航空网络影响力节点识别与鲁棒性分析

为精确识别航空网络的影响力节点并分析其鲁棒性,使航空网络优化策略更具有针对性,提高网络抗干扰能力。通过建立航空网络模型,并根据航空网络拓扑结构和节点流量特点,提出结合改进的复杂度矩阵和节点效率的效率度指标,研究了识别网络影响力节点,并采用连通鲁棒性指标和功能鲁棒性测度航空网络鲁棒性。以华北地区网络进行实证分析,结果表明：效率度指标具有有效性且更加适合航空网络;影响因子比例为a=0.3,b=0.7时连通鲁棒性最差,网络节点更趋向于与大流量节点相连;影响比例因子为a=0.4,b=0.6时功能鲁棒性最差,网络大流量节点位置信息重要性不明显,即不全部位于中心位置会趋于边缘化。     

考虑节点失效和边失效的航空网络鲁棒性

运用复杂网络方法,构建无向加权航空网络模型,在分析其拓扑结构特性的基础上,提出一种考虑节点失效和边失效的航空网络鲁棒性评价策略,评估在不同攻击策略下网络的鲁棒性.研究结果表明,中国航空网络可以归类为小世界网络,且度分布近似幂率分布,符合复杂网络基本特征.当网络中大部分节点(机场)或边(航线)随机失效时,中国航空网络仍可以保持连接,具有较强的鲁棒性,而在蓄意攻击下,少数节点或边失效就会导致网络迅速瘫痪,鲁棒性较弱,且加权节点介数和加权边介数攻击对网络的破坏力较强.     

华北航空相依网络统计特征与鲁棒性分析

为了研究在极端恶劣天气、军事活动或空管设备失效等影响下,航空网络的安全性与有效性,构建由机场网络、航路网络、管制网络互相连接而形成的航空相依网络模型。结合华北地区的实际数据,对网络的特性以及网络的鲁棒性进行研究。分析结果表明三个层网络以及航空相依网络均是小世界网络,静态的航空相依网络的鲁棒性比动态的更好,网络的内边比网络的节点受失效的影响更大。结合分析结果,给出优化航空网络结构特性和提高航空相依网络鲁棒性的建议。     

基于复杂网络理论的中国城市航空网络有向加权分析

为了科学优化中国航空网络资源分配、测评特殊机场的重要地位,本文运用复杂网络理论,构建中国城市航空有向加权网络,探究其网络结构特征并以度中心性、介数中心性、入强度为指标进行节点重要性排序筛选国内重要机场节点。结果表明,中国城市航空网络的节点度值和边权值分布都具有异质性,是一个无标度网络;不同方法筛选出的重要机场节点基本一致,筛选结果为网络整体管控提供有效意见;ZWWW、ZYHB机场在介数中心性相对其他指标较高,在网络中具有重要的中转作用。     

基于OD分类的空铁联运换乘点选择研究

针对不同类型的客流起讫点(Origin-Destination,OD),确定了空铁联运的换乘点.首先,根据OD两端节点的机场和高速铁路车站的建设情况,将客流OD分为三类,并阐述经济性、快速性和方便性对空铁联运换乘点选择的影响;然后,基于既有航空和高铁客流数据建立Logit模型,说明空铁联运服务特性指标的取值方法;最后,以京广高铁运输通道中1 000 km以上的OD作为研究对象,选择了最优的空铁联运换乘点.结果表明:石家庄凭借价格优势和便捷换乘,分别在三类OD中被选择作为换乘点的次数最多.分析结果对于提高我国空铁联运竞争优势、加强综合运输发展具有指导意义.     

