基于供需能力的供应链网络鲁棒性

基于复杂网络理论提出典型供应链网络的演化规则,构建了基于供需能力的供应链网络鲁棒性模型,通过计算机仿真研究随机型、Hierarchy+型和无尺度型三种典型供应链网络在随机失效、蓄意攻击和级联崩溃下的鲁棒性能。研究结果表明,对于容易产生随机失效供应链网络,节点和边的失效同样需要考虑,同时节点企业采用适当预留产能的运作策略,可以提高供应链网络抗毁性能;对于易受蓄意攻击的供应链网络,在加强核心企业的保护的同时还需要开发和扶植一定数量具备足够的富余产能的备选供应商,才能保证其鲁棒性和抗毁能力。     

基于复杂网络的两栖水上飞机起降安全风险演化

为了揭示两栖水上飞机起降安全风险的演化规律,有效预防水上飞机起降安全风险,以风险因素间的作用路径为基础,构建两栖水上飞机起降安全风险演化的有权有向网络拓扑结构,验证了该复杂网络的无标度特性;采用Matlab编程仿真分析网络在随机攻击和蓄意攻击情况下的功能鲁棒性和结构鲁棒性;对比度值攻击、介数值攻击、接近度中心性值攻击及综合值攻击下的网络鲁棒性效果,识别网络的关键风险因素,提出断链控制策略。研究结果表明:两栖水上飞机起降安全风险网络是无标度网络;该网络对随机攻击具有较强鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性,且度值攻击的结构鲁棒性最差,综合值攻击的性能鲁棒性最差;综合值较高的节点是网络的关键风险因素,优先处置关键节点有助于预防起降事故。     

地铁建设对公交系统鲁棒性的影响北大核心CSCD

为提高城市公交系统的鲁棒性,制定了基于换乘的加边策略。以济南市公交-地铁复合网络为例,研究了网络的特性参数和鲁棒性,并提出基于换乘的加边策略提高网络鲁棒性。研究表明:复合网络具有小世界和无标度网络特性;网络在蓄意攻击下比随机攻击更具脆弱性;在介数攻击下,高度加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使网络瘫痪时被攻击站点比例提升50.46%;在随机攻击和度攻击下,高介数加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使被攻击站点比例分别提升23.35%和39.81%。     

路由器级Internet网络静态鲁棒性研究及其优化

基于目前对Internet网络的研究范围主要局限于自治域级的现状,对路由器级的Internet网络进行了拓扑建模研究,计算了两个网络的相关统计特性,提出了一个新的影响力指标来衡量网络的鲁棒性,对网络在随机故障下的临界点进行了实证研究,恶意攻击采用了基于度和介数的攻击,最后针对恶意攻击下的节点失效方式进行了保证成本不变的网络拓扑优化来提高网络在该攻击方式下的鲁棒性。     

基于不对称依赖的相依网络级联故障分析

针对已有关于相依网络级联故障研究中未考虑有向依赖边的问题,展开了基于不对称依赖的相依网络级联故障分析,构建了基于负载-容量的级联故障模型,提出基于连通分量的相依网络鲁棒性测度方法,开展了不同网络组合、耦合方式、容忍系数和移除比例在不同攻击模式下的网络鲁棒性研究。结果表明,随机攻击模式下不对称相依网络鲁棒性与以往研究结论类似,蓄意攻击模式下不对称相依网络鲁棒性则取决于攻击范围和容忍系数的大小。通过一则作战网络示例分析证明了所提方法的实际应用价值,对完善相依网络理论研究具有一定的参考意义。     

沪深两市股权关联网络的社团结构及其稳健性

建立了上市公司与其主要股东的关联网络, 利用实际数据分析了中国股市2001到2010年的总体走势, 证明了该网络属于典型的无标度网络, 无标度指数的变化显示出从2006年开始上市公司中出现少数度值极大的in-hub节点, 而上市公司的主要股东中出现了相对较多的out-hub节点. 同时采用加权派系过滤算法分析了网络中3-派系(3-clique)下的社团结构, 证实了从2006年开始一些大型国有企业上市后迅速地成为了网络中的核心节点, 造成了网络资源重组现象. 这同时解释了无标度指数的变化原因. 然后通过研究近年来大公司之间的大额投资关系发现: 这些大公司不但经历住了全球经济危机的考验, 而且上市公司与大型控股公司之间的关系变得更加紧密. 分别分析了该网络遇到随机故障和蓄意攻击时的稳健性. 其中2008年中国受国际经济危机的影响正好与网络出现随机故障的情况类似, 分析表明此时中国股市表现出强健的鲁棒性;但若对整个网络进行蓄意攻击, 网络则明显表现出极强的脆弱性.     

