无标度二元网模型

由两类不同主体构成的复杂系统,若同类主体间、异类主体间都存在着相互作用关系,则该系统可以用二元网来抽象描述.无标度二元网的网络整体度分布及两类节点各自的度分布都服从幂律分布.通过构建无标度二元网模型,尝试解释无标度二元网的形成机制.研究无标度二元网的拓扑结构性质发现,模型的不同类节点规模比参数及连接概率参数对网络的平均最短路径和群聚系数有着重要影响.无标度二元网模型的最短路径长度较小,其幂指数变化范围在2.5到3.5之间.     

基于复杂网络的金融市场网络结构实证研究

基于股票价格波动序列的相关特性,通过阈值化处理得到金融网络的连接矩阵,并用复杂网络的特征参量表征其网络性质.节点累积度分布的胖尾特征表明存在少数中心节点的股票,而聚类系数和最紧邻平均度表征金融网络具有层次结构和异配特性.进一步研究k核结构,发现核数随节点度幂律增长,当节点度较大时核数保持不变,而且最核心的节点对应中心节...     

快递企业配送网络的复杂结构特性实证研究

掌握配送网络的结构特性和确定其中的重要节点对合理布局配送网络、提高其运转效率、降低其运营成本起着决定性作用。以国内某快递企业的订单数据为基础,通过网络爬虫、数据清洗等大数据处理手段,获得其在全国范围内的配送网点与路径数据,描绘了其配送网络的拓扑结构;运用复杂网络理论,对该配送网络进行平均最短路径长度、集聚系数、度及度的累积分布、点介数分布、接近中心性、富人俱乐部现象、匹配形式等结构特性进行了全面分析,验证了其复杂结构特性;运用重要度评价矩阵确定了该配送网络中的重要节点,并根据分析结果对该配送网络的构建与管理提出了相应的优化对策。     

无尺度网络平均路径长度的估计

无尺度网络的拓扑结构研究主要集中于聚类系数和平均路径长度的计算以及度分布分析. 在实际的无尺度网络中,表征网络拓扑结构的三个参数之间是互相联系的,其中一个参数均可近似用另外两个参数表示. 鉴于此,针对大规模无尺度网络的平均路径长度计算问题,基于树形结构模型给出了无尺度网络平均路径长度<l>_SF 的计算公式,并分析了网络规模和节点间连接方式对平均路径长度的影响. 分析结果表明,<l>_SF与无尺度网络的平均度数k、平均聚类系数C以及幂指数γ有关,从而将直接求解平均路径长度的复杂问题转化为间接求解,大大提高了分析无尺度网络拓扑结构的效率. 实验结果表明,提出的无尺度网络平均路径长度计算公式是有效的.     

中国银行间支付网络及其结构特征

运用复杂网络理论的相关知识,分别对中国的不同类别银行、不同地区银行的支付网络的拓扑结构做了实证分析,发现这两个网络不仅体现了"小世界网络"典型特征:具有较小的最短路径长度以及较高的聚类系数,而且前一个网络的边权分布和后一个网络的节点度分布都服从幂律分布。根据网络图和节点强度,还得到了银行间支付网络的中心节点。结合对网络拓扑结构的分析,本文认为,为避免金融传染的爆发和蔓延,银行监管机构应加强对这些中心节点的监控及危机救助。     

工程软件数据格式转换网络的复杂性分析

大量级和分散的工程信息的元素集合中存在着相互联系,从复杂网络的视角来研究其间的复杂关系,将为工程信息的组织与保护提供一条新思路。建立了一个以软件可操作数据格式为节点的格式转换网络,从复杂网络的静态特征指标,如平均路径长度、聚类系数、节点度分布等方面,对其进行实证分析。实验表明该格式转换网络具有小世界特性,节点度符合指数分布。     

城市道路网络的拓扑性质和脆弱性分析

基于GIS技术和复杂网络理论,研究国内包括杭州、苏州在内的江浙4座城市的街道网络的复杂性.分析了街道网络的基本拓扑性质,如点度分布、路径长度分布、网络效率,发现这4个街道网络尽管规模、历史、经济各不相同,但性质非常相似.然后进行城市街道网络的脆弱性分析,通过比较随机和蓄意两种攻击策略,发现城市街道网络对随机攻击很稳健,而对基于点度和介数的选择性攻击策略很脆弱,说明点度和介数是很有用的,找到关键节点和预先防御的指标,这对城市应急管理、应急交通调度和导航都具有借鉴意义.     