基于复杂网络理论的计算机网络可靠性研究

为提高计算机网络信息转发过程中整体结构的可靠性能力,以图论为基础,构建了计算机网络加权有向网络模型,从度、紧密度、网络效率3个方面分析了计算机网络的网络特征,并对某企业核心网信息转发过程的网络结构度值、紧密度、网络效率等进行验证分析;结果显示:算例中的节点5、6的度值最大,即失效时网络影响最大;节点5的紧密值最大,其影响能力也最大;通过整体提高及分别对各节点提高可靠度对比分析,节点5为计算机网络的核心节点;由分析可知计算机网络信息转发过程网络可靠性较差,网络可靠性由少数关键节点决定。     

中国高铁和民航网络结构特征比较

为增强对高铁和民航网络结构差异的认知,以2019年高铁列车和航班时刻表数据为基础构建无向网络模型,从网络紧凑性、节点中心性、联系强度异质性、网络层次性几个方面对全国高铁和民航网络拓扑结构特征进行比较。结果表明：高铁和民航网络具有较为接近的特征路径长度和集聚系数,但高铁网络密度更大、紧凑性更强;平均而言,高铁网络中节点连通性更好,而民航网络中节点具有更强的中转作用和全局可达性。高铁网络节点“流”联系强度表现出更强的异质性,从东、中、西三大分区来看高铁列车流主要发生在东-东、东-中、中-中部之间,航班流主要发生在东-东、东-中、东-西部之间。从核心边缘层次结构来看,高铁网络中与桥接层相关联的列车流占比较高,民航网络中与桥接、边缘层相关联的航班流占比较高。     

基于Newman快速算法的航运网络社团结构

为了研究航运网络的网络结构及其相关特性,以航运网络的社团结构为对象研究,构建了基于模块度的Newman快速算法。选择由453个港口和3 444条边构成的"二十一世纪海上丝绸之路"(简称"海丝之路")无向无权航运网络为案例,从航运网络连接性视角,采用Newman快速算法对"海丝之路"航运网络进行计算,得出该航运网络的社团结构性质:网络中只有一个由173个港口节点构成的核心社团,且为领导者社团,度值接近于幂律分布,其他均为小型社团,表明"海丝之路"集装箱航运网络为巨型社团结构,且具有核心节点。     

长三角高等级航道网的网络特性与鲁棒性分析

为掌握长三角地区高等级航道网络特性,加强航道的维护和对事故的应急处理能力,基于复杂网络理论对长三角高等级航道网络特性和鲁棒性进行分析.建立考虑航道通航等级的长三角地区高等级航道加权网络拓扑模型,分析网络统计特性,识别航道网络关键节点和航段.对航道网络的边(航段)受到随机攻击、基于边强度的蓄意攻击(蓄意攻击Ⅰ)和基于实际网络的边介数中心度的蓄意攻击(蓄意攻击Ⅱ)等三种攻击模式下的变化规律进行仿真.结果表明,长三角高等级航道网络具有无标度网络的特点;航道网络中存在网络关键节点和航段,需要加强管理和维护;在随机攻击下,航道网络具有较强的鲁棒性;网络效率下降到50％情况下,网络可承受蓄意攻击Ⅱ的次数约为蓄意攻击Ⅰ下的30％,约为随机攻击下的25％;在蓄意攻击Ⅱ下,网络鲁棒性较差,蓄意攻击Ⅰ下的鲁棒性优于蓄意攻击Ⅱ,其鲁棒性更偏向随机攻击下的表现.分析结果对长三角地区高等级航道网络的规划和管理,保障航道网络畅通和水上交通安全,促进水路运输发展具有参考意义.     

中国航空货运网络结构分析

以中国大陆民航机场作为网络节点,以机场间的货运量作为网络连边的权重,采用复杂网络的拓朴指标对中国航空货运网络结构进行分析.研究发现:中国航空货运网络呈现出小世界特性;网络不存在明显的社团结构;节点中心性间存在较高的相关性;网络整体形成了以西安、北京、成都、昆明为枢纽的网络布局.     

