Abstract
In this paper, we propose a new way of looking at the reliability of a network using percolation theory. In this new view, a network failure can be regarded as a percolation process and the critical threshold of percolation can be used as network failure criterion linked to the operational settings under control. To demonstrate our approach, we consider both random network models and real networks with different nodes and/or edges lifetime distributions. We study numerically and theoretically the network reliability and find that the network reliability can be solved as a voting system with threshold given by percolation theory. Then we find that the average lifetime of random network increases linearly with the average lifetime of its nodes with uniform life distributions. Furthermore, the average lifetime of the network becomes saturated when system size is increased. Finally, we demonstrate our method on the transmission network system of IEEE 14 bus
چکیده
در این مقاله، با استفاده از نظریه ی نفوذ، یک روش جدید برای بررسی قابلیت اطمینان شبکه ارائه می کنیم. در این دیدگاه جدید، می توانیم شکست در شبکه را به صورت یک فرایند نفوذ در نظر بگیریم و آستانه ی بحرانی نفوذ را میتوانیم به عنوان معیار شکست شبکه استفاده کنیم که به تنظیمات عملکرد تحت کنترل مرتبط است. برای توضیح روش خود، هم از مدل های تصادفی شبکه و هم از شبکه های واقعی با توزیع های مختلف طول عمر گره ها یا یال ها استفاده می کنیم. ما قابلیات اطمینان شبکه را به شکل تئوری و عددی بررسی می کنیم و نشان می دهیم که قابلیت اطمینان شبکه را می توان به صورت یک مساله ی رای گیری در نظر گرفت که آستانه ی آن را نظریه ی نفوذ تعیین کرده است. سپس نشان می دهیم که میانگین طول عمر شبکه ی تصادفی با افزایش طول عمر گره هایش که توزیع یکنواخت دارند، به صورت خطی افزایش مییابد. علاوه براین، وقتی اندازه ی سیستم افزایش می یابد، میانگین طول عمر شبکه به حد اشباع می رسد. در نهایت، روش خود را در سیستم شبکه ی انتقال IEEE 14 گذرگاه اثبات می کنیم.
1-مقدمه
در جامعه ی مدرن، شبکه های فنی فراگیر هستند چون خدمات ضروری مثل مواد[1،2]، انرژی[3،4]، اطلاعات[5] و حتی ارتباطات اجتماعی[6] را ارائه می دهند. پس تعجب آور نیست که قابلیت اطمینان شبکه بسیار مورد توجه است، از یک طرف مورد تقاضای کاربران، و از طرف دیگر چالشی برای خدمات دهندگان و گردانندگان شبکه است...