一个模体涌现模型(Ⅰ)全局结构特征

模体涌现是复杂网络局部结构的一种重要特征.基于网络的两种重要生成机制--择优和复制,提出了一个在秩次择优增长和部分复制中嵌入随机子图的混合模型,试图对模体涌现的方式给出一种可能的解释.通过模拟发现该模型不仅能产生网络的局部结构--特定的模体,而且在网络的全局结构特征上也可得出重要的结论:模型产生的网络度指数变化范围在1-3之间,能反映大部分现实网络情况;同时具有负的度相关性,这符合许多非社会网络的实际情况.     

科学知识网络的演化模型

针对科学知识网络的演化规律及动力问题, 建立了科学知识网络的演化模型. 模型构建了基于局域世界的增长网络, 通过引入跨领域交叉连接、度择优连接和时间优先连接三种连接机制以反映科学知识的集聚和交叉、继承和发展的关系. 其中跨领域交叉既形成一定集聚拓扑结构又满足学科知识交叉引用的要求, 度择优机制保证对经典科学理论的继承, 时间优先机制则促使对最新知识的吸收和发展. 数理分析和实验模拟表明度择优的作用是全局性的, 而时间优先连接机制的作用是局部的, 模型的拓扑特征与实际统计具有较好的一致性.     

基于网络模体特征攻击的网络抗毁性研究

真实网络如生物神经网络、食物链网络中含有模体结构。但对于这种含有模体特征的网络,并没有一种针对性的攻击策略与之对应,在此基础上提出了模体度代数算法和一种模体攻击失效方式,设计了不同于传统攻击的模体攻击策略。对已检验出的具有明显模体特征的2个仿真网络,5个不同规模的实证网络利用该策略进行模体攻击,并与传统的点攻击方式进行对比研究。仿真结果表明:含有模体特征的网络在模体攻击下的抗毁性明显低于传统的点攻击策略,且在模体特征较明显的网络中模体攻击策略对网络的破坏性更加显著。     

拓扑可调无标度网络上的雪堆博弈研究

复杂网络上博弈个体间合作行为的涌现具有重要的现实意义.为了研究无标度网络拓扑结构对合作涌现的影响,结合雪堆博弈模型和比例模仿策略,研究了拓扑结构可调的无标度网络上的博弈动力学演化,具体研究内容为网络的幂律指数、平均度和平均聚类系数与合作密度的关系.仿真结果表明,无标度网络的合作密度与网络度分布的均匀程度正相关,高聚类结构可以有效增强网络上的合作密度,即幂律指数越高,平均聚类系数越小时,合作水平越低;另外,平均度与合作密度呈现非单调关系,存在一个最佳平均度.     

BA网络的一个等价演化模型

ER随机网络和BA网络对网络科学的发展起着十分重要的作用，在网络研究中ER网络与其等价模型可以替代使用。本文提出了BA网络的一个等价的演化模型，并解析计算和模拟了模型的节点度分布、集聚系数和平均路径长度，其演化成的结构特性与BA网络相同。在本模型的演化过程中，不需要拥有网络节点度的完全信息，没有择优连接过程，大大缩短了网络生成时间。因此，研究BA网络的性质和动力学时，可以将本模型替换BA网络。     

局域世界随机增长的加权网络模型

提出了一种新的加权网络模型.在该模型中新节点择优的局域世界是随机增大的,另外新节点除了以较大的概率在局域世界内择优连接之外还以较小的概率在局域世界外择优连接,并且已有的节点之间允许有新边的生成.该模型生成的网络的度分布、边权分布和点强度分布均为幂律分布.特别是许多实证研究表明这些分布具有的胖尾现象也能被该模型反映出来.该模型还指出点强度高度依赖于度并且它们之间服从幂律函数关系.     

层级树结构中的无标度行为

通过构建层级树的生长模型发现，尽管新部门的添加是随机且等概率的，但由于层级树自身的结构特性使节点累计度的增加具有了择优机制。理论分析和数值模拟证实，在管理幅度恒定时，节点累计度为kcum的概率P（kcum）与累计度之间的关系近似服从幂律分布：P（kcum）=m2kcum-2／（m-1）（kcum〉〉2）。这说明对累计度分布而言，产生无标度行为的演化模型无需同时具备增长和择优两个条件，层级树的结构特点会使累计度的变化形成“富者愈富”的择优机制。这一结果使我们对层级树结构的性质有了新的认识，对用Cayley树及其近似结构描述的实际应用无疑具有重要意义。     

