上海公共交通网络复杂性分析

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的网络,这个网络的几何性质对公共交通的状况具有重要影响。在本论文中,以上海市的公共汽车交通系统中的停靠站点网络为研究对象,对其进行复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等指标,并测试了网络在随机失效和有选择性攻击情况下的抗毁性。结果表明,上海市公共交通网络的度分布符合幂率分布,具有较小的平均路径长度和较高的聚集系数。在抗毁性方面,公共交通网络对结点的随机失效具有很强的抗击能力,而对有选择性攻击的抗击能力很弱。因此,可以看出上海市公共交通网络是一个无尺度复杂网络。     

基于天津市公共交通网络的复杂性研究

基于复杂网络理论对天津市公共交通网络的复杂性和抗攻击性能进行研究.通过引入节点的度与度分布、特征路径长度、聚集系数、介数、点权和边权等网络拓扑参数,对构建的天津市停靠站点、公交线路和公交换乘网络3种复杂网络进行分析.研究结果表明:3种网络模型都具有小世界特性,某些公交线路具有中转作用,部分停靠站点具有中枢作用;民众乘坐公共汽车出行一次,平均需要乘坐16.2站并换乘2.12次,平均需要的乘车时间为78.7 min.这说明天津市公交网络拓扑结构不甚合理,公交运输效率有待改善.按照鲁棒性的要求,提出了进一步改进和优化的措施.     

复杂供需网络的局域演化生长模型

在一般局域世界演化模型基础上,建立了供应链复杂网络的局域演化生长模型.应用节点间相关度的概念来确定每一新加入节点的局域世界,并定义局域世界的规模是动态增加的.通过解析的方法,导出这一模型的度分布、聚类系数和平均路径长度,发现其具备复杂网络的无标度、小世界等特性,并通过数值仿真进行了验证.     

北京市公共汽车交通网络几何性质的实证研究

采用复杂网络的研究方法，针对北京市公共汽车交通建立了公交线路、公交换乘和停靠站点复杂网络，利用这3个网络的几何量讨论了北京市公交网络的几何性质。利用实际数据计算的蛄果显示存在某些线路具有中转的作用。部分停靠站点具有中枢作用；民众出行平均需乘坐17．4站并换乘1．7次。研究结果还揭示了公变网络的点权分布具有不同于其他加权网络的点权分布的性质。     

基于代价的复杂网络边攻击策略有效性分析

针对已有复杂网络边攻击研究中未考虑边攻击代价的问题,提出基于代价的复杂网络边攻击模型。该模型考虑了边攻击代价因素,以边的权重近似衡量攻击代价,以最大连通子图和平均路径长度作为网络鲁棒性测度指标,将边攻击策略和权重参数对普通无标度网络与指数可调无标度网络的鲁棒性影响进行了仿真模〖JP3〗拟。结果表明:边权参数取不同值时,边的权重由大到小策略攻击效果都不是最好的;攻击代价较小时,边的权重由小到大策略攻击效果最好。与现有模型相比,采用该模型研究复杂网络边攻击策略有效性较符合实际,具有一定的参考价值。     

汉语句法网络的复杂性研究

旨在研究汉语句法网络的复杂性和复杂网络指标作为一种语言学研究手段的可行性,给出了如何按照依存句法树库构建句法网络的方法,自建了两种不同语体的汉语句法网络,对平均路径长度、聚集系数和度分布等复杂网络指标进行了测度.结果表明,两个句法网络和随机网络的平均路径长度和直径大致相当,但句法网络的聚集系数要远远大于随机网络,句法网络的度分布符合幂律,因此两种句法网络均为小世界和无尺度网络.发现两种语体的句法网络直径相同,但在平均度、平均路径长度、聚集系数和幂律指数方面则有较明显的差别.     

Analysis on Chinese Airline Network Invulnerability

Air transportation systems are often subject to failures or attacks induced by unexpected abominable weather or temporal airspace occupation, while complex networks have been springing up as a convenient yet efficient tool to represent and analyze various realistic complex systems such as realistic airline system. In terms of Chinese airline network formed during the spring festival timespan, structural empirical research and invulnerability simulation analysis against various deliberate attack strategies were made using complex network theory, where nodes and edges denotes domestic airports and direct flights between them respectively. The analysis results indicate: The presented airline network is a small net-work with scale-free characteristics, and correlation shows remarkable hierarchical structure and obvious assortative characteristics; The network shows obvious invulnerability under deliberate node attack, while shows partly robustness under edge attack even with obvious attack effects against various attack strategies.     

