公交系统复杂网络抗毁行分析———以重庆市公交换乘网络为例

为揭示公交网络的复杂性及演化机理,本文利用复杂网络相关理论知识和PAJEK软件分析重庆市主城区公交复杂网络的抗毁性,选择随机攻击和蓄意攻击两种模式。随机攻击就是完全随机地删除网络中的节点,蓄意攻击就是从网络中按照度值由大到小的顺序删除节点。以重庆市公交换乘网为复杂网络模型,研究该模型受到这两类攻击后,用平均最短路径长度和平均集聚系数来描述网络的抗毁性,并绘制相关示意图,由此分析并得出结论:重庆市公交网络具有鲁棒而又脆弱的抗毁特性。
     

复杂网络抗毁性研究进展

随着复杂网络研究的兴起,复杂网络抗毁性研究的重大理论意义和应用价值日益突显出来,成为极其重要而且富有挑战性的前沿科研课题.本文总结综述了国防科技大学信息系统与管理学院在复杂网络抗毁性领域取得的研究进展,具体包括:研究了不完全信息条件下复杂网络拓扑结构抗毁性;提出了复杂网络拓扑结构抗毁性的谱测度方法;分析了3种结构属性对复杂网络拓扑结构抗毁性的影响;提出了基于禁忌搜索的复杂网络拓扑结构抗毁性仿真优化方法.     

基于业务的复杂通信网络抗毁性仿真分析

针对Internet这一典型的复杂网络,结合TCP拥塞控制协议能重新调整数据流流速的特点,提出了两个基于业务的抗毁性测度-通信效用和带宽利用率,从不同角度分析了Internet的抗毁性.并与经典的随机图进行了比较分析,仿真结果表明,Internet仍然具有鲁棒且脆弱性.     

基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性测度分析

在构建危险品运输网络模型的基础上,采用复杂网络理论对该网络模型抗毁性测度及特性进行研究。首先,根据网络模型的配送特性,提出"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度;接着,通过建立危险品运输网络介数模型和对道路网络节点和边的随机和蓄意攻击,描述网络模型的流量和拓扑特性,继而构建基于复杂网络理论的危险品运输网络抗毁性研究框架。实验结果表明:本文构建的抗毁性测度可以很好表征危险品运输网络的抗毁性能水平,且网络抗毁性是由少数节点和边维系的;无论节点攻击还是边攻击,网络均表现出对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,故抗毁特性更接近于无标度网络,且边的抗毁性高于节点的抗毁性;此外,在攻击较多节点和边时,度攻击的抗毁性较弱,且网络配送的可达性优于风险值增长水平。     

基于级联失效的复杂网络抗毁性

传统的复杂网络抗毁性研究主要基于网络静态连通性,而忽视了网络动态特征。该文在网络动态性基础上,研究级联失效条件下复杂网络的抗毁性能,对ER随机网络模型、BA无标度网络模型和PFP互联网拓扑模型这三种模型在不同攻击策略下的抗毁性进行了对比分析和仿真实验。实验结果表明：在随机攻击下,ER网络表现最为脆弱,而BA网络的抗毁性...     

不同信息条件下加权复杂网络抗毁性仿真研究

针对加权复杂网络的抗毁性分析问题,选取网络效率和网络鲁棒性作为抗毁性的度量指标,对加权网络在不同信息条件下抗毁性的变化进行数值仿真模拟.最后,对成本和性能约束下加权网络的抗毁性进行定量分析,给出不同信息条件下加权网络抗毁性的优化策略.结果表明:在基于局部拓扑信息的攻击策略下,权重系数越大,网络的抗毁性越强;在基于全局拓扑信息的攻击策略下,网络的抗毁性要优于基于局部信息的攻击策略,且权重系数为0.5的网络在攻击初始阶段抗毁性最强;另外,若能在攻击早期加大对节点的防护力度,则会大大降低对网络性能的影响.     

管制空域复杂网络模型构建及抗毁性分析

为分析现有管制空域的结构特性与面对多种真实情况下的抗毁性,从空中交通管制的角度出发,以管制空域的最小单位扇区为基础,构建复杂网络模型,并以介数、紧密中心性等拓扑特性参数计算方法筛选关键扇区,以聚类系数、度、度分布等参数来反映空域内部的连接情况。通过4种能反映不同真实情况的攻击策略对模型进行抗毁性测试。最终结果显示：扇区网络在维持扇区连接结构上表现出较好的抗毁性,而在维持网络运行效率和保障航空器通行能力上抗毁性不佳。     

城市复杂地铁网络级联失效抗毁性分析

为全面分析了解地铁网络抗毁性问题,保障地铁网络安全平稳运行。采用复杂网络级联失效理论对城市地铁网络抗毁性进行研究。以北京地铁网络为例,构建北京地铁网络级联失效模型,通过MATLAB软件实现级联失效模型的仿真运算,对比分析不同节点攻击策略北京地铁网络抗毁性。仿真结果表明:随机攻击策略对地铁网络破坏性相对较小,而面临节点重要度和介数的两种蓄意攻击策略时,地铁网络抗毁性较弱。并进一步为地铁网络建设以及运营管理提供理论支持。     

基于复杂网络抗毁性与ADMPDE算法的网络拓扑结构优化

复杂网络抗毁性研究的重要内容之一,就是优化网络拓扑结构。在分析常用复杂网络抗毁性测度不足基础上,提出了以自然连通度为复杂网络抗毁性测度,建立了其拓扑结构优化模型;综合运用ADMPDE算法收敛好、寻优速度快等优点,通过适当改进用于求解复杂网络拓扑结构优化模型。通过仿真分析,验证了复杂网络拓扑优化模型及其求解算法的科学性与可行性,得出了拓扑优化过程网络结构变化一般性规律,并分析了网络拓扑结构优化前后,在不同攻击策略下复杂网络抗毁攻击能力。     

互联网络模型及其抗毁性分析

基于Internet网络工作机制,提出了一个Internet网络演化模型.通过仿真Internet网络数据传输过程,研究了Internet网络中心连接节点及关键线路被破坏后对网络数据流量的影响.通过对中心节点不同参数设置进行仿真分析得出,仅提高普通节点路由器的容量和处理速度对网络性能的改善并不理想,必须提高中心节点的容量和处理速度.通过对2种不同故障下的丢包率分析可知,度大的节点、介数大的节点、介数大的边,这些因素对网络的流量影响很大,对整个网络的正常运行起着重要的作用.研究结果对于现实中的Internet网络,在给定花费的前提下最大限度地改善网络、保证网络安全可靠的运行具有一定的指导意义.     

