Model construction and analyses of a class of scale-free network with variable power law exponent

多数现实网络的度分布指数(幂指数)介于(2,3),而BA网络的度分布指数恒等于3.基于BA模型,引入老节点之间的择优连接机制,建立了一类变幂率的无标度网络模型,给出了这类复杂网络演化的解析结果,证明了在不同的参数下,其幂指数介于[2,3].同时指出,BA网络只是该模型的一个特例,通过一些实际网络数据的分析,说明了该网络模型的有效性和合理性.     

具有无标度特性的港口网络演化模型

针对现实港口网络自身的结构特征,提出一个具有无标度特性的港口网络演化模型.在经典BBV加权网络模型的基础上,通过引进三角连接结构,研究了三角结构的演化机制对无标度模型结构特性的影响.仿真结果表明,该港口网络的度和强度都服从幂率分布.港口网络的平均簇系数与度的函数关系服从幂率分布.仿真结果表明三角结构的演化机制能够显著的提高网络的聚类系数.     

BA演化模型的一种扩展

提出了BA模型的一个扩展模型.仿照Logistic模型,对BA模型的优先选择概率进行改进,利用连续理论和比率方程分析扩展模型的度演化及其度分布.解析结果表明在一定的条件下,扩展模型与BA模型是等价的.并且利用Matlab对扩展模型进行了模拟仿真,试验结果表明,其度的时间演化在某些条件限制下发生了改变并且其度分布不再是幂率分布而是在双对数坐标平面上是弯曲的.     

基于邻居系数的聚集度可调无尺度网络建模

针对聚集系数未涉及间接邻居连通性和无法正确描述大节点度网络节点的问题,提出聚集度的新度量-邻居系数,并基于其统计意义提出邻居系数网络模型.邻居系数从邻居演化的角度描述聚集度,定义为网络节点的间接邻居也是其直接邻居的概率,分析表明邻居系数可有效地描述各种网络节点的聚集度.邻居系数模型是通过引入局域连接这一邻居演化机制对Barabási-Albert(BA) 无尺度网络模型的扩展.仿真结果表明邻居系数网络模型既具有可调的聚集度,又保持节点度的幂率分布.     

基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型

针对真实网络的生长演化规律,以及BA无标度网络模型和原始的节点吸引力模型在择优连接以及生成网络统计特征方面所存在的问题,综合考虑复杂网络生长演化过程中节点度和节点吸引力的择优连接特性,提出了一种基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型. 理论研究与仿真实验分析表明,基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型可以有效生成结构稳定并与实际网络统计特征很接近的复杂网络,通过调节模型参数可以灵活调整网络的生长演化过程. 模型生成的网络度分布仍然服从幂律分布,并且具有较高的群集系数和平均路径长度.      

不确定网络及其度分布的马氏链数值分析

采用不确定理论的方法,基于BA模型及演化网络模型,通过在择优概率的基础上加入不确定变量,提出一个能较好描述现实复杂网络特征的不确定演化网络模型。针对该模型,运用马氏链数值方法,根据连线增加和删除数目的不同关系导出相应的度分布和幂率指数的表达式。理论、数值分析和模拟结果表明:该模型能自组织演化成无标度网络,度分布遵循幂率分布,与现实中的一些网络相吻合,由于不确定性的普遍性,该模型具有一般性。     

一种基于社团和分层思想的无标度演化模型

针对复杂网络节点度分布服从幂律分布问题, 给出一种基于社团和分层思想的无标度演化模型. 该模型利用转轮思想和限制节点度改进了无标度模型的优先连接策略; 加入分层结构优化了无标度网络的搜索; 将局域世界模型中的局域世界思想引入到模型中, 并利用社团结构改进了局域世界模型中局域世界的不确定性问题.  理论分析证明了模型的度分布服从幂律分布, 且幂律指数可调.  模拟实验结果表明, 模型有较小的平均路径长度和较大的聚类系数,  且两层网络搜索效率优于单层网络搜索.     

Master方程的修正及其对BA模型度分布的计算

Master方程是计算无标度网络度分布演化规律的一种常用方法.提出了对原始的Master方程进行修正,加入了节点增长机制,修正后的Master方程具有离散性,能够更精确、更有效的计算真实复杂网络的度分布演化规律.用修正的Master方程分析BA模型度分布的解析式并计算,由此得到BA模型度分布对数图.把离散性的Master方程与连续性的平均场理论进行对比分析,并在同一坐标系下分别做出用两种理论计算的BA模型度分布的对数图.     

企业资金融通网络增长方式研究

采用经济物理学和行为经济学的基本思想,从企业资金融通网络中节点的点权和边权的角度,构建了企业资金融通网络增长模型。对该模型解析表明,在时间趋于无穷大极限的情况下,企业资金融通网络的节点度pk服从幂率分布(pk~k-2)。实验仿真分析得出了与模型解析一致的结论。     

用修正后的主方程计算BA模型度分布的探讨

提出了对原始的Master方程进行修正,加入了节点增长机制,修正后的Master方程具有离散性,能够更精确、更有效地计算真实复杂网络的度分布演化规律.用修正的Master方程分析BA模型度分布的解析式并计算,由此得出BA模型度分布对数图.把离散性的Master方程与连续性的平均场理论进行对比分析,并在同一坐标系下分别作出用2种理论计算的BA模型度分布的对数图.     

