Разработка математических методов и программных средств для расчёта надёжности сетей с зависимыми отказами элементов Студент: Коротков А. Н. Научный руководитель: н. с. лаборатории Мо. ДПр. ИС ИВМи. МГ СО РАН, к. ф. -м. н. Мигов Д. А.
Задача и её актуальность • Разработка математических методов и программных средств для расчёта надёжности сетей с зависимыми отказами элементов. • Растущая сфера применения • Отсутствие аналогичных решений
Подзадачи • Ознакомление с новой предметной областью • Моделирование распространения отказов с использованием модификации графа зависимостей по разрезам • Разработка алгоритмов и программы для: o полного обхода графа зависимостей o расчёта различных стохастических характеристик o статистического моделирования распространения каскадных отключений o приближённого расчёта стохастических характеристик
Каскадные отключения в электросетях Локальность 1→ 2→ 3 6→ 7 Нелокальность 3→ 4 7→ 8
Моделирование отказов по разрезам • Характерность для энергосетей в масштабе • Высокая вероятность группового отказа • Потенциал для снижения вычислительных затрат
Моделирование отказов по разрезам Community Detection Overlapping Community Detection
Моделирование отказов по разрезам
Получение стохастических характеристик • Показатели надёжности o Связность o Доступность источника • Средние значения o Число элементов в каскаде o Число отказов на разрез
Требования к решению • Функциональные: o Принимать модели рассматриваемых сетей в форматах simple text и Graph. ML o Решать задачу рассчета надежности заданной сети за конечное время o Предоставлять результат работы в виде набора показателей в формате текстового файла • Нефункциональные: o Максимально простой графический пользовательский интерфейс o Наличие справочной информации с примерами использования o Комментирование всех функций и ключевых частей программного кода
Energy Network Optimization Tool • Входные данные: граф энергосети, значения надёжностей рёбер • Форматы: simple text/ GML • Результат работы: набор стохастических характеристик и показателей надежности • Дополнительные функции: генерация алгоритмов 3 методами, импорт/экспорт GMLграфов, визуализация процессов распространения отказов
Вычислительные эксперименты Конфигурация станции: • ЦП: Intel Xeon E 5450 2. 7 GHz • О/п: Kingston DDR 3 -1333 MHz • Ж/д: Western Digital D 1200 BEVS 120 GB Входные данные: граф 145 вершин, 216 рёбер Время работы: 358 сек.
Дальнейшее развитие • Проведение экспериментов на реальных данных, анализ эффективности решения • Распаралаллеливание кода программы, адаптация решения для распределённых вычислений
Спасибо за внимание
Скачать презентацию Разработка математических методов и программных средств для расчёта
Коротков 13210 19-04-16.pptx