基于复杂网络的交通运输网络可靠性研究进展

从指标分布特性、小世界及无标度特性和可靠性3个方面论述了复杂网络在交通运输网络的研究进程和应用现状。从网络模型构建和复杂交通运输网络应用两个方面总结了现阶段复杂交通运输网络可靠性研究中存在的问题。研究表明,今后运输网络可靠性研究将从4个方面展开:模型构建过程中充分考虑各子网络及其他相关网络的影响;基于大数据分析构建动态有向网络模型;应用牵制理论控制提高网络可靠性;城市群及多中心城市复合复杂交通运输网络可靠性研究。     

网络结构鲁棒性指标及应用研究

为了更好地测度网络抵御破坏的能力,基于网络连通和恢复能力提出了连接鲁棒性和恢复鲁棒性两种指标.运用这两种指标,以网络规模为500,取20次独立实验的均值,对ER随机网络、规则网络、BA无标度网络以及WS小世界网络4种典型网络结构进行仿真.实验结果表明:ER随机网络对于恶意攻击的鲁棒性要优于其他3种网络;BA无标度网络仅节点恢复鲁棒性较好,边恢复鲁棒性和连接鲁棒性最差;规则网络拥有很好的连接鲁棒性但恢复鲁棒性最差;WS小世界网络受其参数影响,鲁棒性介于ER随机网络和规则网络之间.同时还发现,网络结构鲁棒性的下降随着去除节点个数的增加和网络结构参数的改变而呈现出一定的"涌现"现象.     

轨道交通网络的可达性及其网络结构分析

以分析轨道交通网络结构为目的,利用可达性对上海3个不同时期的轨道交通网络的通行效率进行了分析.实证分析结果显示,可达性会随着地铁网络规模的增大呈下降趋势.为了阐释出现这种现象的原因,随后对各时期的网络进行结构分析.分析结果显示,3个网络的平均距离和平均最短路径对网络的可达性影响极小,而作为轨道交通网络特有的度分布现象对其影响较大.同时,分别将3个网络与保持度分布不变的随机网络进行了可达性和网络效率的对比,结果表明,轨道交通网络的便利性与网络效率仍有很大的提高空间.     

基于图论的中国高铁网节点中心性进化研究

为了研究中国高铁网节点中心性及其进化情况,针对中国高铁2017年底、2020年初的分布情况及国家高铁网八纵八横规划(2035年)分别构建了基于图论的中国高铁网.通过对交通网节点中心性评估算法的分析,提出了中国高铁网重要节点的评估方法.通过仿真实验分析了不同参数组合得到的结果,并据此分别确定了不同时段(2017、2020、2035)的重要节点Top20,对这些节点中心性的进化过程进行对比,分析了部分重要节点排名波动的原因.     

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。     

高速铁路网络系统中心性的车站综合分级方法

应用系统中心性理论,综合考虑高速铁路的基础设施网络、车流网络及客流分布特征,构建了高速铁路车站系统中心性综合分级方法.在充分考虑高速铁路运输网络特征的基础上,对既有系统理论中的中心性指标进行改进,并利用实际的铁路客流数据确定合理的系统中心性计算方法.利用综合评价分级方法对我国高速铁路路网的525个车站分级评价,明确每个等级车站的数值分级依据,结合路网发展特征阐述每个等级车站的路网演化意义与运输定位.分级结果对于我国高速铁路服务网络明确车站分工、提高路网运输效率有指导意义.     

基于介度熵的复杂网络节点重要度识别方法

现有复杂网络通常会受到随机攻击和蓄意攻击,导致复杂网络拓扑结构的可靠性性能下降.为了解决以上问题,基于图熵,结合节点的介数中心性和其所有邻居节点的度中心性,提出一种新的攻击策略,即介度熵( BE),用来识别网络中的重要节点并加以保护.实验分别通过静态攻击和动态攻击来评估攻击策略在3个标准网络模型和3个真实网络上的效率,通过比较,介度熵比传统的攻击策略具有更高的攻击效率.     

测绘领域研究热点可视化分析

本文以测绘期刊为研究对象,可视化分析测绘领域研究热点。首先利用网络爬虫获取文献数据,从中提取作者和关键词要素;依据概念间关联关系构建期刊元网络,通过度数中心性和介数中心性评估各子网络节点影响力;综合各子网络的评估指标形成作者和关键词节点的重要性综合指数,判断期刊网络中的核心节点;然后以时间为粒度对关键词要素进行度数频次统计,分析测绘领域研究热点演变;最后对高频关键词进行聚类,总结测绘领域研究发展方向。表明通过复杂网络节点影响力测度可以定量展示我国测绘领域的研究现状,并可在时间维度上展示学科发展演变趋势。