中国铁路车流网的拓扑性质

根据中国2010年的铁路客运列车时间OD分布,利用复杂网络理论研究铁路客运网拓扑性质. 研究表明:铁路车流网的度分布符合指数分布规律,且具有显著的小世界特性;车站经停列车数呈幂律分布,车流网节点强度呈广延指数分布性质,且节点强度与度之间也存在显著的幂律关系. 运输组织策略的调整对车流网的拓扑性质具有实质影响. 通过研究车流网的性质有助于形成使路网的服务特性更具鲁棒性的运输组织策略.     

具有均匀与幂律双重混合分布的复杂网络动态演化模型的研究

提出了一类复杂网络模型的动态演化算法,利用数理统计方法和MATLAB工具对由该算法所生成模型的度分布进行了理论分析和数值仿真,证明该演化算法所生成的复杂网络模型具有均匀与幂律混合分布的特征,对人们公认的节点度分布服从幂律分布或介于指数分布和幂律分布之间这一真实网络分布特征提出了不同的观点.     

具有适应度的无标度网络

提出了一个具有适应度的无标度网络模型。每个时间间隔,网络以概率p增加一个新点,并以适应度择优选择m个旧点与新点连接,产生m条新边;以概率1-p按度数择优的规则在旧点之间生成m条新边。对于一些特定的节点适应度的概率密度函数ρ（x）和率函数f（x,y）,该网络的度分布具有幂律尾部,且幂律指数2〈γ〈＋∞。     

新浪微博名人堂用户关系网络分析

以新浪微博名人堂用户所形成的用户关系网络为研究对象,利用复杂网络的分析方法对该网络的度分布、小世界现象、度相关性等多个方面进行了分析.研究结果表明:该网络在度分布上存在背离幂律分布的现象,网络有效直径较短,各节点度之间不存在明显的相关性、网络不具有层次性等特点.     

IP级拓扑新生与消亡节点的特征

针对IP级拓扑新生与消亡节点特征进行研究,基于CAIDA项目授权的海量数据,结合复杂网络的研究理论和方法,对IP级Internet拓扑新生与消亡节点的度分布、幂律特性等特征量,以及IP级新生连接进行统计分析及演化分析.结果表明,新生与消亡节点近似符合幂律分布,新生节点不倾向于与新生节点相连,而倾向于与网络中已存在的节点相连,且连接数为1的可能性较大.新生连接不符合优先连接性质,富者更富理论在动态上的表现不显著,高度节点的影响力在连接产生时不高.新生节点连接数目具有稳定性及普适性,这为Internet建模提供有效依据.     

基于复杂网络的空中交通流分形特征分析

为准确把握空中交通流量变化规律,掌握空中交通系统内在特性,需要对空中交通流时间序列进行基于复杂网络的分形特征分析。收集空中交通流量数据,利用可视图方法构建复杂网络模型,分析网络拓扑结构,验证了该网络度分布服从幂律分布,拟合直线斜率为-2.086,证明了网络是无标度网络,具有单分形特征。验证了覆盖整个网络所有节点所需要的最少盒子数目与盒子直径成幂律关系,拟合直线斜率为-0.212 1,相关系数为-0.872 2,再次证明了网络具有单分形特征。通过验证网络广义分形维数关于参数的图像为非线性,拟合直线斜率分别为-1.942、-1.936、-1.78,相关系数均在0.8以上,拟合效果较好,证明了网络具有多重分形特性。通过计算重整化前后网络的幂指数相似,证明了网络具有自相似性。结果表明,应用复杂网络的理论分析空中交通流时间序列是可行有效的,为进一步深入应用研究奠定了基础。     

旅游目的地虚拟网络结构特征研究——-以黄山市为例

以黄山市为案例, 采用复杂网络理论和方法研究分析目的地虚拟网络的结构特征。结果显示该网络是具有小世界特征的稀疏网络, 其度分布符合幂律分布且幂指数位于1与2之间, 其节点倾向于链接不同类型的节点, 并且节点之间的距离和度值对节点互联的影响较弱。将黄山网络与随机网络、万维网以及其他旅游虚拟网络进行对比分析, 探讨目的地虚拟网络和现实网络之间的关系, 认为虚拟网络不仅只是信息网路, 也是社会网络, 它是现实网络在虚拟空间中的映射。在这个意义下, 目的地虚拟网络的结构特征反映了其现实网络的特征。     

