Stochastic Network Dynamics: Approximation, Analysis and Control

随机网络动力学:近似、分析和控制

基本信息

  • 批准号:
    1712974
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2022-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Stochastic models of complex networks with dynamic interactions arise in a wide variety of applications in science and engineering. Specific instances include biochemical reaction networks, high-tech manufacturing, computer systems, telecommunications, transportation and business service systems. The analysis and control of such complex stochastic networks require solving challenging mathematical problems. This award supports research on solving such mathematical problems. Some of the work involves the development of general theory for broad classes of stochastic networks, while others focus on mathematical problems directly motivated by specific applications. Since the complexity of stochastic networks usually precludes exact analysis of detailed "microscopic" models, the focus is on formulating and analyzing more tractable approximations. New techniques and results will be developed in such a way that they can be used by applied researchers in areas of application. The results of this research will be disseminated through publication in peer reviewed journals, by posting on the University of California's open access website and by presentations at mathematics, science and engineering conferences. The PI will help train new mathematics researchers through collaboration with early career researchers.The research addresses mathematical problems associated with the analysis and control of stochastic network dynamics. Topics to be addressed include rigorous justification of approximations, analyzing and controlling the behavior of the approximate models, and interpreting the results for the original microscopic models. Two levels of approximation are considered: first order approximations called fluid models, and second order approximations which frequently are diffusion models. An important subtheme is understanding the interplay between levels of approximation. Five topics are proposed for study: diffusion approximations for (bio)chemical reaction networks, analysis of processor sharing networks, congestion control and resource entrainment in data networks, networks with random order of service and reneging, and dynamic control of stochastic processing networks. Some stochastic process aspects of these topics include rates of convergence in the approximation of density dependent Markov chains by reflected diffusion processes, analysis of measure-valued processes used to track residual job sizes or ages of jobs in stochastic network models with resource sharing, singular diffusion control problems, foundational questions for reflected processes, and numerical approximation of reflected diffusion processes in non-smooth domains. This award will support the training of early career researchers and underrepresented minorities through direct support of a female graduate student, and through collaboration of the PI with one early career researcher and one female researcher who is at a non-PhD granting institution.
具有动态相互作用的复杂网络的随机模型在科学和工程中有着广泛的应用。具体实例包括生化反应网络、高科技制造、计算机系统、电信、运输和商业服务系统。这种复杂的随机网络的分析和控制需要解决具有挑战性的数学问题。该奖项支持解决此类数学问题的研究。其中一些工作涉及发展广泛类别的随机网络的一般理论,而另一些工作则专注于直接由特定应用驱动的数学问题。由于随机网络的复杂性通常排除了对详细的“微观”模型的准确分析,所以重点是制定和分析更容易处理的近似。将开发新的技术和成果,使其可供应用研究人员在应用领域使用。这项研究的结果将通过在同行评议的期刊上发表、在加州大学的开放获取网站上张贴以及在数学、科学和工程会议上发表演讲来传播。PI将通过与早期职业研究人员的合作,帮助培训新的数学研究人员。该研究解决与随机网络动力学的分析和控制相关的数学问题。要解决的主题包括对近似的严格证明,分析和控制近似模型的行为,以及解释原始微观模型的结果。考虑了两个层次的近似:称为流体模型的一阶近似和通常是扩散模型的二阶近似。一个重要的副主题是理解近似级别之间的相互作用。提出了五个研究课题:(生物)化学反应网络的扩散近似,处理器共享网络的分析,数据网络中的拥塞控制和资源夹带,具有随机服务顺序和拒绝的网络,以及随机处理网络的动态控制。这些主题的一些随机过程方面包括反射扩散过程在密度依赖马氏链逼近中的收敛速度,资源共享随机网络模型中用于跟踪剩余作业大小或作业年龄的度量过程的分析,奇异扩散控制问题,反射过程的基本问题,以及非光滑区域中反射扩散过程的数值逼近。该奖项将通过对一名女研究生的直接支持,以及通过国际和平协会与一名早期职业研究人员和一名在非博士学位授予机构工作的女性研究人员的合作,支持早期职业研究人员和代表性不足的少数群体的培训。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Limit theorems and ergodicity for general bootstrap random walks
一般自举随机游走的极限定理和遍历性
  • DOI:
    10.1214/22-ejp818
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Collevecchio, Andrea;Hamza, Kais;Shi, Meng;Williams, Ruth J.
  • 通讯作者:
    Williams, Ruth J.
Asymptotic behavior of a critical fluid model for bandwidth sharing with general file size distributions
具有一般文件大小分布的带宽共享的临界流体模型的渐近行为
  • DOI:
    10.1214/21-aap1723
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fu, Yingjia;Williams, Ruth J.
  • 通讯作者:
    Williams, Ruth J.
Asymptotic behavior of a critical fluid model for a multiclass processor sharing queue via relative entropy
通过相对熵的多类处理器共享队列的临界流体模型的渐近行为
  • DOI:
    10.1007/s11134-019-09629-8
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Mulvany, Justin A.;Puha, Amber L.;Williams, Ruth J.
  • 通讯作者:
    Williams, Ruth J.
Stability of a Subcritical Fluid Model for Fair Bandwidth Sharing with General File Size Distributions
具有一般文件大小分布的公平带宽共享的亚临界流体模型的稳定性
  • DOI:
    10.1287/stsy.2019.0058
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fu, Yingjia;Williams, Ruth J.
  • 通讯作者:
    Williams, Ruth J.
A Fluid Model of a Traffic Network with Information Feedback and Onramp Controls
具有信息反馈和入口匝道控制的交通网络流体模型
  • DOI:
    10.1007/s00245-021-09766-8
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Helton, J. William;Kelly, Frank P.;Williams, Ruth J.;Ziedins, Ilze
  • 通讯作者:
    Ziedins, Ilze
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ruth Williams其他文献

