基于多领域复杂网络拓扑结构的节点重要度评价方法

节点的重要度评价对复杂网络上节点的传播影响力具有重要的理论意义和应用价值,但传统的基于网络位置的方法并未考虑多维指标特征对网络节点重要度的影响,导致在大型网络的节点重要度评价中,一般节点的排序结果精度不高.为此在深入剖析经典的混合度分解算法以及传统重要性排序算法缺陷的基础上,结合网络节点的全局特征和局部特征对节点进行重要度影响分析,并将三度影响力原则融入节点的局部特征,提出一种适用于无向网络的基于多领域复杂网络拓扑结构下的节点重要度评价方法,即基于聚集系数和邻居特征的混合分解方法(CNMD).在社交网络、电子邮件网络、协作网络等10个领域数据集上的实验结果表明,相比于MDD、Eksd和MCDWE等算法,CNMD方法排序结果的分辨率分别达到了92.44%、99.99%、98.68%等,在10个领域数据集上的平均分辨率为98.73%,最高分辨率为99.99%,最低分辨率为92.44%,明显优于对比算法,可以更有效地应用于大型复杂网络中节点重要度的快速评价与计算.     

基于遗传算法的复杂网络节点匹配问题

为提高已知匹配节点较少情况下的网络节点匹配精度,提出一种基于遗传算法的复杂网络节点匹配方法。该方法根据网络结构以及已知的部分节点匹配信息,计算节点相似度矩阵,再由遗传算法求得网络间相似度之和最大的节点匹配方案。将其应用于EA随机网络、WS小世界网络和BA无标度网络,结果表明,三种复杂网络的匹配精度均有提高。该结果验证了文中方法的有效性。     

一种基于节点路径信息相似性的预测方法

链路预测计算是在复杂网络分析任务中最重要和最具挑战性的任务之一,能根据网络中现有的链接预测缺失的链接并广泛应用于多种学科领域,包括社会网络分析、推荐系统和生物网络等.文中提出一种基于路径节点信息相似性的预测方法,该预测方法是利用节点共有的特征信息来推测下一个相关的路径节点信息,从而优化现有的基于路径预测方法.首先,由于...     

加强型2×n阶电阻网络的两个普适公式

研究了加强型2×n阶电阻网络,计算了该网络对角节点和侧端节点的等效电阻,通过网络分析构建差分方程模型,构建巧妙的矩阵变换方法,给出了加强型2×n阶电阻网络对角节点和侧端节点等效电阻的两个普适规律,并且与其它相关结果进行了具体比较.     

互联网AS级拓扑中心化度量方法

针对如何能够在规模庞大、结构复杂的互联网AS级中准确而迅速地发现中心节点这一问题,展开对互联网AS级拓扑中心化度量方法的研究.应用三种现在普遍应用的中心化指标——度中心化、紧密度中心化、介数中心化,同时提出一种核中心化的度量法来度量网络中的高核数节点集合.采用节点删除法,通过删除某个节点对网络连通的破坏程度来度量网络中该节点的重要性.经研究发现紧密度中心化在互联网AS级度量上弱于度中心化和介数中心化指标;度中心化和介数中心化在攻击节点数小于0.5%时,有很强的相似性;核中心化度量方法非常适用于查找到网络中度值较高且连接紧密节点所构成的社团.     

城市复合交通系统容量超级网络评估方法

通过构建虚拟节点和换乘线段,将复合交通系统转化为由小汽车网络、公交网络和轨道交通网络有机组合而成的超级网络,建立复合交通系统容量的超级网络分析评估模型.该模型上层为最大化流量问题,反映复合交通系统服务流量最大化,下层为出行分布和均衡配流的组合模型,反映出行者利用出行路径的选择,同时进行出行方式、换乘节点的选择.以芜湖市城市交通网络系统容量计算为例,结果显示网络容量与城市向东向南发展策略一致,反应了该模型和算法的正确性和有效性.     

基于移动传感器网络的气体源定位

针对目前基于无线传感器网络定位气体源方法中存在的因探索区域尺寸、边界等先验知识缺失而造成节点部署困难的问题,提出了一种使用有限个低成本机器人构成移动传感器网络进行气体源定位的方法.该方法中,首先以期望拓扑结构排列的移动传感器网络节点采集气体浓度并上传至上位机;然后上位机使用非线性最小二乘方法对气体源位置进行估计,并将位置估计结果发送给移动传感器网络节点;最后由移动节点计算出目标位姿,并采用饱和控制的方法镇定到该位姿.通过上述步骤的不断循环,移动传感器网络最终将移动到气体源附近,从而实现对气体源较为精确的定位.室内自然通风环境中,使用6个自制的机器人组成具有固定圆形拓扑的移动传感器网络进行了气体源定位实验.实验结果表明,适当选择拓扑半径,该方法可在6,min左右实现精度为30,cm的气体源定位.     