通信网络抗毁性量度研究

通信网络发生故障时,常常会导致网络中传输业务受到影响,从而带来各方面的损失．为了避免这样的损失,在网络设计阶段就要把网络抗毁性作为一个必须考虑的重要因素．分析了网络抗毁性的定义、影响因素,介绍了两种提高传输业务的抗毁性的常用方法,并引入相应的量度系数,以便精确地衡量网络抗毁性的高低,且讨论了把抗毁性量度系数用于网络优化的方法．     

汉语词网络的抗毁性研究

运用复杂网络理论,基于北京大学语言研究所做出的《人民日报》和国家语委现代汉语的语料库,构建了四个汉语词同现网络;并计算了测度指标。由结果绘制出分布曲线,证实了该词同现网络具有小世界效应和无标度特性。对上述词同现网络进行抗毁性分析,用最大连通子图尺寸下降率和整体效能下降率作为衡量复杂网络抗毁性的指标。实验结果表明对于词同现网中度和介数很大的节点的挖除,会使整个网络破裂为若干孤立的网,将使文章变的支离破碎。从侧面反映了汉语词中的核心词汇,对接下来为研究汉语词中的核心词汇提供了方案。     

北京市应急避难场所网络构建及抗毁性研究

为了探究城市既成应急避难场所布局合理性问题,本文基于复杂网络理论,构建北京市应急避难场所网络模型,从网络总体布局、拓扑特征和社团划分方面进行分析。研究表明北京市应急避难场所网络度分布不具有无标度特性,识别出了对网络连通起重要控制作用的关键避难场所。通过不同形式的攻击模式探究网络的抗毁性,明确各应急避难场在复杂网络中的地位,为场所设施的合理化升级和网络抗毁性的强化建设提供参考。     

Ad hoc网络抗毁性能分析

本文分析了Ad hoc网络的网络结构,并且定义了网络的网络抗毁性的概念;分析得出了提高网络抗毁性的方法,并通过算例分析了Ad hoc网络的抗毁性。     

基于复杂网络的公交-地铁复合网络鲁棒性分析

采用复杂网络理论,对中国西部某市公交-地铁复合网络的鲁棒性进行了分析.分析结果表明:复合网络在随机攻击模式下的鲁棒性较强,然而在目标攻击模式下较弱.本研究对提升公交与地铁系统之间的配合效率以及城市公共交通的综合运输能力具有重要的现实意义.     

基于随机失效率的网络抗毁性评价方法

由于对复杂网络的拓扑结构知之甚少,其抗毁性测度的研究一直是个比较困难的问题。从网络连通性的角度出发,在随机失效率的前提下对网络的抗毁性测度进行定义。并分别在只有选择性攻击和随机性攻击的情况下验证所提的全网连通度的有效性,进一步对无标度网络和随机网络的抗毁性能进行比较和分析。结果表明考虑了随机失效率的网络抗毁度定义更加确切有效。     

常州市公交复杂网络实证研究

本文运用复杂网络的研究方法,对常州市公交线路网络和公交站点网络进行了实证研究,利用这两个网络的性质讨论了常州市公交网络的几何性质,得出了常州市公交网络的拓扑结构,其中公交线路网络具有小世界特性。研究结果对于优化公交线路有一定的帮助。     

基于复杂网络的武汉市公交网络特性研究

基于复杂网络的思想,以Gephi软件为分析工具,对武汉市公共汽车交通系统建立了邻近站点、公交线路和公交换乘3种复杂网络,获得了这3种网络的拓扑结构和几个静态几何量参数,并分析了这些网络的拓扑结构特性。结果显示,武汉公交基本可以满足当前需求,但是仍存在分布不均、乘客候车时间过长、个别站点不能通过换乘到达等问题。针对此类问题提出了优化建议。     

通信网络抗毁性的评价方法

基于多抗毁性度量值的评估技术,以作战运用的视角,对通信网络的抗毁性进行评价.首先,从通信网络抗毁性的定义出发,构建了通信网络拓扑结构的抗毁性评价模型.在所建模型中,选取了用户较为关心的网络抗毁性量度,方差的引入弥补了以往的量度不能体现个体差异的不足.其次,采取的点打击策略没有按度的大小进行打击,而是取路径中出现次数最多的点进行打击,这更符合实际情况.最后利用模型对实例进行了分析,结果表明模型不仅能够评价通信网络拓扑结构的抗毁性,而且还能指出网络结构需要优化的地方.     

一种空间信息网络抗毁分析的新方法

在下一代网络中,空间信息网络将在提供长距离、全覆盖的互联网服务方面发挥越来越重要的作用.未来的大多数网络将是混合型的——通过卫星链路将太空、临近空间和陆地上的节点连接起来.安全是空间信息网络的一个重要问题,因为此类网络容易受到大量攻击,包括窃听、会话劫持、数据损坏和分割攻击等.本文讨论了空间信息网络中可能发生的各种安全...