受生物启发的信息物理网络保护资源分配框架
社会与信息网络
2016-09-30 v2 系统与控制
最优化与控制
物理与社会
摘要
在本章中，我们考虑设计保护策略以遏制复杂信息物理网络中传播过程的问题。我们使用流行病学文献中最初提出的一系列生物动机传播模型（例如易感-感染-易感（SIS）模型）来阐述我们的思想。我们首先引入一个框架，其中允许我们分配两类资源以遏制传播，即（i）能够降低传播速率的预防资源，以及（ii）能够提高分配了资源的节点的恢复速率的纠正资源。实际上，这些资源具有相关联的成本，该成本取决于预防资源所实现的弹性水平或纠正资源的恢复效率。我们提出了一个基于动力系统理论和凸优化的数学框架，用于寻找网络中遏制传播的保护资源的成本最优分布。我们还提出了该框架的两个扩展，其中（i）我们考虑了超越简单SIS模型的广义流行病模型，以及（ii）我们假设发生传播的接触网络中存在不确定性。我们将这些保护策略与文献中先前提出的常见启发式方法进行比较，并使用空中交通网络进行数值模拟来说明我们的结果。
引用
@article{arxiv.1503.03537,
title = {Bio-Inspired Framework for Allocation of Protection Resources in Cyber-Physical Networks},
author = {Victor M. Preciado and Michael Zargham and Chinwendu Enyioha and Cameron Nowzari and Shuo Han and Masaki Ogura and Ali Jadbabaie and George Pappas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.03537},
year = {2016}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1309.6270