基于熵的国际贸易网络异质性测度与演化

国际贸易网络是典型的复杂经济网络,拓扑结构和权重结构都具有异质性的特征.提出了网络强度熵和网络权重熵.对国际贸易网络权重结构的异质性进行测度.实证结果表明1950年至2000年间国际贸易网络拓扑结构和权重结构的异质性呈现出相反的演化方向,拓扑结构的异质性下降而权重结构的异质性上升.这说明虽然更多的国家之间开展直接的贸易关系,但国际贸易网络中贸易量和贸易流量的分布趋于更不均衡的状态.研究结果表明,对网络权重结构的分析可以揭示更为全面的系统演化特征和机制.     

一种基于广度优先搜索的社区发现方法

由于当前的算法不能很好地将网络的联通性和单个节点的属性综合考虑,分析了凝聚和分裂层次聚类经典算法的局限性,从而给出边的载荷、边的权重、连接度门限、图形分割等定义.综合考虑网络的拓扑结构和边的权重关系,提出了基于广度优先搜索的社会网络社区发现算法SoNetCD.算法通过删除社区之间的边而得到社区结构,它对社区之间的边判断准确,对社区内部的边误删率低.运用经典数据集进行实验的结果表明,该算法具有比经典GN算法更好的结果.     

中药方剂的合作网络描述

从复杂网络角度研究了中药方剂的实证统计性质,包括平均路径长、集群系数、度分布律以及格子系数等;认为由于中药方剂网具有“完全图集合”这个拓扑特征,建议把它归入“广义合作网络”一类,从而可以使用双粒子图做更好的描述,并且定义“顶点项目度”和“项目大小”这两个更为重要的统计参量,研究它们的分布规律.所得到的实证结果与作者提出的广义合作网络演化模型的结论完全符合.     

基于分布式流的复杂网络上边级联失效

考虑现实网络中流的分布式传输方式和边的负载-容量关系,提出了一个带有可调权重参数的边级联失效模型.依据新的度量网络鲁棒性指标,探讨了两种典型复杂网络由蓄意边攻击而引发的级联失效行为.仿真结果表明,存在最优参数值使得网络达到最强抵制边级联失效的鲁棒性,能够显著降低灾害动力学发生的可能性.而且,网络的拓扑结构和平均度均对网络鲁棒性产生了影响。     

基于复杂网络理论的WSN拓扑控制与安全维护

通过理论推导,得到复杂网络参数与无线传感器网络(WSN)网络容量的关系式.在关系式指导下,运用删减冗余边、添加长程边等方法,对WSN拓扑控制以提高网络容量.针对经过拓扑控制后具有小世界特性的WSN,提出一种考虑节点病毒传播强度的病毒传播局域控制方法.研究表明,拓扑控制可以有效提高WSN网络容量,通过对少量的重要节点免疫,可以节省免疫成本,提高WSN抗病毒攻击能力.     

大数据中网络节点拓扑不稳定性的评估模型设计

大数据中网络节点拓扑结构复杂且具有明显的不稳定性,当前网络节点拓扑不稳定性评估模型大多依据社会网络分析方法理论,从不同角度表示具有不同拓扑结构特性的网络元件,获取的评估结果不充分、不可靠。为此,提出一种新的大数据中网络节点拓扑不稳定性评估模型,通过节点收缩法对大数据中网络节点重要性进行评估。针对大数据中网络节点拓扑不稳定性的评估,结合风险函数丰富熵的内涵,将事件的风险函数在效用系数空间中的平均值看作网络的效用风险熵,依据得到的效用风险熵对效用风险熵权重进行计算。将节点收缩法和效用风险熵权重结合在一起,重新考虑权重的影响,给出新的大数据中网络凝聚度,得到大数据中网络节点拓扑不稳定性评估模型。实验结果表明,所提方法评估可靠性很高。     

电话社会网络结构的实证分析

根据城市中的电话通话记录建立了一个大型的社会网络,研究了这个网络的有关结构特性.网络呈现了与相关社会网络相似的特性,如度分布的幂律特性、小世界效应、非平凡聚集或网络传递的特点等,同时该网络也表现出与其他社会网络不同的特性,如度的异向匹配.通过给边赋予权重,分析了网络在加权情况下的一些静态结构性质,其中,包括点强度分布、强度相关性及群聚系数等.     

