problems. // SIAM Journal on Computing. 1979. T. 8. N 3. P. 410–421.
  • Rodionova O. K., Rodionov A. S., Choo H. Network probabilistic connectivity: exact calculation with use of chains // Lecture Notes in Computer Science. 2004. Т. 3045. С. 315–324.
  • Satyanarayana A., Wood R. K. A linear-time algorithm for computing K—terminal reliability in series-parallel networks // SIAM. J. Comput. 1985. T. 14. P. 818–883.
  • Migov D., Rodionova O., Rodionov A., Choo H. Network probabilistic connectivity: using node cuts // Springer Lecture Notes in Computer Science (in EUC Workshops). V. 4097, 2006, P. 702–709.
  • Тарханова О. Ю., Шахов В. В. К вопросу оценки эффективности беспроводных сенсорных сетей // Проблемы информатики. 2020. № 1 (46). С. 35–65.
  • Фархадов М. П. О., Блинова О. В., Васьковский С. В. Оценка надежности системы связи с подвижными узлами // Датчики и системы. 2018. № 5 (225). С. 3–8.
  • Шахов В. В., Чен Х., Юргенсон А. Н., Лошкарев А. В. К вопросу оценки надежности линейных беспроводных сенсорных сетей // Проблемы информатики. 2022. № 4 (57). С. 120–128.
  • Mohamed N., Al-Jaroodi J., Jawhar I., Lazarova-Molnar S. Failure impact on coverage in linear wireless sensor networks // 2013 International Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems (SPECTS), Toronto, ON, Canada. IEEE Press, 2013. P. 188–195.
  • Мигов. Д. А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук «Расчет вероятности связности случайного графа с применением сечений». Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН. 2008. 97 с.
  • Мигов Д. А. Использование вершинных разрезов для точного вычисления вероятности связности сети // Труды Международной конференции «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании» (Павлодар, 20–22 сентября 2006 года). Том II. С. 51–58.
  • Page L. B., Perry J. E. A Practical Implementation of the Factoring Theorem for Network Reliability // IEEE transactions on reliability. 1988. V. 37, N 3. P. 259–267.
  • Мигов Д. А. Декомпозиция сети по сечениям при расчете ее надежности // Прикладная дискретная математика. 2020. № 47. С. 62–86. DOI: 10.17223/20710410/47/6.
  • Burgos J. M. Factorization of network reliability with perfect nodes II: Connectivity matrix // Discrete Applied Mathematics. 2016. V. 198. P. 91–100.
Еще
Статья научная