基于复杂网络的信号检测与传递

近年来,关于复杂网络的研究已取得了长足的进展,且将复杂网络理论应用于其他学科的研究正方兴未艾.本文简要介绍复杂网络理论在信号检测与传递方面的一些初步研究进展,主要关注三方面的研究成果:(1)复杂网络上的信号放大;(2)与复杂网络有关的信号检测;(3)复杂网络上的自维持振荡.这些阶段性的研究成果从复杂网络的新角度加深了我们对神经元网络宏观动力学行为的微观机制的理解,并有助于刻画信息传递从神经元物理网络向脑功能网络的过渡.     

复杂网络理论在高校工作网络中的分析与应用

高校工作现在变得越来越复杂,把高校工作看作复杂网络并进行研究,有助于更好地理解高校工作网络系统.同时,高校工作是一个较为复杂的人工系统,通过对他们的研究也可以推动复杂网络理论的应用.以青海师范大学工作网络为研究对象,把该系统中的每个部门抽象为一个节点,部门之间的依赖关系抽象成边,以此建立网络模型,通过从理论分析和计算机仿真两方面来探讨复杂网络理论在高校工作网络中的应用,并通过分析统计参数中的度分布、平均最短路径和平均聚集系数提出了对工作网络的指导意义.     

复杂网络稀疏性的统计物理研究综述

大多数实际存在的复杂网络是稀疏的,即网络平均度远小于节点数:k—N.到目前为止,关于这一性质的起源,它对于网络功能与网络上动力学过程的影响,可能的应用价值的研究还都远远不足.实际上,稀疏性与网络的其它拓扑性质密切相关.近几年来,人们对复杂网络稀疏性的相关效应从理论和实验两个方面都做了深入的研究,但是,还缺乏原理性的探讨.从统计物理的视角出发,稀疏性应当被看作复杂系统中个体之间相互作用的涌现性质,而不应当是现有模型中先验的前提.本文拟就复杂网络稀疏性的统计物理研究作一综述.     

复杂系统在城市交通网络中的应用

 面对日益严重的城市交通问题,分析和研究城市交通复杂网络的特性,对解决城市交通相关问题和合理规划城市布局具有十分重要的实际意义。本文首先介绍了复杂系统相关理论知识,包括复杂系统研究中常用的几种统计特性和不同拓扑结构下的复杂网络的发展历程;然后从交通流问题、不同拓扑结构对交通网络的影响、网络中心节点、级联失效现象和网络稳定性5个方面分析了复杂网络在城市交通系统中的应用;最后对复杂系统在城市交通网络中的未来研究方向和发展趋势进行了展望。     

多层网络上的逾渗相变

 逾渗模型的机制虽然简单，但是它涉及到统计物理与非线性物理中的众多理论与问题，在一些网络化的自然、技术与社会系统中，逾渗模型都得到成功应用。近年来，为了刻画更为复杂的相互作用系统，多层网络的概念被提出。而相应系统上的逾渗问题研究，也进一步引起研究人员关注。在这些研究中，逾渗模型不但成功解决了一些现实问题，其本身也展现出一些新现象，例如不连续相变。本文介绍了多层网络上逾渗模型的基本机制及相关连通性的度量，讨论了其中不连续相变的涌现与系统维度的关系，并对相关理论解析方法做简单介绍。     

人类行为、复杂网络及信息挖掘的统计物理研究

通过实证统计与理论模型分析相结合对复杂系统进行研究是一种全新的认识和探索.建议从人类行为的统计特性、复杂网络同步与复杂神经网络、信息挖掘与复杂网络链路预测3个方面,基于大量的实证统计和分析,结合有效的动力学模型,针对人类自身行为的规律特性、社会个体之间的相互作用、神经系统的动力学演化、信息的有效推荐和网络演化的有效预测等重要问题,运用统计物理理论进行全方位的探索,深入挖掘各种决定复杂系统演化过程的基本机制与规律.     

基于复杂性理论的军事通信网络中心化方法比较

 复杂网络的中心化有助于发现复杂网络中的重要节点,具有重要的应用价值。本文介绍了中心化指标的验证条件,讨论了常用的度中心、偏心率中心、邻近中心、子图中心和信息中心5种中心化方法,并以某一具体的军事通信网络为例进行了实例仿真应用。仿真结果显示,不同方法下得到的网络中心节点不同,反映出各种中心化方法侧重点的差异。分析表明,在实际网络中单一方法不能准确反映网络的重要节点;对于复杂网络的中心化问题,应结合具体应用背景,综合考虑几种中心化方法。     

复杂动态网络同步控制及其在信息物理系统中的应用

信息物理系统是一个高度复杂的物理系统,物联网被认为是信息物理系统的一种简约应用.基于复杂动态网络及其同步控制思想,研究信息物理系统中的控制问题.首先,阐述复杂动态网络模型、复杂动态网络同步控制、网络故障诊断;其次,提出信息物理系统中的控制问题,分析复杂动态网络同步控制技术在信息物理系统控制中的应用;最后,对信息物理系统中控制问题的研究提出建议.     