Public perceptions.
公众的看法。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ruth Williams
  • 通讯作者:
    Ruth Williams
Discrimination reported by older adults living with mental health conditions: types, contexts and association with healthcare barriers
患有精神健康问题的老年人报告的歧视:类型、背景以及与医疗保健障碍的关联
Circulation Research "In This Issue" Anthology.
  • DOI:
    10.1161/res.0000000000000275
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    20.1
  • 作者:
    Ruth Williams
  • 通讯作者:
    Ruth Williams
Nursing and Midwifery Council.
护理和助产士委员会。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ruth Williams
  • 通讯作者:
    Ruth Williams
Deepak Srivastava: follows his heart to study the heart.
Deepak Srivastava:跟随他的心来研究心。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    20.1
  • 作者:
    D. Srivastava;Ruth Williams
  • 通讯作者:
    Ruth Williams

Ruth Williams的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ruth Williams', 18)}}的其他基金

Dynamics of Stochastic Networks: Approximation, Analysis, and Control
随机网络动力学:近似、分析和控制
  • 批准号:
    2153866
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: MODULUS: Uncovering and re-engineering chromatin modification circuits that dictate epigenetic cell memory
合作研究:MODULUS:揭示和重新设计决定表观遗传细胞记忆的染色质修饰电路
  • 批准号:
    2027947
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Stochastic Networks Conference 2016
2016 年随机网络会议
  • 批准号:
    1551486
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamic Stochastic Networks: Analysis, Control and Applications
动态随机网络:分析、控制和应用
  • 批准号:
    1206772
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
IGMS: Dynamic Models in Synthetic Biology
IGMS:合成生物学中的动态模型
  • 批准号:
    0825686
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AMC-SS: Stochastic Networks -- Analysis, Control and Applications
AMC-SS:随机网络——分析、控制和应用
  • 批准号:
    0906535
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AMC-SS: Stochastic Networks - Control, Analysis and Applications
AMC-SS:随机网络 - 控制、分析和应用
  • 批准号:
    0604537
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Stochastic Networks: Analysis and Control
随机网络:分析与控制
  • 批准号:
    0305272
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
International Group Travel Award
国际团体旅游奖
  • 批准号:
    0115816
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Stochastic Networks: Control and Performance
随机网络:控制和性能
  • 批准号:
    0071408
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

多维在线跨语言Calling Network建模及其在可信国家电子税务软件中的实证应用
  • 批准号:
    91418205
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    170.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
基于Wireless Mesh Network的分布式操作系统研究
  • 批准号:
    60673142
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: CCF: CIF: Randomized Experimentation for Systems with Time-varying Dynamics and Network Interference
职业:CCF:CIF:具有时变动态和网络干扰的系统的随机实验
  • 批准号:
    2337796
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Theoretical Foundations for Learning Network Dynamics
职业:学习网络动力学的理论基础
  • 批准号:
    2338855
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
IHBEM: Empirical analysis of a data-driven multiscale metapopulation mobility network modeling infection dynamics and mobility responses in rural States
IHBEM:对数据驱动的多尺度集合人口流动网络进行实证分析,对农村国家的感染动态和流动反应进行建模
  • 批准号:
    2327862
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Modeling and Analysis of the Spatio-Temporal Dynamics of the Mitochondrial Network
线粒体网络时空动力学的建模与分析
  • 批准号:
    10568586
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
Biomarkers of SUDEP risk based on brain-heart-lungs network dynamics
基于脑-心-肺网络动力学的SUDEP风险生物标志物
  • 批准号:
    10561946
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
Development of RNA dynamics recording and study of RNA mediated regulatory gene network
RNA动态记录的发展和RNA介导的调控基因网络的研究
  • 批准号:
    23K18108
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
CAREER: Control-Aware System Identification of Heterogenous Multiscale Brain Network Dynamics
职业:异构多尺度脑网络动力学的控制感知系统识别
  • 批准号:
    2239654
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Discovering the dynamics of cloud development through the embedding space of a self-supervised neural network
通过自监督神经网络的嵌入空间发现云发展的动态
  • 批准号:
    2886013
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Studentship
Pulvinar cellular and network dynamics in cognitive control of sensory processes.
感觉过程认知控制中的枕细胞和网络动力学。
  • 批准号:
    10633806
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
Network dynamics of sleep-wake states in epilepsy
癫痫睡眠-觉醒状态的网络动力学
  • 批准号:
    10591896
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了