城市路网的复杂网络特性及可靠性仿真分析

首先通过在路网中引进网络平均距离、节点度分布以及簇系数等概念,重点研究了城市路网映射后的复杂网络特征,以合肥市路网为例进行了实证研究。在此基础上,尝试运用复杂网络理论探讨城市路网可靠性,并以合肥市路网为例,进行了路网选择性攻击和随机失效条件下的可靠性仿真分析,其结果表明路网展现出完全不同的鲁棒性。将复杂网络理论应用到城市路网分析,进一步拓展了城市交通网络基础理论的研究思路和研究范围。     

Promoting Metro Operation Safety by Exploring Metro Operation Accident Network

Understanding the causation of accidents is essential to promote metro operation safety.In terms of 243 reported metro operation accident cases in China, a directed weighted network was constructed based on complex network theory, where nodes and directed edges denotes factors and event chains respectively. To reveal the key causal factors, the topological characteristics of metro operation accident network(MOAN) were analyzed from both global and local views. The results show that facility-type factors are more closely related to the occurrence of the accidents from the perspectives of average path length and cascading effects. Accident types like train delay and train suspension are the great risk recipients. Key causal factors with large out-degree, out-strength, betweenness centrality and cluster coefficient, such as communication and signal failure, vehicle failure and piling into the train should be noticed. The research framework proposed in the paper is not only applicable to China's metro operation system, but also appropriate for other transportation system safety studies.     

无线传感器网络的自组织可靠性研究

在大量研究关于复杂网络鲁棒性和客错性等理论的基础上，针对网络自身失效和外界有针对性攻击两种情况，对各种情况的无线传感器网络拓扑结构进行了分析，得到了优化的网络自组织模型，并提出了传感器网络的修正路由算法。仿真结果表明，该算法使得传感器网络的生存能力大幅度提高。     

无线传感网多模簇维护机制与算法

无线传感网因节点众多、应用场景多样和资源约束严格而具有复杂的分布特征、组网灵活性和高度动态性,基于簇的网络管理模式面临着如何实现针对不同的簇受损情形的高效簇维护问题。建立了一种可以适应不同簇维护需要的多模簇维护机制,以自适应局域按需簇维护为目标,根据网络中簇的动态变化时间和空间进行分类簇维护,将簇维护转化为局部性和事件触发的操作,触发机制包括簇头剩余能量低于设定阈值、簇头负载不均、新节点加入或簇内节点失效退出等,基于单个簇或相邻簇的状态变化关系启动单簇(簇内)维护或多簇(簇间)维护方案。基于NS2的仿真结果表明:与传统周期性、全网重新成簇的维护模式相比,该机制能够明显降低网络维护开销,有效均衡网络节点能耗、增加传输的数据包总量、100%节点存活时网络的平均生命周期最高可延长1.8倍。     

Cluster Synchronization in a Complex Dynamical Network with Two Nonidentical Clusters

This paper further investigates cluster synchronization in a complex dynamical network with two-cluster. Each cluster contains a number of identical dynamical systems, however, the subsystems composing the two clusters can be different, i.e., the individual dynamical system in one cluster can differ from that in the other cluster. Complete synchronization within each cluster is possible only if each node from one cluster receives the same input from nodes in other cluster. In this case, the stability condition of one-cluster synchronization is known to contain two terms： the first accounts for the contribution of the inner-cluster coupling structure while the second is simply an extra linear term, which can be deduced by the ＂same-input＂ condition. Applying the connection graph stability method, the authors obtain an upper bound of input strength for one cluster if the first account is known, by which the synchronizability of cluster can be scaled. For different clusters, there are different upper bound of input strength by virtue of different dynamics and the corresponding cluster structure. Moreover, two illustrative examples are presented and the numerical simulations coincide with the theoretical analysis.     

串谋行为识别的间断连接无线网络数据转发机制

针对现有间断连接无线网络恶意节点检测机制缺乏对串谋恶意节点的有效识别和抵御方案,提出了一种串谋行为识别的间断连接无线网络数据转发机制。在认证节点历史状态信息的基础上,通过分析节点行为特征有效地识别串谋的恶意节点。在排除串谋节点干扰的情况下设计以信用度、协作度、连接度为联合指标的数据转发机制。仿真结果表明,所提出的机制在串谋节点的识别及抵御方面效果显著,提高了中继选择在面对恶意攻击时的健壮性,实现可靠高效的数据传输。     

集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性

采用有向加权网对集群网络进行更加现实的刻画,从企业微观创新决策行为角度出发,通过构建随机阈值模型,运用仿真方法探讨了不同网络类型集群创新扩散的稳定性和脆弱性问题.研究结果表明:集群网络结构对创新扩散的稳定性和脆弱性具有明显的影响;小世界网络集群的鲁棒性较差而脆弱性不显著;相比而言,无标度网络集群的稳定性更好但脆弱性更明显;还分析了集群内部企业的决策方式对创新扩散稳定性和脆弱性的影响,进一步从网络角度说明了不仅是网络连接的方式包括权重、方向等,而且网络节点企业的决策行为都对集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性产生影响.     

