基于节点最大剩余容量的改进负荷再分配策略

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.09.002

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (9): 1223-1230.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.09.002

基于节点最大剩余容量的改进负荷再分配策略

王立夫，李欢，赵国涛

(东北大学秦皇岛分校控制工程学院，河北秦皇岛066004)

收稿日期:2019-10-23 修回日期:2019-10-23 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-09-15
通讯作者: 王立夫
作者简介:王立夫(1980-)，男，辽宁辽中人，东北大学副教授.
基金资助:
河北省自然科学基金资助项目(F2016501023，F2017501041)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N2023022).

Improved Load Re-allocation Strategy Based on Maximum Residual Capacity of Node

WANG Li-fu， LI Huan， ZHAO Guo-tao

School of Control Engineering， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao 066004， China.

Received:2019-10-23 Revised:2019-10-23 Online:2020-09-15 Published:2020-09-15
Contact: LI Huan
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摘要/Abstract

摘要： 当网络中某个节点发生故障时，为了研究该节点负荷如何分配给相连节点以维持网络的正常运行的问题，本文提出基于邻居节点最大剩余容量的负荷再分配策略.当节点出现故障时，节点的负荷需要分配给其他正常的节点，其他的节点在接收负荷的同时要考虑自身的剩余容量，避免超负荷.考虑到负荷传播过程中的能耗问题，分析了路径长度对负荷分配的影响.并通过模型网络的仿真，分析了容忍参数、负荷分配参数、路径长度对负荷分配效果的影响.结果表明，通过调节路径可调参数可使网络达到期望的效果，有效防止级联故障的传播.

关键词: 复杂网络, 级联故障, 剩余容量, 负荷分配, 路径长度

Abstract: When a node in the network fails， in order to study how the node load is distributed to the connected nodes to maintain the normal operation of the network， in this paper， a load re-allocation strategy based on the maximum residual capacity of neighbor nodes was proposed. When the fault node distributes the load， the residual capacity of the receiving node was taken into account， so as to avoid the propagation of the fault caused by full load and overload after the node received the additional load. Considering the energy consumption in the process of load propagation， the influence of path length on load distribution was analyzed. Through the simulation of the model network， the influence of tolerance parameters， load distribution parameters and path length on the load distribution effect was analyzed. The results showed that the network could achieve the desired effect by adjusting the path adjustable parameters， and the propagation of cascade failure could be effectively prevented.

Key words: complex network, cascade failure, residual capacity, load allocation, path length

中图分类号:

TP11

王立夫，李欢，赵国涛. 基于节点最大剩余容量的改进负荷再分配策略[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(9): 1223-1230.

WANG Li-fu， LI Huan， ZHAO Guo-tao. Improved Load Re-allocation Strategy Based on Maximum Residual Capacity of Node[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(9): 1223-1230.

参考文献

[1]Dey P，Mehra R，Kazi F，et al.Impact of topology on the propagation of cascading failure in power grid［J］.IEEE Transactions on Smart Grid， 2017，7(4):1970-1978.
[2]Lhaksmana K M，Murakami Y，Ishida T.Analysis of large-scale service network tolerance to cascading failure［J］.IEEE Internet of Things Journal， 2017，3(6):1159-1170.
[3]Morris R G，Barthelemy M.Interdependent networks:the fragility of control［J］.Scientific Reports， 2013，3(3):2764-2766.
[4]An X L，Li Y Z，Zhang L.The research on multi-links complex networks and its application in urban public traffic［J］.ICIC Express Letters Part B: Applications An International Journal of Research & Surveys，2015，6(6):1613-1618.
[5]Wang J，Jiang C，Qian J.Robustness of interdependent networks with different link patterns against cascading failures［J］.Physica A:Statistical Mechanics and Its Applications，2014，393:535-541.
[6]Zhang G，Li Z，Zhang B，et al.Cascading failures of power grids caused by line breakdown［J］.International Journal of Circuit Theory and Applications， 2015，43(12):1807-1814.
[7]Henneaux P.Probability of failure of overloaded lines in cascading failures［J］.International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2015，73:141-148.
[8]Zhang Z，Yin Y，Zhang X，et al.Optimization of robustness of interdependent network controllability by redundant design［J］.PLOSONE，2018，13(2):e0192874.
[9]Liu L，Yin Y，Zhang Z，et al.Redundant design in interdependent networks［J］.PLOSONE，2016，11(10):e0164777.
[10]Peng X，Yao H，Du J，et al.Invulnerability of scale-free network against critical node failures based on a renewed cascading failure model［J］.Physica A:Statistical Mechanics and Its Applications， 2015，421:69-77.
[11]Yin R R，Liu B，Liu H R，et al.Research on invulnerability of the random scale-free network against cascading failure［J］.Physica A:Statistical Mechanics and Its Applications，2016，444:458-465.
[15]关守平，房少纯.一种新型的区间-粒子群优化算法［J］.东北大学学报(自然科学版)，2012，33(10):1381-1384.(Guan Shou-ping，Fang Shao-chun.A new interval particle swarm optimization algorithm［J］.Journal of Northeastern University(Natural Science)，2012，33(10):1381-1384.)

[1]	孔芝，孙琦，寇晓宇，王立夫. 基于属性信息和结构特性的网络节点重要度研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(5): 625-631.
[2]	李延双，庄新田，王健，张伟平. 极端行情下中国股市社团结构及系统性风险分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(10): 1500-1508.
[3]	陈东明，王云开，黄新宇，王冬琦. 基于社团密合度的复杂网络社团发现算法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(2): 186-191.
[4]	陈东明，严燕斌，黄新宇，王冬琦. 基于二分网络社团划分的推荐算法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(8): 1103-1107.
[5]	赵海，李雄峰，朱宏博，王彬. 基于分形维数特征的肺结节形状建模[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(11): 1545-1551.
[6]	徐艳杰，任涛，齐义. 基于时空影响域的加权地震网络拓扑特性分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(11): 1551-1555.
[7]	何璇，王卢阳，赵海，刘晓. 地震数据关系网络的空间尺度[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(10): 1385-1389.
[8]	徐久强，宋佳，何璇，赵海. 基于OFC的仿真地震序列网络化特征对比分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(2): 205-209.
[9]	李婕，王兴伟，郭静，于超. 面向移动通信网络的局部扩张群组构造方法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(12): 1691-1696.
[10]	李鹤群，徐久强，王进法，赵海. Internet分形特征研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(12): 1691-1695.
[11]	赵海，窦圣昶，蔡巍，陈星池. 脉搏波的复杂网络分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(12): 1696-1699.
[12]	王进法，赵海，刘晓，李鹤群. 基于空间影响域的虫害关系网络构造与分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(12): 1700-1704.
[13]	黄博南，李玉帅，孙秋野，张化光. 电网与灾害交互影响对电网关键环节辨识的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(10): 1369-1373.
[14]	庄霄威，金秀. 上海股票市场网络拓扑指标与波动率的相关性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(3): 453-456.
[15]	徐久强，李鹤群，王进法，赵海. 基于边权与节点负载的路由策略研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(12): 1691-1695.

基于节点最大剩余容量的改进负荷再分配策略

Improved Load Re-allocation Strategy Based on Maximum Residual Capacity of Node

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