针对节点度幂律分布对等覆盖网络的分散式目标免疫

P2P网络的节点度近似服从幂律分布的无标度特性导致了这类网络对随机故障的鲁棒性和对蓄意攻击的脆弱性.为提高其抵抗蓄意攻击的能力,提出了一种经济、高效的分散式目标免疫策略,针对(1)具有最高连接度的节点、(2)具有最高可用性的节点和(3)与具有最高负载的链路直接相连的节点这三类目标实施免疫,设计了基于NoN-indexing机制的熟人免疫方法,能够仅利用网络拓扑局部知识和仅免疫少量关键节点,即可大幅度提高P2P网络的抗蓄意攻击能力.仿真实验结果验证了该分散式免疫策略的经济性和高效性.     

基于复杂网络的空铁复合网络的鲁棒性研究

运用复杂网络方法,对中国高铁-民航复合网络进行了网络拓扑特性与鲁棒性分析。分析结果表明,高铁-民航复合网络及其子网络都是具有无标度特性的小世界网络;高铁-民航复合网络在蓄意攻击模式下的鲁棒性较差,而在随机性攻击模式下的鲁棒性较强;无论是随机性攻击还是蓄意攻击,复合网络的鲁棒性都优于高铁子网络和航空子网络。     

公交网络的认知及可靠性分析

分析了人们公交出行的站点选择行为,提出站点服务区概念并利用Voronoi图对其进行测度.在此基础上,运用复杂网络理论构建了公交站点网络与公交线路网络模型并定义了网络节点的权重向量,同时定义了针对公交系统可靠性评价的公交服务可靠性指标,并设计了相应的攻击策略.结果表明:对于随机攻击,公交站点网络表现出比公交线路网络更强的鲁棒性,而对于蓄意攻击,公交站点网络则表现出更高的脆弱性.     

个体规则驱动的群体行为对称性破缺的临界状态

经济系统中,个体相互作用能够给群体涌现非常复杂的非线性行为,导致某些个体的非理性行为可能导致整个经济系统迅速崩溃,这种崩溃前系统的临界状态就显得异常重要.为了得到比较深刻的结论,将经济系统中个体之间的相互作用抽象成以随机复杂网络为结构的自适应博弈模型,从而构建合理的复杂自适应系统理论模型,然后通过随机攻击与蓄意攻击,来确定这一系统逾渗的临界状态.分析认为,当系统受到随机攻击时,系统表现出很强的鲁棒性,然而当系统受到蓄意攻击时,存在一个临界攻击概率使得系统具有较强的临界性.结论认为,系统受到随机攻击时,至少有两个大的组分保持系统联通,然而,当系统受到蓄意攻击时,系统存在一个临界删除概率,当删除概率小于这一临界概率时,系统存在两个大的组分;当删除概率大于这一临界概率时,系统难以保持联通.进一步而言,这一临界概率与系统中Agent的收益相关,这一结论修订了经典的以度为函数的复杂网络中的临界概率.     

加权快递网络鲁棒性分析及优化

研究快递网络鲁棒性的分析和优化方法.考虑到快递网络中节点城市和包裹投递的地理空间特征,提出基于节点城市之间投递距离的加权快递网络抽象描述及其鲁棒性分析方法.进而在有目的的节点城市移除规则和随机的投递路线移除规则下,分析航空投递网络和陆运投递网络的鲁棒性,发现前者的鲁棒性明显优于后者.然后,通过分析航空投递网络和陆运投递网络的微观结构特点.结合节点城市实现包裹投递的基本功能要求,提出基于节点城市包裹投递能力的加权快递网络鲁棒性优化思路方法,并给出航空投递网络和陆运投递网络的优化结果.     

