基于无标度网络的应用层组播仿真

最新的研究表明,Internet网络中节点的连接度服从幂律分布,且具有无标度(scale-free)特性.基于无标度网络模型建立的网络仿真能够更真实的反映在互联网中应用的演化特征.基于对无标度网络的研究,提出了一种基于对数关系的改进的非平稳增长模型,在此模型基础上建立了基于gossip协议的应用层组播(ALM)的模拟仿真.仿真结果表明,与常用的随机网络模型比较,提出的基于无标度网络的模型与互联网的实际情况更吻合;与Planetlab实验床试验和实际测量数据分析比较,基于无标度网络的仿真可以有效模拟大规模网络上的应用.     

基于博弈论和多主体仿真的产学研合作创新网络演化

运用博弈论构建了产学研合作创新两阶段博弈模型,基于博弈策略,结合产学研合作创新网络拓扑结构,构建了产学研合作创新网络演化算法;运用Netlogo多主体仿真平台实现了产学研合作创新网络的演化仿真,揭示了其动态演化规律。研究表明:网络平均节点度呈U型分布,节点数量呈L型分布;选择"积极合作"策略的企业和学研机构存在最佳合作规模;度择优连接机制不利于无标度网络节点创新扩散,组合择优连接机制能以最大程度促进小世界网络和随机网络创新扩散。     

内部演化的BA无标度网络模型

在BA(Barabási-A lbert)无标度网络模型的基础上,考虑网络节点增长的同时,网络已有节点连线也在增加。在这个BA网络改进模型中,引入了两个主要参数q1,q2,通过理论分析,导出了这个内部演化的增长网络的度分布,发现它仍然具有无标度网络的一般性质,BA无标度网络是它的一种特殊情形。数值仿真验证了理论分析的正确性。这个改进模型比BA网络模型具有更广泛的实际背景,利用它可以更真实地模拟与刻画现实中许多复杂网络的演化及其特征。     

突发交通事故下城市道路交通网络的延误扩散临界研究

延误扩散临界研究,可以为预防因突发交通事故造成的城市道路交通网络大面积延误提供基础理论指导。应用平均场理论建立了道路交通网络中的延误扩散SIS模型,通过该模型在系统稳态时延误路段的稳态密度,得出了延误扩散临界值的解析表达式;并设计了仿真系统,在生成的与道路交通网络拓扑结构具有相同统计特征的虚拟网络上对延误扩散临界值进行了仿真检验,仿真结果与解析结果具有较高的吻合度。研究表明:城市道路交通中延误扩散的临界值与道路交通网络中交通量、网络的平均度、交通流单位时间内流经路段的平均数、网络中交通流总量和重新选路概率成反比;与网络路段数成正比。     

无标度网络中FDI技术溢出效应

在BA模型中引入技术相似程度这一变量,分析无标度网络的形成过程及其结构特点对FDI技术溢出效应的影响.仿真结果表明,新模型生成的网络具有无标度性.当节点之间的相对于外商的技术相似程度差异较大时,节点度分布变得相对比较均匀.网络中少数连接数较大的节点以及相对于外商高的技术相似程度对FDI技术溢出效应有重要影响,而网络的小世界特性以及节点间技术相似程度的差异,对于大节点企业所产生的影响起到一定的纠偏和调节作用.     

无标度网络的群聚性对合作行为的影响

通过仿真实验分析囚徒困境博弈在群聚性可变的无标度网络上的演化,进而考察无标度网络的群聚性对合作行为的影响.实验结果表明,无标度网络的群聚性对合作行为的影响依赖于度量个体博弈收益的效用函数.一方面,当效用函数考虑关系成本并以平均收益度量个体的博弈收益时,无标度网络的群聚性抑制合作行为.另一方面,当效用函数同时考虑关系成本和无标度网络中hub节点所具有的资源优势,并以平均收益和累积收益的加权平均度量个体的博弈收益时,随着累积收益权重的增大,无标度网络的群聚性对合作行为的影响逐渐由抑制作用转变为促进作用.     

具有非一致传播率的无标度网络谣言传播模型

考虑到实际复杂网络中的个体对于谣言的免疫存在差异的情况,通过引入谣言接受度函数,描述不同节点的非一致性传播率。基于平均场理论,建立具有非一致传播率的无标度网络谣言传播模型,研究了无标度网络上的谣言传播行为。理论分析和仿真实验表明,节点对谣言接受度的差异可导致谣言传播速度减缓,传播规模减小,同时谣言在无标度网络上的传播阈值明显增加,可以有效抑制谣言的爆发和降低谣言传播的风险。     

基于混合模式的BA无标度网络同步研究

为了解决基于混合模式的BA无标度网络的同步问题,首先,定义了虚拟领导节点和实体领导节点,提出了混合模式领导节点的概念。然后,用有向图表示BA无标度网络的拓扑结构,并根据该拓扑结构建立网络系统的一阶数学模型,在此基础上设计了准周期的离散控制器对领导节点进行复位,通过对领导节点的控制来控制整个网络的同步过程。最后,采用11个节点组成的BA无标度网络进行数值仿真,验证了同步理论的正确性,并分析了网络的同步速度与实体领导节点度之间的关系。     

基于高聚集性无标度网络模型的微粒群算法

受无标度网络结构特性的启发,将BA模型的"择优连接"机制进行扩展,引入微粒群群体组织方式的构造过程,提出基于高聚集性的无标度网络模型的微粒群算法。算法初期微粒被随机分布在环形结构中,随着搜索的进行不断增加新的微粒,并依据节点度和节点间的距离增加新的连接,最终形成具有高聚集性的无标度网络模型。这样,群体中多数微粒进行局部范围的搜索,而少量微粒按照全局模式搜索,两种方式相互制衡。仿真实验表明,改进后的算法能获得更好的收敛精度和进化速度。     

集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性

采用有向加权网对集群网络进行更加现实的刻画,从企业微观创新决策行为角度出发,通过构建随机阈值模型,运用仿真方法探讨了不同网络类型集群创新扩散的稳定性和脆弱性问题.研究结果表明:集群网络结构对创新扩散的稳定性和脆弱性具有明显的影响;小世界网络集群的鲁棒性较差而脆弱性不显著;相比而言,无标度网络集群的稳定性更好但脆弱性更明显;还分析了集群内部企业的决策方式对创新扩散稳定性和脆弱性的影响,进一步从网络角度说明了不仅是网络连接的方式包括权重、方向等,而且网络节点企业的决策行为都对集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性产生影响.     

