复杂系统崩溃机理初探.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 28卷 第 5期 2004年 1O月 JOURNAIOFDAQING PETROlEUM INSTITUTE Vo1．28 No．5 OCt． 2004 复杂系统崩溃机理初探 闫丽梅 。，金鸿章 ，付光杰。，张立伟。，荣盘祥 (1．哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001； 2．大庆石油学院 电气信息工程学 院，黑龙江 大庆 1633l8； 3．大庆油 田热电厂 发 电分厂，黑龙江 大庆 163314) 摘 要：指出脆性是复杂系统的基本属性．给出了脆性的定义．分析了复杂系统崩溃的过程，引出脆性源、崩溃 、脆性 接收者和脆性度的定义．基于崩溃过程的分析，定义了子系统 的脆性度、耦合度及总耦合度的概念．基于时序状态图的 方法分析系统的崩溃过程，给出了判定系统崩溃的公式． 关 键 词：复杂系统 ；崩溃过程 ；脆性被激发；时序状态图；耦合度；脆性度 中图分类号：N941．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2004)05～OO68一O3 复杂系统的研究始于20世纪 60年代．一般认为，复杂系统具有复杂性、开放性、自组织性 、非线性等 属性 ，但通过研究，认为脆性是复杂系统的另一个属性．许多学者从不同侧面研究复杂系统的脆性 ：从 复杂系统的特性方面分析崩溃的过程 。]；基于滑动t检验法分析脆性 。]；基于脆性势函数分析复杂系统脆 性 j；基于脆性联系熵研究复杂系统崩溃致Nc：等．笔者引出复杂系统脆性的定义，分析复杂系统崩溃的 过程，给出用时序状态图表示系统状态演变过程的方法． 1 复杂系统脆性的定义 为表征复杂系统的一个新的属性，把材料力学中脆性一词，引申到复杂系统中并提出新的定义． 脆性 ：由于受到内、外干扰因素的作用致使复杂系统 的某一部分子系统崩溃，由此使其它部分 (子系 统)受到直接或间接的影响，最终导致整个系统的崩溃．系统的崩溃过程也可以称脆性被激发了． 脆性作为复杂系统的属性，并不是激发以后才出现的，而是随着系统的存在而存在的．当系统在正常 状态时，脆性在系统中隐含着，一旦条件满足受到激发便会显示出来，系统即处于崩溃的境地． 2 复杂子系统崩溃过程分析 复杂系统的重要特征具有层次性_6]．在分析复杂系统崩溃过程 时，由于子系统的数量庞大，不可能一一列举．以4个子系统为例来说 明，见图 1．图 1中子系统 1属于上一个层次的子系统；子系统 2，3和 4 属于下一个层次的子系统． 2．1 崩溃的数学定义 设子系统是可控可观测 的．如果子系统的某个输人 “(i一1，2， … ，，．)受到干扰或输入值超过给定的界限，将会使子系统的某个状态 x，(一1，2，…，m)超过规定的范围，从而使子系统的某个输出y(z一 1，2，…，)也超出正常的范围，即子系统崩溃了．以系统 的状态来定义 图1 4个子系统崩溃过程示意 收稿 日期：2004—02—22；审稿人：段玉波；编辑 ：陆雅玲 基金项 目；国防科工委基础研究项 目(J1600B001) 作者简介：闰丽梅 (1971一)，女 ，博士生，讲师，主要从事复杂系统建模与仿真以及系统的脆性理论的研究 · 68 · 维普资讯 第 5期 目丽梅等：复杂系统崩溃机理初探 崩溃 x： X 一 …一f』lo1’x{一x…，x…一，，忌，(—一—11，，2厶，，…。。。，，，，f．· (＼11)／ ， X， [(X )… ．(X)…] 2．2 脆性源和脆性接收者 脆性源 ：由于内界或外界的干扰 ，复杂系统的一部分子系统崩溃，这部分子系统与其它子系统有耦合 关系，将会对其它子系统产生影响 ，称这一部分崩溃的子系统为脆性源． 脆性接收者 ：将要受到脆性源影响的子系统称脆性接收