基于同构子网判定的结点不可靠网络可靠度计算方法

 为提高结点不可靠网络的可靠度计算效率,提出一种基于子网同构判定的高效计算方法。在生成有序二元决策图（OBDD）的因子分解过程中,利用特征合并划分（CMP）识别网络分解产生的同构子网,然后根据网络中边和节点的逻辑联系,执行边替换操作将不可靠结点存储于OBDD;通过遍历OBDD 计算网络的可靠度。结果显示,该方法减少了同构子网带来的重复计算,并充分利用OBDD 的存储结构进一步增强了计算效率,计算中小型网络可靠度的时间保持在100 s 以下,计算数百结点网络可靠度的时间保持在百秒级,且计算中大型网络的开销远低于标准二元决策图（BDD）方法。     

考虑节点与边失效的网络全端可靠性上界拓展算法

拓展了Jan R H的网络全端可靠性上界。根据网络失效类型(节点自身失效与边失效造成节点孤立的两类网络系统失效状态),给出了节点与边均不可靠的网络系统全端可靠性上界的计算方法。在多项式时间内,该上界计算精度较以往的一个上界算法有显著提高。该上界适用于交通网络、ER随机网络、BA无标度网络等不同网络结构的可靠性评价与可靠性设计。     

基于邻居节点融合的社交网络分解方法

针对传统中心性指标方法忽略节点所在的环结构对网络分解的影响以及基于去环策略方法在去除环结构过程中删除大量非关键节点的问题,提出了基于邻居节点融合的社交网络分解方法。该方法利用邻居节点的融合策略降低了环结构对网络分解的影响,有效减少了非关键节点的删除,同时利用节点放回机制进一步压缩了非关键节点的删除数量。实验结果表明,本文方法能够更加准确地选取网络分解中的关键节点,删除较少的关键节点就能使网络充分分解,并且在不同结构的网络中表现稳定,适应性强。     

基于连通能力的区域公路网的连通度研究

由于受公路技术等级、功能差异和地区经济发展不平衡的影响,传统连通度和模糊连通度的计算方法很难真实反映区域公路网的连通状况.基于公路适应交通量、公路重要度和节点重要度对连通能力的影响进行分析,分别对节点连通度和网络连通度的定义做新的描述,提出区域公路网连通度的计算模型.通过实例表明,考虑连通能力的区域公路网连通度计算模型不仅能真实反映区域公路网的结构性能,而且还可以对节点连通度进行排序,深化了连通度的内涵,有助于为区域交通规划提供决策参考.     

海上丝绸之路航线网络的连通性建模与仿真研究

为推进海上丝绸之路航线网络的建设与完善,基于复杂网络的相关理论,从局部和全局两个角度对不同攻击模式和应对策略下网络的连通性进行了研究.结果表明,海上丝绸之路航线网络在节点随机攻击下的抗毁性较强,而在选择攻击下,网络的连通性较差;对于提高航线网络连通性,甩港策略的效果要更优于重要港口保护策略.同时,不同测度下,对网络连通性影响较大的港口多为东亚和东南亚地区介数较高的港口,在对网络进行连通性优化时,可根据介数确定各个港口在网络中的重要性.     

城市供水管网连通性分析研究

结合图论中的遍历理论,给出了供水管网连通性分析和实现方法,并应用到管网模型拓扑结构检查中去,通过实例证明,该方法大大提高了建立准确的管网拓扑结构的工作效率.     

一个非全局连接神经网络模型

为了降低神经网络的连接复杂度,以利于硬件实现,本文提出了一个非全局连接的神经网络动力学模型,包括网络的能量函数、局域场和学习规则。基本思想是将Hopfield网络分解成若干个子网络,并建立各子网络之间的联系。对此模型的联想记忆过程统计分析表明,与Hopfield网络相比,一次分解后的连接数减少了25%,但网络的存储量和联想能力不变;多次分解后的连接数大大减少了,尽管网络的存储量和联想能力有所下降,但每个连接系数的平均存储能力提高了近1倍。本文最后讨论了高阶连接和多层网络结构的关系.     