物流保障网络级联失效临界抗毁性

针对军事决策者所关心的"物流保障网络抗毁性"与"物流保障网络负载临界值"的问题进行了研究,首先分析了物流保障网络的特点,建立了度均匀随机分布的网络模型和负载局部扩展的级联失效抗毁性模型,并运用了多维分支过程方法求解网络级联失效的临界值。研究发现:容量均匀分布的物流保障网络中,当网络负载超过临界负载时,一个随机故障将引起网络瘫痪。最后通过一个仿真实例分析了物流保障网络节点最大度分别为5、6、8、10、12时的级联失效抗毁性临界值,并给出了仿真结果与解析推导存在误差的原因。     

基于随机行走介数的级联失效模型

将随机行走介数引入级联失效模型,提出了基于随机行走介数的级联失效模型,该模型较基于介数的级联失效模型更加符合实际情况。为了研究该模型的特性,针对无标度网络和随机网络,运用仿真方法,将其与基于介数的级联失效模型进行了比较。通过对两组共4个无标度网络模型和两个随机网络模型的仿真,发现基于随机行走介数的级联失效模型的节点介数相对较小,不同节点间介数大小的差距也较小,并分析了得到上述仿真结果的原因。     

具有无标度拓扑结构的耦合映象格子的同步与控制

研究了具有无标度拓扑结构的耦合映象格子的同步和控制，为此，采用3种反馈方法（常数反馈和两种时延反馈）对系统的部分节点进行控制以达到所期望的状态。分别计算和分析了控制后产生的新分岔图。同时发现：对于第一种时延反馈控制，临界反馈控制值线性地随着耦合映象格子的耦合强度的线性增长而增大；当控制强度大于临界反馈控制值时，具有无标度拓扑结构的耦合映象格子系统会失去同步状态进而出现间歇振荡现象。     

Performance analysis of mobile ad hoc networks under flooding attacks

Due to their characteristics of dynamic topology, wireless channels and limited resources, mobile ad hoc networks are particularly vulnerable to a denial of service (DoS) attacks launched by intruders. The effects of flooding attacks in network simulation 2 (NS2) and measured performance parameters are investigated, including packet loss ratio, average delay, throughput and average number of hops under different numbers of attack nodes, flooding frequency, network bandwidth and network size. Simulation results show that with the increase of the flooding frequency and the number of attack nodes, network performance sharply drops. But when the frequency of flooding attacks or the number of attack nodes is greater than a certain value, performance degradation tends to a stable value.     

语义Web的无尺度特性分析

在复杂网络分析中,通常采用随机网络模型。新的研究表明,在万维网中的网页链接结构与信息传播途径更加适合采用无尺度网络模型描述,即规模巨大的网络信息资源是由少量的以信息集散节点为核心的网络链接方式构成的。此外,万维网中同样具有一个“小世界”特征,具有相同主题的资源构成一系列小集群,进而构成无尺度网络。这些特性对基于XML/RDF等规范的语义Web同样存在。万维网无尺度特征的形成是人类人文活动的必然结果,是成长与进化的必然。语义Web的无尺度特征和小世界结构,对于语义Web的设计与实现,对信息的主动服务以及优化信息资源的组织方法都至关重要。     

基于复杂网络特征的背包问题优化算法

根据复杂网络演化过程中的小世界现象及无标度特征,提出了基于复杂网络的背包问题优化算法。该算法基于无标度特征的背包问题形成优化空间,通过节点增长和加权节点度偏好连接,产生优化空间网络及其节点度分布;在该优化空间网络中,以小世界网络的聚类及小世界效应为基础,以节点度分布为先验知识,提出局部聚类、小世界效应、链集优化和节点寻优4个算子,实现网络节点连接优化。利用马尔科夫链的相关性质,证明了该算法的收敛性。针对具有相关性的0/1背包问题的实验结果表明,该算法解决组合优化问题是有效的。     

作战体系复杂网络研究

运用仿真方法,探索信息化战争作战体系拓扑网络的连接机制与分布规律,实验发现这一分布是由δ分布、指数分布与幂律分布(尾部)构成的混合分布;当网络规模较大时,节点之间的连接机制成为网络分布形式是否具有幂律尾的唯一决定因素;当尾部接近幂律分布时,常常是近似服从具有长尾的SF分布,但与同规模基于优先连接机制形成的SF网络相比,拥有大得多的Hub节点,分布标度指数λ一般取值于[1.4,2.2]之间.     

非平稳增长网络幂律度指数形成研究

给出了连边指数加速增长有向网络模型、连边对数加速增长有向网络模型和节点指数加速增长网络模型,并运用Poisson过程理论分析了它们的度分布.探讨了非平稳增长网络的增长速度和幂指数的对应变化关系,发现适当的增长速度能使网络保持稳态无标度性;幂指数值与增长速度呈反方向变化.