介数中心性和平均最短路径长度整合近似算法

基于Brandes算法给出了复杂网络中介数中心性和平均最短路径长度的整合近似算法,通过理论分析和Rocketfuel项目实测数据的实验分析,验证了该整合算法能够快速有效地估计出复杂网络的介数中心性和平均最短路径长度,为进一步的研究工作奠定了基础.     

电信社群网络静态几何性质分析研究

通过抽取电信通话数据作为研究对象，分别计算了电信社群网络中节点度、子图连通性、膨胀率、聚集度、平均最短路径的分布情况，得出电信社群网络是一个无标度网络。子图连通性、膨胀率的分布符合幂律分布，聚集度符合尾部有突起的幂律分布，平均最短路径服从Poisson分布的重要特征。     

基于加权路由策略的复杂网络拥塞控制研究

复杂网络的最短路由策略易导致网络吞吐量低,流量分布不均,在关键节点处产生拥塞.本文提出一种基于加权路由策略的拥塞控制机制,用节点的介数作为节点边的权重,将网络变成加权网络,数据包按加权网络最短路径路由.介数的计算采用基于区域中心节点近似估算法,降低了介数计算的复杂度.仿真结果表明,加权路由策略能有效避开拥塞程度严重的节点,克服了介数较大节点成为网络传输瓶颈的问题,显著改善了网络的拥塞情况,提高了网络的吞吐量和传输能力.     

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。     

一种新的大规模网络最短路径的近似算法

平均最短路径长度是复杂网络的一个重要特性,但是对于大规模网络的平均最短路径长度的计算是困难的.在最近的一次对中国教育网的研究中.建立了一个有2 354 934个网页和26 816 209个链接的网络.要想计算该网络的平均最短路径长度,无论是传统的Floyd、Dijkstra算法,还是基于MPI的并行算法,在现有的计算机资源下都难以实现.提出了二级网络的概念,并基于此给出了一种针对中国教育网的新算法,使得在可以接受的时间内完成平均最短路径的近似计算,经试算效果令人满意,说明这种方法对于计算大规模网络的平均最短路径是有效的.     

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。     

探索小世界特性产生的一种新方法

在研究WS模型基础上，探讨了产生小世界特性的一种新方法，即提出了度不变的边遍历小世界模型。主要算法是在重新连接过程中保持每个节点的度不变，首先将所有满足度不变条件的规则边断开，然后随机地连接相同数目的长距离边。谊模型的数值模拟结果与WS模型的结果比较表明，新模型具有很好的小世界特性，即平均最短路径小和平均集群系数大的两大特点。同时研究了新模型下参数变化对网络特性的影响。     

基于二分图的城市公交网络拓扑性质研究

以北京市公交系统为例,用二分图模型对其进行描述,分别构建出公交站点网络和公交线路网络,对二分图、公交站点网络和公交线路网络进行了度的分布、集聚系数以及平均路径长度等拓扑参数的计算,并与规则网络和随机网络进行了比较,发现北京市公交系统具有"小世界"网络的性质.最后深入地研究了公交线路网络与公交站点网络拓扑参数形成的机理.     

两种策略下的最短路径并行算法研究与实现

随着智能交通运输系统的研究与应用,对在大规模交通网络上求解最短路径的实时性提出了更高的要求。为了找出适用于实际交通网络的高效最短路径并行算法,首先选取了3种最短路径标号串行算法,以此为基础分别实现了网络复制及网络分割两种策略下求解最短路径的并行算法。最后,从基于G IS的交通规划软件T ransCAD中提取了实际交通路网数据,同时还随机产生了不同规模的稀疏格网,在这些网络中对并行算法的性能进行了测试和分析。结果表明,在8台机器上求解含5 181个节点的实际交通网络中32个源点的最短路径时,基于网络分割的双队列标号修正并行算法的加速比可达到6.32,在其他网络中也表现出较好的加速比及可扩展性。     

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.     

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。