基于耦合映像格子模型的城市轨道交通网络可靠性研究

为进一步提高轨道交通网络化背景下的系统可靠性,预防系统潜在客流风险,从复杂网络视角,分析了轨道交通网络可靠性及其加权客流网络可靠性。为衡量客流权重对网络可靠性的影响,构建了客流加权可靠性评价指标。利用上海公共交通卡数据,得到网络节点真实客流权重,以实际客流权重为参数,衡量客流加权网络可靠性。基于耦合映像格子（CML）模型,构建上海轨道交通网络动力学模型,模拟不同情境下网络节点引发的网络级联失效动力学过程,并衡量级联失效过程中的网络客流加权可靠性变化情况。结果表明：地铁网络客流加权性质在毁损初始阶段,下降较小;网络毁损规模超过50%,客流加权网络可靠性趋近于0。因此,在网络毁损初始阶段采取措施能有效防止故障在网络扩散。     

动态短信通信复杂网络演化模型研究

为了深入理解手机短信通信网络的演化规律,通过分析手机短信通信网络生长过程的特点,研究了已有复杂网络演化模型刻画短信通信网络生长过程的不足,从而建立了短信通信复杂网络的动态演化模型.该模型在考虑网络动态增长的同时,兼顾了网络内部边的动态演化以及节点的退出,更细致、真实地刻画了短信网络的动态演化特性.实验结果显示,该模型所生成的网络规模表现出有增有减的动态演化过程,与现实情况相吻合,能够更加客观地模拟与刻画短信复杂网络的特征与演化状况.     

一种新的多重权值复杂网络模型的同步分析

在传统单权值复杂网络的基础上,建立了一个具有多重权值的复杂网络模型.同时根据网络拆分的思想,将含有多重权值的复杂网络拆分为若干个单权值的子网络.进而根据Lyapunov稳定性理论,研究了多重权复杂网络的全局自适应同步,给出了网络的同步准则,并以Lorenz系统为例,通过数值仿真验证了结论的有效性.     

基于复杂性研究的Internet安全模型

回顾了基于复杂性科学和复杂网络研究的相关理论建立的几种Internet安全大范围模式行为的模型．从Internet复杂系统的Power-Law分布规律出发，论述了该分布规律对网络安全建模的影响，然后围绕网络安全的两个方面，即病毒传播和网络鲁棒性，分别论述了基于复杂系统和复杂网络研究成果建立的病毒传播的定量模型，以及网络鲁棒性与复杂网络结构的定性关系模型，最后还展望了未来该领域的研究前景．     

一类时滞加权动态复杂网络的牵制同步

针对一类由Lur’e系统组成的动态复杂网络,研究其同步问题.对具有大规模节点网络中的小部分节点实施反馈控制策略,从而使整个加权时滞网络的所有节点均达到同步.基于绝对稳定性理论,分别得到了保证网络达到全局同步的时滞独立及时滞依赖稳定性判据.特别地,在某些特殊情况下,只对网络中的一个节点实施牵制控制,就可使整个网络达到同步.最后,数值仿真验证了结论的有效性.     

犯罪组织结构的社会网络分析

为弥补由于实际数据缺乏而导致的犯罪组织研究所具有的局限性,采用网络建模的方法研究了不同类型犯罪组织的结构特性。基于复杂网络建模的方法建立了具有无标度特征、小世界特征和层次特征的犯罪组织网络,采用社会网络分析中的中心度方法识别组织中的关键成员,并利用网络成员间的连接性和移除一定数量成员后的网络密度变化值分别考察了不同犯罪组织结构的运行效率和安全性。结果表明:在无标度网络和层次结构网络的犯罪组织中,核心成员均可以在较短的时间内将信息传遍至整个组织,因此这2种组织结构相对于小世界网络具有较高的运行效率。在安全性方面,由于小世界网络的犯罪组织中的内部成员间具有较大的平均距离,因而成员间不易被孤立,组织的安全性较高,而无标度网络和层次结构网络的组织安全性则较差。因此,在打击犯罪组织的活动中应针对不同类型的犯罪组织结构制定合理的策略方能取得较好的效果。     

Structural Properties of Complex Networks

When complex networks describe a wide range of systems in nature and society,it is increasingly recognized that the topology of real networks are governed by robust organizing principles.Here we discuss the structural metrics such as average path length,clustering coefficient and degree distribution,the main models covering random graphs,small-world and scale-free networks,the interplay between structural properties and the synchronization of complex networks.     

基于转移矩阵P的复杂网络聚类方法

提出了一种相对简单、有效的划分复杂网络社团结构的方法.该算法利用复杂网络的转移矩阵P和K均值聚类算法来划分社团结构,并且用F统计量判定最优的聚类结果,在探测社团结构明显的人工网时具有较高的准确度.     

人体经络复杂网络路由问题的求解

为了研究经络—免疫—神经—内分泌网络(jingluo-immune-nerve-endocrinenetwork)学说,采用复杂网络定义、模型、算法和理论,对穴位在经络中的信息传递方式、交互条件、路由途径、高导电性进行了测试和验证,建立了经络的复杂网络路由模型,证实了该网络的存在·信息物质沿经络路线传播,经络循行也有确定的方向和速度,确立了经络的基本功能是传递及调控生命信息物质为经络研究开辟了一条新的方法·     

Language clusters based on linguistic complex networks

To investigate the feasibility of using complex networks in the study of linguistic typology, this paper builds and explores 15 lin-guistic complex networks based on the dependency syntactic treebanks of 15 languages. The results show that it is possible to classify human languages by means of the following main parameters of complex networks: (a) average degree of the node, (b) cluster coefficients, (c) average path length, (d) network centralization, (e) diameter, (f) power exponent of degree distribution, and (g) the determination coefficient of power law distributions. The precision of this method is similar to the results achieved by means of modern word order typology. This paper tries to solve two problems of current linguistic typology. First, the language sample of a typological study is not real text; second, typological studies pay too much attention to local language structures in the course of choosing typological parameters. This study performs better in global typological features of language and not only enhances typological methods, but it is also valuable for developing the applications of complex networks in the humanities, social, and life sciences.