一种超网络演化模型构建及特性分析

现实世界的很多超网络比如科学家合作超网络,演员合作超网络,WorldWideWeb（WWW）以及引文超网络都具有超边的增长和优先连接机制.基于这个原则,本文构建了一种超网络动态演化模型,并介绍了这个模型的一些基本拓扑性质,如节点度、节点超度、超边的度等.在此演化模型上重点理论分析了超度分布的特性,并进行了仿真实验,发现随着网络规模的增大,这个超网络动态演化模型的超度分布遵循无标度的特性.     

一个新的拓扑指数预测烃类化合物临界参数

通过对分子图的顶点和边着色得到染色分子图，并以相对键长和点价δi分别代替拓扑距离及顶点度，结合邻接矩阵和距离矩阵提出了一个用于表征含多重键、杂原子化合物的拓扑指数Xu.研究了该拓扑指数与烷烃、，烯烃、炔烃和芳烃临界参数的相关性，结果表明Xu指数与上述化舍物理化性质均具有良好的相关性.肯定了本方法的合理性和有效性。     

基于复杂网络的城市路网可靠性分析

为分析城市路网中线路的重要程度,采用对偶拓扑方法,将路段抽象为节点,将交叉口抽象为网络边,对实际路网进行拓扑结构转换。应用复杂网络节点度、边介数等特征指标及网络可靠性指标评价城市路网结构特征。最后,分别在蓄意攻击和随机故障条件下,对济南市区路网的连通可靠性进行了实证研究。     

石化装置BN拓扑结构节点态势分析模型与应用

针对石化装置运行过程中危险瞬息万变的特点,给出了一种将广义集对分析理论与BN集成的石化装置BN拓扑结构节点状态联系度表达形式,提出了石化装置BN拓扑结构节点态势计算模型,讨论了石化装置BN拓扑结构节点态势等级,并在同一态势中进行了进一步划分.应用表明:在构建的反应器火灾爆炸BN拓扑结构中,叶节点"反应器火灾爆炸"处于同势,以反应器火灾爆炸事件发生态势为主;同时,得到了其他中间节点状态联系度及其态势等级,且节点联系度中的差异性变化会对其节点态势及其等级产生一定的影响,甚至发生节点态势逆转现象,为分析石化装置BN拓扑结构节点状态及其态势提供了依据.     

基于时空影响域的加权地震网络拓扑特性分析

针对加利福尼亚地震网络,为了研究网络中节点间的相互影响关系,首先基于时空影响域,以平均震级比对边权值进行定义,从而生成加权地震网络.其次,选取零模型为参照物,分析了加权地震网络的拓扑特性.同时对边权值和节点权值的分布进行分析.结果发现:加权地震网络具有无标度和小世界特性,且节点和边权值都具有幂律分布特性;节点的权值与其最大震级值存在正相关.本文基于地震数据所构建的加权地震网络更符合实际情况.     

特种设备安全事故时间序列拓扑网络特征研究

 为揭示特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,以2005—2020年中国不同类型特种设备安全事故时间序列为对象,采用可视图法将特种设备安全事故时间序列转化为拓扑网络图,生成拓扑网络结构模型;利用拓扑网络理论分析节点度、网络密度、加权聚类系数、幂律指数、介数中心性等拓扑网络特征参数,挖掘特种设备事故发生的时间序列规律。结果表明：各类特种设备安全事故时间序列的拓扑网络具有小世界特性和无标度特性;拓扑网络的聚类系数均较大,社团结构明显;介数中心性越大的节点,对应年份发生事故概率越大。采用的拓扑网络分析方法能更简洁、直观地展示特种设备安全事故时间序列的拓扑网络结构,更全面地表征特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,可为特种设备安全事故预测提供理论基础。     

中国铁路车流网的拓扑性质

根据中国2010年的铁路客运列车时间OD分布,利用复杂网络理论研究铁路客运网拓扑性质. 研究表明:铁路车流网的度分布符合指数分布规律,且具有显著的小世界特性;车站经停列车数呈幂律分布,车流网节点强度呈广延指数分布性质,且节点强度与度之间也存在显著的幂律关系. 运输组织策略的调整对车流网的拓扑性质具有实质影响. 通过研究车流网的性质有助于形成使路网的服务特性更具鲁棒性的运输组织策略.     