Internet拓扑的社团结构分析

对Internet AS级拓扑的社团结构进行了分析,发现其模块度在0.38和0.48之间,表明Internet拓扑具有一定的模块特性.社团分解结果表明,处于同一社团内的AS许多都是相同或邻近国家的AS,表明了地理因素是Internet社团结构形成的一个重要原因.对Internet国家级拓扑的社团结构的分析,更明显地表明了地理因素对Internet互联所产生的影响.PFP模型所生成的网络的模块度仅有0.30左右,与真实Internet有一定差距,因此提出了一种考虑了地理因素的Internet模型--GeoPFP模型,在包括小度值节点聚类特性等诸多性质上,新模型都能准确模拟Internet,同时新模型的模块度在0.42附近,与真实Internet一致.     

产业转移驱动下的欠发达地区企业创新合作涌现——基于公平偏好理论

公平偏好作为参与者具有的一种行为决策偏好,对企业之间的合作行为具有重要影响。为了提高产业转移驱动下欠发达地区企业的创新合作水平,基于公平偏好理论,通过模拟构建欠发达地区企业合作创新网络,利用演化雪堆博弈模型从企业的公平偏好类型、网络结构和节点类型对欠发达地区企业创新合作的涌现问题进行研究。研究表明,公平偏好类型在企业博弈合作损益比的约束下对网络合作行为涌现产生影响,其中避免不公平偏好更有利于促进网络合作行为的涌现;网络平均度的增加有利于促进网络合作行为的涌现,中心节点比中介节点对网络合作行为涌现有更重要的影响力;中心节点不仅能够有效抵抗背叛者对网络的入侵,而且当网络中的企业具有避免不公平偏好时能够对网络合作行为的涌现产生最大的影响。     

基于自然连通度的复杂网络抗毁性分析

以自然连通度为抗毁性谱测度指标,详细分析了度分布、小世界性、度关联性3种典型复杂网络结构属性对复杂网络抗毁性的影响:通过混合择优模型构造不同度分布复杂网络,研究了度分布对抗毁性的影响,研究表明在相同条件下,度分布越不均匀抗毁性越强;从规则环状格子出发,通过保度随机重连和自由随机重连研究了小世界性对抗毁性的影响,研究表明复杂网络拓扑结构的抗毁性与小世界性并不存在必然的相关性;通过保度同配重连和保度异配重连研究了度关联性对抗毁性的影响,研究表明同配网络比异配网络的抗毁性更强。     

基于MAS的关系网络交易成本分析仿真模型

针对关系网络交易成本研究方法在随机性、自主性和整体涌现性表现的不足,分析了关系网络中企业交易过程及交易成本产生的原因,提出了基于多智能体系统的关系网络交易成本分析仿真模型。该模型利用多智能体系统解决了自主性和整体涌现性问题,利用仿真技术解决了随机性问题。然后采用microsoft.net平台开发了本仿真模型的软件系统,应用于算例,得出了几个关系网络中交易成本的重要结论。可扩展本模型进行关系网络的其他方面的研究。     

基于高聚集性无标度网络模型的微粒群算法

受无标度网络结构特性的启发,将BA模型的"择优连接"机制进行扩展,引入微粒群群体组织方式的构造过程,提出基于高聚集性的无标度网络模型的微粒群算法。算法初期微粒被随机分布在环形结构中,随着搜索的进行不断增加新的微粒,并依据节点度和节点间的距离增加新的连接,最终形成具有高聚集性的无标度网络模型。这样,群体中多数微粒进行局部范围的搜索,而少量微粒按照全局模式搜索,两种方式相互制衡。仿真实验表明,改进后的算法能获得更好的收敛精度和进化速度。     

具有任意度分布的复杂网络拓扑结构建模方法

给出复杂网络节点连接度分布与节点度秩函数之间的数学关系，在此基础上提出一种具有任意度分布的复杂网络拓扑结构建模方法。以无标度网络和指数网络为例，验证该方法的有效性。     

具有边连接增长速度的演化网络度分布研究

近年来,研究发现复杂网络的拓扑结构可分为如下三个类别:随机图模型,小世界网络模型和无标度网络模型.产生这三种不同拓扑结构的主要原因是在网络进化过程中,其边连接方式和点增加方式的不同.实际的复杂网络中幂律(Power-Law)分布的指数范围经实测为[2,3],而当前理论研究结果为[2, ∞).在分析无标度网络演化过程的基础上,提出了一种新的边连接方式,即考虑了边连接增长速度的择优连接方式,并运用主方程方法得到了在这种连接方式下网络的度分布.理论分析与数值仿真表明:在新的演化规则下,通过调节不同的连接速度,可以使幂律分布的指数范围为[2,3].     

