Анализ и синтез структур сетей связи по детерминированным показателям устойчивости
Ключевые слова:
сеть связи, граф, структура, детерминированные показатели устойчивости, связность, пара связностей, линейный функционал связности, число остовых деревьевАннотация
Анализ и синтез сетей связи, основанный на критериях устойчивости, предполагает рассмотрение простых и удобных для понимания показателей, слабо привязанных к классическому понятию вероятности выхода объекта из состояния работоспособности. Подобные детерминированные показатели устойчивости (связность, пара связностей, линейный функционал связности, число остовых деревьев) позволяют, пусть и весьма приближенно, решать целый комплекс задач, связанных с оценкой надежности и живучести сложноразветвленных сетей связи. Вследствие достаточно простого аналитического вида линейного функционала связности для синтеза структур оказывается возможным использовать аналитический метод, представленный в работе. При этом общая постановка задачи для синтеза связных графов формулируется как поиск графа с заданным числом ребер, вершин и с фиксированными значениями их весовых коэффициентов, имеющего максимальное значение линейного функционала связности. В целом для детерминированных показателей характерен и достаточно серьезный недостаток, проявляющийся в невозможности учета особенностей функционирования отдельных линий связи. Кроме того, для структур общего типа, где выражение линейного функционала не сводится к аналитическому виду, конструктивность такого показателя связности структур сетей связи (графов) оказывается менее выраженной. В теоретических исследованиях относительно структур общего типа линейный функционал слабо коррелирует с уже существующими понятиями (например, с реберной связностью). Поэтому, несмотря на то, что он, как показатель связности (надежности), может быть применен для оценки любой структуры, при исследовании структур общего типа более рационально использовать такие показатели связности, которые все же каким-либо образом согласовывались с понятиями, используемыми в теории графов.Литература
1. Форман Дж. Много цифр: Анализ больших данных при помощи Excel // М.: Альпина Паблишер. 2016. 464 с.
2. Остроумова Л.А. Математические ожидания k-х входящих степеней вершин в случайных графах в модели Боллобаша-Риордана // Труды Московского физико-технического института. 2012. Т. 4. № 1(13). C. 29–40.
3. Лакеев А.В. Элементы теории обыкновенных графов : учеб. пособие // Иркутск: Изд-во ИГУ. 2014. 83 с.
4. Колганов А.С. Параллельная реализация алгоритма поиска минимальных остовных деревьев с использованием центрального и графического процессоров // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ’2016). 2016. С. 530–543.
5. Батенков К.А. Общие подходы к анализу и синтезу структур сетей связи // Современные проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-технической конференции. 2017. С. 19–23.
6. Батенков К.А. К вопросу оценки надежности двухполюсных и многополюсных сетей связи // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. Красноярск: Сиб. федер. ун-т. 2017. C. 604–608.
7. ГОСТ Р 53111–2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. // М.: Стандартинформ. 2009. 16 с.
8. Батенков К.А. Устойчивость сетей связи // Орел: Академия ФСО России. 2017. 277 с.
9. Дудник Б.Я., Овчаренко В.Ф. Надежность и живучесть систем связи / под ред. Б.Я. Дудинка // М.: Радио и связь. 1984. 216 с.
10. Обоскалов В. П. Структурная надежность электроэнергетических систем: учеб. пособие // Екатеринбург: УрФУ. 2012. 194 с.
11. Оптимизация структур сетевых моделей / под ред. А.А. Колесникова // Л.: ВАС. 1987. С. 101.
12. Харари Ф. Теория графов: пер. с англ; изд. 2-е // М.: Едиториал УРСС. 2003. 296 с.
13. Kalofolias S.V., Bresson X., Bronstein M.M., Vandergheynst P. Robust principal component analysis on graphs // CoRR, vol. abs/1504.06151. 2015. URL: http://arxiv.org/abs/1504.06151. (дата обращения: 28.10.2017).
14. Батенков К.А. Числовые характеристики структур сетей связи // Труды СПИИРАН. 2017. № 4 (53). С. 5–28.
15. Bollobás B., Riordan O., Spencer J., Tusnády G. The degree sequence of a scale-free random graph process // Random Structures Algorithms. 2001. vol. 18. no. 3. pp. 279–290.
16. Grechnikov E.A. An estimate for the number of edges between vertices of given degrees in random graphs in the Bollobás–Riordan model // Moscow Journal of Combinatorics and Number Theory. 2011. vol. 1. no. 2. pp. 40–73.