蓄意攻击策略下危险品运输网络级联失效仿真

在构建危险品运输网络级联失效模型的基础上,通过控制模型参数,研究了危险品运输网络级联失效特性及不同蓄意攻击策略对网络级联失效的影响。基于大连市危险品道路运输网络特征值,构建了基于WS小世界网络的危险品运输复杂网络生成算法;提出了具有时间阶段特性并带有可调参数的节点初始负载模型,确定了"失效"节点负载分配的择优分配概率模型和节点容量模型,并利用节点负载动态分配概率值,动态描述节点"正常""暂停"和"失效"三种状态,从而构建危险品运输网络级联失效机制模型;以网络级联失效平均规模和相变临界值作为网络抗毁性度量,通过构建两种蓄意攻击策略,对比研究了不同攻击策略对危险品运输网络级联失效抗毁性的影响。仿真结果及理论分析表明:1)构建的危险品运输网络级联失效模型是有效的;2)节点容量系数、过载承受能力调节参数和网络平均节点的度对蓄意攻击策略的变化是不敏感的,但通过提高它们的取值,能够有效降低网络级联失效平均规模,提高网络抗毁性;3)对于节点度的降序攻击策略,可调参数越小,网络抗毁性越强,但对于节点度的升序攻击策略,可调参数越大,网络抗毁性越强,且两种攻击策略下的相变临界值曲线在可调参数为0.5处相交。这些结论为防范蓄意攻击策略的制定提供理论依据。     

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。     

基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性仿真

通过构建危险品运输超网络模型,分析了网络之间的相互作用和影响,继而建立了危险品运输网络模型生成方式;通过引入危险品运输网络"最短路径"、"平均最小风险路径距离"和"网络最大连通子图"概念,提出了"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度模型;根据网络流量特性,构建了危险品运输网络介数模型。以危险品运输网络为例进行仿真,仿真结果表明:危险品运输网络抗毁性表现为对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,抗毁性更接近于无标度网络;其抗毁性是由少数节点和边维系的,且网络对节点攻击的抗毁性低于对边攻击的;网络最大连通度性能优于网络风险效率,适当增加系统冗余性可提高网络抗毁性。     

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.     

基于中心度的中国航空客流网络抗毁性分析

以中国航空客流为样本,运用复杂网络理论,构建中国航空客流网络,并论证其系统结构特性。从点度中心度、中间中心度和接近中心度角度确定网络的关键节点,采取基于3个中心度的蓄意攻击方式,根据网络整体效能和簇系数两项指标及其下降率的变化情况,对网络的抗毁性进行了实证分析。在可视化视角下,对比分析3种蓄意攻击方式下航空客流网络结构的变化情况。研究表明:目前中国航空客流网络面对3种蓄意攻击时,网络抗毁性较弱,结构呈现出不同的变化,为此应分别从3个中心度角度出发,着重确保网络关键节点的安全,增加更多的功能不同的关键节点,优化航线网络结构。     

基于局域路由的复杂通信网络级联动力学建模

为了更好地探讨复杂网络抵制级联故障的鲁棒性,提出一种带有可调参数的局域拥塞感知路由策略,并构建了一种级联模型。依据新的度量网络抵制级联故障鲁棒性指标,探讨了复杂异质网络由蓄意攻击而引发的级联行为。仿真结果表明,在局域路由下,存在路由参数最优值使得网络达到最强鲁棒性,而且,网络鲁棒性分别与拥塞信息时间延迟以及网络规模负相关。此外,当包产生率大时,相比于全局路由,局域路由使得网络鲁棒性更强。     

节日营销阵发效应下供应链网络结构稳定性分析

经过数据分析,发现在节日营销中顾客对商品的需求数量往往因节日的刺激而呈现明显的阵发效应,即非线性、间歇性批量增长。为研究这种需求阵发效应下供应链网络结构的稳定性,在Poisson模型的基础上,将供应链网络节点数的增长视为节点数批量到达,构造了新的网络节点数批量到达且呈指数增长的Poisson供应链网络模型,并利用平均场方法解析计算了节点的增长动态性特征。解析结果表明,在电商节日营销中,供应链网络度分布是稳定的,稳态度分布服从指数为1的幂律分布,并且非线性增长方式对于网络平均度分布的影响差异较小。模型和相关结论对电商企业在正确运用节日营销手段的同时,防范网络崩溃风险具有十分重要的启示。     

网络化指挥控制中心性建模评估研究

复杂网络在核心节点遭到蓄意攻击时表现出来的网络脆弱性,促使在发挥网络化作战协同优势的同时,必须充分重视网络化指挥控制的中心性评估工作,以及早发现这些敏感节点。在构建网络化指挥控制模型的基础上,综合考虑影响节点差异的组成要素,提出了应用于中心性评估的节点收缩改进方法,并通过实验分析验证了方法的有效性和可行性,从而为网络化作战条件下的指挥控制核心节点评估提供了新的研究思路和分析方法。     

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.