网络舆论传播的无标度特性及其衰减模型的研究

在网络舆论的传播过程中,舆论传播者通过特定话题的引用关系形成了一个网络.本文通过对我国某网络论坛数据进行分析处理,发现该网络的度分布为幂律分布,有明显的无标度特征.除增长和优先连接外,网络舆论传播的媒介的演化还包括兴趣衰减、初始吸引度和边的添加等事件,据此建立了网络舆论传播的媒介度衰减模型并进行了仿真.仿真结果表明,模型的统计特性与实际数据吻合,对网络舆论传播的研究有一定的实际意义.     

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.     

扬州市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,公交网络构成了一个典型的复杂网络。本文以扬州市的公共汽车交通系统中的停靠站点为研究对象,对其进行了复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等指标。结果表明,扬州市公共交通网络的度分布符合幂律分布,并且具有较小的平均路径长度和较大的聚集系数。从而证实扬州市公交网络符合小世界特性和无标度特性。     

旅游目的地虚拟网络结构特征研究——-以黄山市为例

以黄山市为案例, 采用复杂网络理论和方法研究分析目的地虚拟网络的结构特征。结果显示该网络是具有小世界特征的稀疏网络, 其度分布符合幂律分布且幂指数位于1与2之间, 其节点倾向于链接不同类型的节点, 并且节点之间的距离和度值对节点互联的影响较弱。将黄山网络与随机网络、万维网以及其他旅游虚拟网络进行对比分析, 探讨目的地虚拟网络和现实网络之间的关系, 认为虚拟网络不仅只是信息网路, 也是社会网络, 它是现实网络在虚拟空间中的映射。在这个意义下, 目的地虚拟网络的结构特征反映了其现实网络的特征。     

基于联邦学习的多源异构网络无数据融合方法

在联合作战体系中,数据作为基础性战略资源发挥着重要的底层支撑作用,数据妥善管理和高效利用是推动作战能力整体跃迁和作战样式深度变革的重要动力。为实现不同作战系统间信息的互联互通,提出 一种基于联邦学习的多源异构网络无数据融合方法。从多源数据融合面临的安全性和异构性问题出发,利用条件生成对抗网络提取本地知识和全局分布,集成数据信息;结合局部教师模型-全局模型架构,以无数据知识蒸馏的方式对局部模型知识进行迁移,融合异构网络,细化全局模型,实现不同系统间安全、高质量的信息交互,为智能化指挥信息系统建设提供技术支撑。实验结果表明:该方法在结构化数据和图像数据上具有可行性,整体准确率可达到80%以上。     

一种考虑风险传播与预期故障分析的配电网信息物理系统安全性评估方法

伴随着电力系统与信息系统交融的程度不断加深,配电网逐渐发展为高度融合的信息物理系统(cyber-physical system,CPS),这对配电网的运行带来了一定程度的风险。当信息网局部节点失效时,可能使得电力网受到大规模扰动,从而导致电力网负载大量丢失甚至崩溃。基于信息网风险传播理论与预期故障分析方法提出一种配电网CPS安全性评估方法。首先分析CPS的结构框架,建立配电网CPS关联矩阵模型,再根据信息-物理系统的耦合相关性,考虑信息网节点间风险传播,构建信息-物理组合预想故障集,并提出安全性评估指标,最后通过仿真模型验证了该方法的合理性。     

班轮航运网络拓扑特性

为获得班轮航运网络的结构特点,对现实航线数据进行计算机仿真,并利用复杂网络理论对网络的拓扑特性进行统计与分析.结果表明,班轮航运网络有一定的小世界特性,具有较短的平均路径长度和较大的聚类系数;其度分布服从幂律分布且具有典型的无标度网络特性;班轮航运网络具有富人俱乐部特性;其同配性系数为0.0574,未体现出明显的同配性.     

基于复杂网络理论的人际关系网络模型的构造和特性分析

在小世界、无标度网络模型的基础上构造出人际关系网络模型,并对人际关系网络模型进行了特性分析和仿真实验。结果表明,该网络模型具有平均路径长度与网络规模呈对数形式增长,度分布服从幂律增长,具有等级结构,聚类系数较大的特征,能很好地符合实际的人际关系网络。     

具恢复机制的相依电力-信息网络连锁故障传播

为了研究具有恢复机制的电力-信息网络连锁故障传播,基于相依网络理论,建立了IEEE300节点系统电力网与双星型结构信息网的电力-信息相依网络模型.分析复杂网络统计特征参数可知,电力网和信息网均具有小世界和无标度特性.利用相依电力-信息网络的连锁故障模型,对BA,WS和ER 3种不同的相互依存网络进行鲁棒性分析,提出了一种具有恢复机制的相依网络连锁故障传播模型.仿真结果表明,与目标恢复机制和随机恢复机制相比,依赖恢复机制的恢复级别更高,而且这种优势随着故障阈值的减少而提高.