17. Drinea E., Enachescu M., Mitzenmacher M. Variations on random graph models for the web // Harvard Computer Science Group Technical Report TR-06-01. 2001.
18. Егунов М.М., Шувалов В.П. Анализ структурной надёжности транспортной сети // Вестник СибГУТИ. 2012. № 1. С. 54–60.
19. Tsitsiashvili G.Sh. Complete calculation of disconnection probability in planar graphs // Reliability: Theory and Applications. 2012. vol. 1. no. 1. pp. 154–159.
20. Татт У. Теория графов: пер. с англ. // М.: Мир. 1988. 424 с.
21. Кристофидес Н. Теория графов: пер. с англ. // М.: Мир. 1978. 432 с.
22. Бронштейн, И. И., Семендяев К. Л. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов: 13-е изд., исправленное // М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. 544 с.
2. Остроумова Л.А. Математические ожидания k-х входящих степеней вершин в случайных графах в модели Боллобаша-Риордана // Труды Московского физико-технического института. 2012. Т. 4. № 1(13). C. 29–40.
3. Лакеев А.В. Элементы теории обыкновенных графов : учеб. пособие // Иркутск: Изд-во ИГУ. 2014. 83 с.
4. Колганов А.С. Параллельная реализация алгоритма поиска минимальных остовных деревьев с использованием центрального и графического процессоров // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ’2016). 2016. С. 530–543.
5. Батенков К.А. Общие подходы к анализу и синтезу структур сетей связи // Современные проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-технической конференции. 2017. С. 19–23.
6. Батенков К.А. К вопросу оценки надежности двухполюсных и многополюсных сетей связи // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. Красноярск: Сиб. федер. ун-т. 2017. C. 604–608.
7. ГОСТ Р 53111–2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. // М.: Стандартинформ. 2009. 16 с.
8. Батенков К.А. Устойчивость сетей связи // Орел: Академия ФСО России. 2017. 277 с.
9. Дудник Б.Я., Овчаренко В.Ф. Надежность и живучесть систем связи / под ред. Б.Я. Дудинка // М.: Радио и связь. 1984. 216 с.
10. Обоскалов В. П. Структурная надежность электроэнергетических систем: учеб. пособие // Екатеринбург: УрФУ. 2012. 194 с.
11. Оптимизация структур сетевых моделей / под ред. А.А. Колесникова // Л.: ВАС. 1987. С. 101.
12. Харари Ф. Теория графов: пер. с англ; изд. 2-е // М.: Едиториал УРСС. 2003. 296 с.
13. Kalofolias S.V., Bresson X., Bronstein M.M., Vandergheynst P. Robust principal component analysis on graphs // CoRR, vol. abs/1504.06151. 2015. URL: http://arxiv.org/abs/1504.06151. (дата обращения: 28.10.2017).
14. Батенков К.А. Числовые характеристики структур сетей связи // Труды СПИИРАН. 2017. № 4 (53). С. 5–28.
15. Bollobás B., Riordan O., Spencer J., Tusnády G. The degree sequence of a scale-free random graph process // Random Structures Algorithms. 2001. vol. 18. no. 3. pp. 279–290.
16. Grechnikov E.A. An estimate for the number of edges between vertices of given degrees in random graphs in the Bollobás–Riordan model // Moscow Journal of Combinatorics and Number Theory. 2011. vol. 1. no. 2. pp. 40–73.
17. Drinea E., Enachescu M., Mitzenmacher M. Variations on random graph models for the web // Harvard Computer Science Group Technical Report TR-06-01. 2001.
18. Егунов М.М., Шувалов В.П. Анализ структурной надёжности транспортной сети // Вестник СибГУТИ. 2012. № 1. С. 54–60.
19. Tsitsiashvili G.Sh. Complete calculation of disconnection probability in planar graphs // Reliability: Theory and Applications. 2012. vol. 1. no. 1. pp. 154–159.
20. Татт У. Теория графов: пер. с англ. // М.: Мир. 1988. 424 с.
21. Кристофидес Н. Теория графов: пер. с англ. // М.: Мир. 1978. 432 с.
22. Бронштейн, И. И., Семендяев К. Л. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов: 13-е изд., исправленное // М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. 544 с.
Опубликован
2018-06-01
Как цитировать
Батенков, К. А., & Батенков, А. А. (2018). Анализ и синтез структур сетей связи по детерминированным показателям устойчивости. Труды СПИИРАН, 3(58), 128-159. https://doi.org/10.15622/sp.58.6
Раздел
Цифровые информационно-телекоммуникационные технологии
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).