Expanding a complex networked system for enhancing its reliability evaluated by a new efficient approach

Zhu Huaxing; Zhang Chi

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Expanding a complex networked system for enhancing its reliability evaluated by a new efficient approach

机译：扩展复杂的网络系统以提高其可靠性，并通过一种新的有效方法进行评估

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The economic development and social well-being of a society are highly dependent on many complex networked systems, such as power transmission and distribution, telecommunications, transportation and so forth, which calls for the enhancement of their reliable functioning. To fulfil this purpose, the first essential step is to effectively evaluate their reliability, which is intractable since they usually contain a large amount of components organized via complex structures. To deal with this computational complexity, this research proposes a new network reliability evaluation approach by identifying minimal path sets that may have edges in common, but consist of only parallel and series structures when considered together. Our proposed approach can efficiently approximate network reliability more precisely than the existing edge-packing methods. We then propose a multi-objective optimization approach to solve the problem of expanding a complex networked system to enhance its reliability. The solutions obtained by our proposed approach can help in well understanding the tradeoff between the reliability and cost of network expansion solutions. Finally, an application of the proposed method to the high-speed railway network of China is implemented.

机译：一个社会的经济发展和社会福祉高度依赖于许多复杂的联网系统，例如电力传输和分配，电信，运输等，这要求增强其可靠的功能。为了实现此目的，第一步是有效地评估其可靠性，这是棘手的，因为它们通常包含大量通过复杂结构组织的组件。为了应对这种计算复杂性，本研究提出了一种新的网络可靠性评估方法，该方法通过识别可能具有共同边沿但在同时考虑时仅由并联和串联结构组成的最小路径集来实现。与现有的边缘打包方法相比，我们提出的方法可以更精确地有效地估计网络可靠性。然后，我们提出了一种多目标优化方法来解决扩展复杂网络系统以提高其可靠性的问题。通过我们提出的方法获得的解决方案可以帮助您很好地理解网络扩展解决方案的可靠性和成本之间的折衷。最后，将所提出的方法应用于中国的高速铁路网络。

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来源
《Reliability Engineering & System Safety》 |2019年第8期|205-220|共16页
作者
Zhu Huaxing; Zhang Chi;
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作者单位

Tsinghua Univ, Dept Ind Engn, Beijing 100084, Peoples R China;

Tsinghua Univ, Dept Ind Engn, Beijing 100084, Peoples R China;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Reliability evaluation; Complex networked system; Network expansion; Multi-objective optimization; High-speed railway;

机译：可靠性评估复杂的网络系统网络扩展多目标优化高速铁路;

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