基于博弈论和多主体仿真的产学研合作创新网络演化

运用博弈论构建了产学研合作创新两阶段博弈模型,基于博弈策略,结合产学研合作创新网络拓扑结构,构建了产学研合作创新网络演化算法;运用Netlogo多主体仿真平台实现了产学研合作创新网络的演化仿真,揭示了其动态演化规律。研究表明:网络平均节点度呈U型分布,节点数量呈L型分布;选择"积极合作"策略的企业和学研机构存在最佳合作规模;度择优连接机制不利于无标度网络节点创新扩散,组合择优连接机制能以最大程度促进小世界网络和随机网络创新扩散。     

一种互联网AS层拓扑的动态演化模型

了解互联网的拓扑结构、理解互联网的演化机制对优化网络性能、指导网络协议设计至关重要.本文着重探讨了互联网AS(autonomous system,自治域)层拓扑的局部连接偏好性和簇度相关性,提出了局域世界的动态地改变大小和选取方法;并基于互联网规模的摩尔定理给出了网络指数增长的模拟细节;并在吸取局域世界模型思想和PFP(positive feedback preference,正反馈偏好连接)模型非线性择优概率的基础上,充分刻画出拓扑演化过程中节点与链接的生与灭随机事件,建立了一种互联网AS层拓扑动态演化模型(ITALW).计算机建模和数值仿真分析表明,该模型不仅能够模拟大部分网络宏观特征,还能够较为准确地模拟互联网AS拓扑的局部行为.     

节点重要度贡献的复杂网络节点重要度评估方法

引入m阶邻居节点的概念,提出了一种基于m阶邻居节点重要度贡献的复杂网络节点重要度方法,并引入α和γ两个参数,用于调节节点重要度评估对节点自身特性及m阶邻居节点的依赖程度。综合考虑了节点自身及1到m阶邻居节点的重要度贡献。为检验算法的有效性,采用ARPA网络拓扑并针对算法在不同m取值条件下的节点重要度情况进行了评估。评估结果显示,与度值法、介数法、节点删除法等评估方法相比,具有更高的评估精度,能显著地区分复杂网络中节点之间的重要性差异,能准确地确定网络中关键节点,保证节点重要度评估的准确性;此外,实验结果还揭示了一个重要动力学现象,即当邻居节点所考察的深度m值大于网络的平均路径长度L时,该方法可得到可靠且精度较高的评估结果。     

度约束最小生成树(DCMST)的竞争决策算法

度约束最小生成树是网络设计和优化中的一个NP难题，介绍了一种基于竞争造就优化和决策左右结果的新型算法——竞争决策算法，利用竞争决策算法的通用模型，给出了一种基于竞争决策思想求解度约束最小生成树的快速求解方法，经过数据测试和验证，并与其它算法的结果进行了比较，得到了较好的结果．     

择优选择节点构成的复杂网络模型研究

针对Barabasi-Albert无标度网络模型(BA模型)模拟现实世界的局限性,在其算法基础上作了适当扩展,将原算法中新节点加入每次依概率全局择优的机制改为首先全局择优选择节点构成初始模型后,新节点以等概率连接的机制,并依新算法生成扩展BA模型。依据二者度分布等静态统计量性质进行性态比较,证实了扩展模型的拓扑结构和发展状况更接近于现实网络,并且扩展模型生成网络的鲁棒性更好。     

金融产业集群社会网络建模仿真与实证

针对金融产业集群中不同企业对社会网络结构的影响力差异,构建基于个体点权择优的金融产业集群社会网络模型,并采用上海金融产业集群的相关数据,进一步比较分析仿真网络与现实社会网络的小世界特性、中介度特点和鲁棒性能。结果表明,本文构建的基于个体择优的仿真模型能较好还原现实金融产业集群社会网络的拓扑结构特性。通过实证仿真发现:现实金融产业集群社会网络具有小世界特性,这有利于提高资源传输效率;高点权的节点更可能处于高中介度的优势位置;加强高点权、高中介度节点的风险防范措施,适量增加冗余连接,对提高网络鲁棒性有积极作用。这些结论对金融产业集群发展和风险管理具有一定的现实意义。