Experimental Evaluation of TCP and ICMP in Network Measurement

Network measurement is an important approach to understand network behaviors, which has been widely studied. Both Transfer Control Protocol （TCP） and Interact Control Messages Protocol （ICMP） are applied in network measurement, while investigating the differences between the measured results of these two protocols is an important topic that has been less investigated. In this paper, to compare the differences between TCP and ICMP when they are used in measuring host connectivity, RTT, and packet loss rate, two groups of comparison programs have been designed, and after careful evaluation of the program parameters, a lot of comparison experiments are executed on the Internet. The experimental results show that, there are significant differences between the host connectivity measured using TCP or ICMP; in general, the accuracy of connectivity measured using TCP is 20%- 30% higher than that measured using ICMP. The case of RTT and packet loss rate is complicated, which are related to path loads and destination host loads. While commonly, the RTF and packet loss rate＂ measured using TCP or ICMP are very close. According to the experimental results, some advices are also given on protocol selection for conducting accurate connectivity, RTF and packet loss rate measurements.     

无线地下传感器网络节点放置算法

为解决在土壤环境中传感器信号的衰减作用影响传感器网络性能的问题,对地下土壤环境中电磁波的衰减情况进行分析并建模,提出一种新的用于地下传感器网络的、基于网格模型的三维节点放置算法MCC3D(Max Coverage Connectivity 3 Dimension)。简要讨论了天气和季节变化对土壤中信号衰减情况的影响以及可行的解决措施。该算法使用尽可能少的传感器达到预定的覆盖率要求,并同时保持最优的网络连接性能。仿真结果证明,该算法可达到预定目的。与随机节点放置算法相比,其覆盖性能和连接性能均大大提高,在满足预定覆盖率门限的要求下,使用的传感器数目可减少约33%。同时,网络连接性能明显优于随机节点放置算     

工序网络的拓扑结构与配置性

以实际的汽轮机制造工序网络为研究对象,分析通用的工序对模体形式和网络的拓扑连通性,以揭示工序对的配置规律.基于复杂网络理论,从微观角度揭示工序网络的模体结构,并从宏观角度分析工序网络的度分布特性.结果表明：复杂的工序网络是简单模体类型的多样化拓扑组合,其拓扑连通性具有衰减幂律的无标度特性,只有少数拥有较大度值的工序才具有较多的配置关系;工序网络的拓扑连通性还具有非协调性,且一部分配置关系具有随机性,表现出较弱的配置性,而另一部分具有技术约束性,表现出很强的配置性.所提出的基于非协调性的度相关系数可以评价任意工序对或整条工序链的配置性.     

基于分形理论的网络流量异常检测技术

传统网络流量异常检测技术不能适应网络流量的复杂性,异常检测精度低,不能保证实时性,为此,提出一种新的基于分形理论的网络流量异常检测技术。通过FIR滤波方法对流量的时间序列进行预处理。采用Schwarz信息准则对网络流量异常检测问题进行处理,估测网络流量异常点数量与位置。采用R/S分析法求出自相似指数Hurst值,依据Hurst值对网络流量时间序列的分形特征进行分析。引入滑动窗口完成多网络流量异常点的检测,在检测异常点处对流量进行分形处理,依据自相似指数计算过程获取异常点间的流量自相似指数值,保存异常点之后的流量,为下一个流量异常点的检测提供依据。实验结果表明,所提技术实现过程简单,网络流量异常检测精度高,保证了实时性。     

基于轻量级网络的防伪标签检测算法

近年来, 伪造盗版产品带来的经济损失逐年增大, 伪造技术不断提升, 防伪检测问题受到了广泛关注. 为了解决现有防伪检测方法的计算量大、资源占用高、检测耗时较长等问题, 提出了一种基于轻量级网络的防伪标签识别检测模型, 该模型采用更为轻量的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)来进行形状和纹理的识别. 在形状识别任务中, 降低池化层大小以增强模型学习能力; 在纹理分类任务中, 使用协调注意力(coordinate attention, CA)模块来增强模型对单一特征图的信息获取. 通过设计损失函数增强模型对真伪样本识别能力, 并通过特征向量最大值得到预测结果. 实验结果表明, 该方法整体识别检测的准确率可达 95.67%, 检测时间相较于传统方法有显著减少.     

甚高频航空自组网的组网概率及连通性研究

针对目前航空电信网存在的如飞行器之间不能直接通信、难以接入Internet等问题,提出了一种甚高频航空自组织网络的组网方案.在计算飞行器通信半径的基础上,基于泊松分布模型,推导出航空自组网组网概率的数学表达式,并利用中国各航空公司的航班信息仿真分析了中国大陆空域内航空自组网的组网概率及网络连通性.仿真结果表明:每天8:00~24:00,中国东、西部空域都可建立航空自组网;设置北京、上海和广州3个地面站点,飞行器的通信半径为500 km,可使8:00~24:00间全网连通性基本达到100%,全天时间内所有航班可接入地面站点的平均时长超过总飞行时长的99%.