基于属性信息和结构特性的网络节点重要度研究

现有的节点重要度排序方法大多只针对网络的拓扑结构进行研究,忽视了网络节点自身所包含的属性信息.然而这些属性信息至关重要,却广泛存在不完备性,这些不完备属性信息与节点的重要性密切相关.针对这一问题,提出一种基于优势粗糙集理论和TOPSIS方法的网络节点重要度分析方法,融合网络结构特性和节点属性信息,克服了单一从拓扑结构分析的局限.最后,将本文所提出的方法应用于微博社交网络中的用户重要度评价,并与其他方法进行比较,结果表明,该方法的排序结果对节点在属性信息和结构特性的重要性进行了较好的综合,能全面地体现出各节点的重要程度.     

基于样本熵的磁刺激穴位加权脑功能网络研究

脑功能网络的构建与分析可帮助探究大脑工作机制。本研究旨在构建并分析磁刺激内关穴脑功能网络,为探索针灸学作用机理提供理论依据。目前,为简化网络计算的复杂性,很多相关研究集中于二值脑功能网络,忽略了节点间连接强度。本研究采集磁刺激内关穴前、中、后3种状态的脑电信号并基于样本熵和互信息方法构建3种状态下反映节点间真实连接程度的加权脑功能网络;利用复杂网络理论对3种状态下加权脑功能网络拓扑性质进行对比性分析。实验结果表明,刺激状态与刺激前状态相比,网络的平均度、平均聚类系数、全局效率均有提高;刺激状态与刺激后状态相比,网络的平均度、平均聚类系数、全局效率整体也呈增强趋势;刺激后状态与刺激前状态相比,除少数被试的网络拓扑特征基本保持不变或小幅度减少外,其余均呈增长趋势,且增长程度不同,考虑与刺激的累积效应和个体差异有关。研究结果表明,磁刺激内关穴使网络各通道间连接强度提高,集群化程度加强,信息传递效率提高。     

大规模卫星集群网络自适应加权分簇算法

针对平面管理结构在大规模卫星集群网络中的缺点,提出了一种自适应分布式加权分簇算法（adaptive distributed weighted clustering algorithm,ADWCA）,该算法根据卫星网络运行的可预测性,在初始化阶段由地面计算各卫星节点综合权值并划分簇首和成员节点,完成之后上注到星上,之后集群中卫星节点根据邻居及自身信息完全分布式地执行维护进程.仿真分析表明,与最小标识优先分簇算法和最大连接度优先分簇算法相比,该算法生成的簇结构具有更少的簇数量、良好的稳定性,且能够有效均衡簇头节点的负载.      

基于偏微分方程的增长网络结构分析

为了研究网络的功能,需要首先研究增长网络的拓扑结构,包括网络的度分布和节点度等。当网络规模足够大时,将网络节点的度看作连续变量,根据网络演化过程中所满足的马尔科夫性,建立网络节点数量的变化方程,从而化简变形得到基于一阶双曲方程的增长网络模型。求解得到了兼具优先和随机2种连接机制的网络度分布P(k)和节点度kt0(t),同时也发现了节点度函数与双曲方程特征线之间的关系。根据网络的演化机制,通过对该增长网络模型进行随机模拟,验证了度分布与节点度理论结果的正确性。将网络的度分布计算转化为偏微分方程求解问题,将节点度的变化视为偏微分方程的特征线,将偏微分方程应用于增长网络的建模中,从而可以解析地对网络结构进行分析。     

黄山市乡村聚落网络结构特征

以黄山市2014年卫星影像为数据源,将乡村聚落矢量数据和分乡镇行政区划矢量数据进行叠置分析,并统计每个乡镇乡村聚落的面积.在改进引力模型的基础之上,借助社会网络分析方法,以聚落面积和各聚落之间的距离为变量构建黄山市乡村聚落空间网络结构模型,实证分析了黄山市乡村聚落网络结构特征.研究结果表明:(1)从网络节点结构分析来看,网络内向程度中心性和外向程度中心性都存在明显的两级分化现象;整个网络中介中心性分布极为不均衡,区县节点在整个网络中扮演着枢纽的作用,而乡镇节点的桥梁作用远逊于区县节点;通过对网络节点的结构洞指标进行对比分析发现,城市聚落的节点具有显著的结构洞优势,而乡镇节点的结构洞优势相对较弱.(2)从整体网络结构分析来看,黄山市乡村聚落空间网络密度较低,乡村聚落之间的相互影响较小;从程度中心势的指标来看,不论是内向程度中心势指标还是外向程度中心势指标,其数值都较高,说明乡村聚落空间网络结构具有明显的集中趋势;乡村聚落空间网络结构存在明显的核心-边缘结构特征,核心区节点之间比边缘区节点之间空间互动关系更为密切,但总体来讲这种空间作用仍然较小.