基于加权超网络模型的知识网络鲁棒性分析及应用

对知识网络的鲁棒性分析方法进行了研究.与一般的复杂网络相比,知识网络涉及两种不同类型的节点:知识和知识主体.在进行鲁棒性研究时,必须对二者进行综合考虑.为此提出基于加权超网络模型的知识网络鲁棒性分析方法,该模型可根据组织中知识与知识主体之间的映射关系将二者集成在一起.在此基础上,提出了一种关联节点删除的方法来研究知识网络的鲁棒性,并提出了度量知识网络鲁棒性的专有知识率、专有知识加权比率、知识网络抗毁性、核心领域知识网络抗毁性等指标及其分析方法,解决了知识网络的鲁棒性分析及度量的问题,并可应用于组织知识资源的安全性评估、发现易流失知识以及评价组织成员的知识重要性等方面.     

A New Peer-to-Peer Topology for Video Streaming Based on Complex Network Theory

A new wave of networks labeled Peer-to-Peer(P2P) networks attracts more researchers and rapidly becomes one of the most popular applications.In order to matching P2 P logical overlay network with physical topology,the position-based topology has been proposed.The proposed topology not only focuses on non-functional characteristics such as scalability,reliability,fault-tolerance,selforganization,decentralization and fairness,but also functional characteristics are addressed as well.The experimental results show that the hybrid complex topology achieves better characteristics than other complex networks’ models like small-world and scale-free models;since most of the real-life networks are both scale-free and small-world networks,it may perform well in mimicking the reality.Meanwhile,it reveals that the authors improve average distance,diameter and clustering coefficient versus Chord and CAN topologies.Finally,the authors show that the proposed topology is the most robust model,against failures and attacks for nodes and edges,versus small-world and scale-free networks.     

基于复杂网络作战体系破击的建模与仿真

在分析体系破击作战机理的基础上,根据从物质世界到观念世界的抽象过程,提出了基于复杂网络的体系破击仿真分析框架,并建立了考虑信息因子和破击能力的作战体系破击新模型。最后通过仿真实验,得到了一些结论:(1)一定条件下,体系破击的能力比攻击信息更加重要;(2)只有在一定的破击能力下,作战体系才对随机攻击表现出鲁棒性,对蓄意攻击表现出脆弱性。     

具有随机性的确定性网络模型

为了进一步研究复杂网络的统计特性,简单介绍了复杂网络的几个统计指标,给出了一种通过边的迭代方式生成一种确定性网络模型的方法.在此模型构造算法的基础上对网络的个别特性进行了推导,并通过计算机编程构造了模拟网络,对比了不同规模模拟网络的部分统计特性.由推导结果和模拟数据可知,迭代生成的网络具有较小的平均路径长度和较大的群聚系数,度分布服从指数分布.因此可判断出生成的确定性网络既具有小世界特性,又具有完全随机网络的特性.     

基于复杂网络理论的配电网节点脆弱度评估

配电网中节点脆弱性的大小是其结构鲁棒性的重要体现,为实现对配电网节点脆弱度的评估,提出对配电网节点脆弱度大小排序的方法。首先,构建配电网的复杂网络加权模型;其次,针对节点脆弱度评估中的度值、介数、凝聚度和紧密度等几个指标,结合主观和客观两方面信息构建描述各指标重要性的权重;最后,提出综合逼近理想排序(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)和灰色关联度的方法,实现对配电网节点脆弱度大小的排序。对几种典型的中压配电网进行计算,验证了本文方法的可行性,对IEEE123系统分析,结果表明多指标综合评估较单一指标评估更符合配网的实际特点。     

PM-SIMD机群网的高速数据通道设计

本文对基于层次总线的ＰＭ－ＳＩＭＤ机群网中的数据传输拓扑进行了研究。改进了传统的数据传输通道设计方式,根据缓冲资源从传输资源中分离的原则,建立了两种虚拟通道模型。理论分析和仿真结果均表明,虚拟通道结构能够改善通道共享性、提高通道吞吐率。