复杂网络幂律函数标度指数的估计与检验

针对度分布以及群规模分布的幂律函数,提出了基于最大似然估计的幂律分布的标度指数估计方法;针对幂律形式的层次聚集函数的标度指数估计,则采用了构建方程组的方法.此外,还引入KS检验统计量和欧几里得距离来检验新方法的估计效果.最后,通过CNN模型网络和爵士音乐家网络两个应用例,证实了新方法对3种标度指数的估计效果均好于图形方法.     

一种基于社团和分层思想的无标度演化模型

针对复杂网络节点度分布服从幂律分布问题, 给出一种基于社团和分层思想的无标度演化模型. 该模型利用转轮思想和限制节点度改进了无标度模型的优先连接策略; 加入分层结构优化了无标度网络的搜索; 将局域世界模型中的局域世界思想引入到模型中, 并利用社团结构改进了局域世界模型中局域世界的不确定性问题.  理论分析证明了模型的度分布服从幂律分布, 且幂律指数可调.  模拟实验结果表明, 模型有较小的平均路径长度和较大的聚类系数,  且两层网络搜索效率优于单层网络搜索.     

考虑乘客选择行为的地铁车站承载能力瓶颈识别方法

乘客选择行为引起地铁车站客流量分布动态变化,并导致拥堵的传播,是承载能力瓶颈产生的关键因素之一.通过分析乘客在站服务事件链,构建地铁车站系统中设施设备关联网络.在分析乘客选择行为作用下的关联网络特性的基础上,建立了节点约束下的车站客流分配模型,并引入动态惩罚函数求解该模型,结合求解结果,提出通过节点受影响程度指标来识别能力瓶颈.以上海地铁陆家浜路站为例分析,与StaPass软件的仿真结果进行对比,验证了该方法的可行性和准确性,有助于快速分析不同客流条件下车站客流分布,并确定能力瓶颈.     

VANET运动模型解析解与数值解的比照分析

依据车载自组织网络(VANET)的高移动性特征分别建立VANET运动解析模型与运动仿真模型.通过两种运动模型得到VANET度分布的解析解与数值解.对它们进行比照分析,发现两种度分布曲线均呈现出小度值的节点个数众多、大度值节点个数较少的特点,符合幂律函数分布,由此证明VANET是一个无标度网络.另外,从理论分析与仿真实验两个角度证明,VANET对随机性攻击具有较高的鲁棒性,但对针对性攻击则表现出网络的脆弱性.     

复杂网络无尺度特征及其演化机理研究

根据复杂网络演化的两个基本机理抽象出一种复杂网络演化的一般模型(GP Model),该模型具备增长和择优两个普遍特征,并根据连续动力学原理分析了该模型的平凡特征量.在平凡特征量的基础上,利用极大似然原理得出了该模型网络在经历长期演化后节点分布具有幂律特征这一结论,从概率理论上解释了这一类网络度分布特征的成因.此外,利用GP模型研究了互联网度分布的指数截断特征以及长期演化的节点度分布特征,并分析了互联网的长期演化态势和节点行为特征.     

复杂校园网络实证研究

以某校园网为例,进行了复杂网络实证研究.介绍了网络通信和复杂网络的基本特征,在调查研究校园网的基础上,完成了其逻辑拓扑结构图构建,分析了各节点的出入度情况,给出了校园网的若干特点,证实了校园网具有复杂网络的显著特性:少数几个节点具有大量的链接,而大量的节点只有少数链接,有的甚至没有链接;节点度分布大致服从幂律分布.依据分析结果提出建议:学校网络中心应加强出入度数高节点的软硬件建设,以保证校园网的安全性和稳定性.     

基于兴趣值的适应度模型的研究

提出了一种基于兴趣的网络模型,通过给每个网络中已存在的节点分配一个兴趣值,兴趣值与该节点的适应度和节点的度有关.重新建立网络模型,实验结果表明,该网络具有幂律分布.     

基于时空影响域地震加权网络的研究

为了研究地震活动的时空复杂性,在时空影响域地震网络的基础上,考虑地震活动之间相互影响程度的差异性,提出了一种地震加权网络的构造方法.使用1984~2014年加州地震数据构造了地震加权网络,研究其基本性质以及网络节点的连接性质来揭示地震活动的内在联系.分析结果表明:地震加权网络的点权分布及边权分布均具有幂律分布特征;网络节点的点权与度关系表明,相对于大地震,中强地震对网络性质的影响也同样较强;研究地震网络的平均近邻度和聚集系数,发现强震地区之间可能更容易发生强连接.研究结果表明,基于时空影响域的地震加权网络可以更好揭示无权网络无法发现的地震系统的内在联系.     

节点吸引度相关联的无标度竞争网络

针对WWW网络每时每刻每个网页对人们的吸引程度不同及吸引度相互关联特征,提出了吸引度依赖于时间的Poisson NPA(增长择优网络)竞争网络模型.它不仅是初始吸引度为常数的Dorgovtsev等人的无向网络模型的推广,而且刻画出了增长网络的竞争机制.通过对这个模型进行分析,获得了度分布的解析表达式,并给出了渐近线性吸引系数A与新节点边数m的关系.理论分析与数值模拟表明,这类网络的幂律指数在区间(2,m 1)内,幂律指数为3的条件是渐近线性吸引系数A为0,且|A|/m越小,度分布的理论值与模拟结果的误差越小.     

三组城市公共汽车运输网的小世界性质

研究了中国3个不同城市的公共汽车运输网的结构性质。这些网络由一系列的公交车路线和车站组成。分别在L空间和P空间对这些网络的度分布,簇团系数和最短路径进行了研究。研究表明:在L空间中,度服从幂律分布,而在P空间服从指数分布;P空间中大的簇团系数和小的平均最短路径表明小世界效应在P空间中更加显著。     

一种动态的无标度网络模型

针对BA无标度网络模型模拟现实世界的局限性,同时参考其它扩展模型的结果,提出一种新模型,该模型包含新节点的加入和旧节点的删除,旧节点之间择优的再生连接和反择优的删除连接.运用连续介质理论和平均场理论建立起与之对应的演化方程,并计算出了它的严格解,导出了该模型的度分布和幂律指数的表达式.分析结果表明该模型能自组织演化成无标度网络,其幂律指数在1-3范围内,调节参数就可与现实中的许多复杂网络的幂律指数相吻合,因此,该模型更具有一般性.     

4个合作-竞争系统的特殊合作性质

简要报道了对9个实际合作网络、25个实际合作一竞争网络的实证研究.其中全部9个实际合作网络和5个实际合作-竞争网络的项目大小遵循单峰分布.度分布与项目度分布遵循幂函数和指数函数之间的所谓"漂移幂律"分布;其余13个实际合作-竞争网络却显示不同的性质,即项目大小分布不是单峰分布,而是和度分布与项目度分布定性相同,都是漂移幂律分布(此外还有7个实际合作-竞争网络不具备这些分布性质,不在本文中讨论).本文比较详细地介绍其中4个合作-竞争系统(大陆电影网、北京餐馆网、2004年奥运会网、淘宝笔记本电脑销售网)的性质,并且利用本课题组提出的一个合作网演化模型解释了这两类不同性质.     

基于网络可控性的地铁客流控制站点识别研究

选择合适的站点进行客流控制有利于提高地铁高峰期客流时空分布均衡度和运力资源的利用效率.基于网络可控性判别原理提出客流控制站点选择优化策略,通过引入阈值,将初始状态连接矩阵转化为骨干矩阵,给出节点控制能力的概念,提出求最小驱动节点集的搜索算法.以某市地铁客流网络进行算例分析,结果表明:当限流车站达到23％以上时,系统处于...