无标度网络的交通动力学行为研究

提出一种综合考虑网络节点度和空闲度的具有可调参数α的路由搜索策略,应用该策略对BA无标度网络上的数据传输进行研究。通过大量的数值仿真表明:当=α0.5时,网络具有最大通讯能力,最小平均传输时间和最小网络负载。与基于局域结构信息的路由策略相比,该策略显著提高了网络的通讯能力,减少了信息包的平均传输时间。此研究对于实际通讯网络中路由搜索协议的设计和网络的拥塞控制具有一定的指导意义。     

基于局部信息的加权无标度网络改进路由策略

针对现有路由策略的不足,提出一种新的基于网络局部信息的路由策略.利用网络节点在网络中的局部邻居节点的静态信息,引入网络节点队列的动态信息来进行路由选择,节点在对数据包进行路由选择时能正确根据网络静态信息和实时动态信息进行路由.仿真实验证明提出路由策略的有效性,即当控制参数α=-1.0时,网络中的负载均匀分布在各个节点上,而不会拥挤在度大的节点,从而有效抑制了网络拥塞.     

固定带宽下的无标度网络交通流分析

讨论了一类固定带宽下的复杂网络交通流问题,构建了一类具有连接带宽约束的复杂网络交通流模型.以交通流中的信息流为背景,在"具有可调聚类系数"的BA无标度网络中,定性地研究了不同带宽约束下的网络负载变化问题.发现在具有较大带宽的网络中,网络具有较大的负载能力;并且网络负载能力随着网络带宽约束的增加而大幅度地降低,当带宽约束增加到可允许的极限时,网络交通的负载能力已经不受网络节点处理数据包能力的影响.并从复杂网络拓扑和交通流机理角度定性地分析了带宽约束对网络交通流影响的原因.     

具有无标度特性的港口网络演化模型

针对现实港口网络自身的结构特征,提出一个具有无标度特性的港口网络演化模型.在经典BBV加权网络模型的基础上,通过引进三角连接结构,研究了三角结构的演化机制对无标度模型结构特性的影响.仿真结果表明,该港口网络的度和强度都服从幂率分布.港口网络的平均簇系数与度的函数关系服从幂率分布.仿真结果表明三角结构的演化机制能够显著的提高网络的聚类系数.     

聚类系数可调的类星形无标度网络模型

在网络平台空前发展的背景下,提出了一个由简单规则构造的聚类系数可调的类星形无标度网络模型.在模型的演化过程中,每个新加入的节点都通过两步连边的方式连接到网络中,其中一部分连边始终连到几个固定节点上,其余边按度优先机制随机连到其他非固定节点上.理论分析和数值仿真的结果一致表明,该模型同时具有无标度,小世界和类星形的特性.有趣的是,不仅度分布的幂指数依赖于固定节点个数δ和连边数m,而且聚类系数也受δ和m的调控,不同的是δ对聚类系数的影响很大,m对其影响较小,这样使得聚类系数具有很大的调节空间.进一步研究发现,该网络的同步能力也随固定节点个数的增加而增强.     

无标度网络局部信息的动态路由算法

提出了一个在无标度网络上基于局部信息的数据包路由算法,该路由算法引入两个可调参数α和β,分别调节度值与队列长度的路由偏好.通过调节这两个参数来改变网络的传输容量,并找到了该算法的最佳参数组合.对其他动态特性包括平均路由时间和流量负载也进行了相应研究.模拟仿真研究表明,该路由算法较传统的局部路由算法,不仅降低了网络的丢包率,而且提高了网络的传输能力.实证研究证明,基于局部信息的无标度网络动态路由算法对大规模通信网络的拥塞有一定的改善作用.     

基于度-负载联合偏好的无标度网络局部路由策略

提出了一种无标度(scale-free)网络上的自适应局部路由策略.发送节点根据每个邻居节点当前负载与其发送能力的关系,自适应调整向该邻居节点转发信息包的概率.此概率与每个邻居节点度的α次方成正比,α是可自适应变化的偏好因子,由节点度以及负载联合决定.当节点负载小于发送能力时,增大其偏好因子;反之,则减小.这样使得整个网络业务量较小时,可以优先把业务转发往度较大的节点,从而使信息更快到达目的地;而业务量较大时,将业务分散处理,避免在度大的节点处拥塞,使得所有节点的发送能力均能得到充分利用,从而提高了整个网络的业务承载能力.仿真结果表明,本策略有效地提高了网络容量,并且降低了网络中信息包的平均传输时延.     

无标度网络中的公共物品博弈

研究了无标度网络中的公共物品博弈行为受网络节点异质性以及噪声的影响.通过数值模拟,发现节点的异质性有利于网络中合作的涌现,而噪声对博弈行为的影响还取决于其它因素.     

基于两层可变聚类系数无标度网络的即时信息传播建模和仿真

即时通讯网络已成为大众信息传播的主要途径,研究了即时通讯网络信息传播的性质、规律以及预测、引导的方法和手段,利用可变聚类无标度网络模型建立了新的即时通讯网络的二层模型,并制定了信息传播规则.通过实验仿真对群数、聚类系数、传播者和免疫者的变化观察,发现群数越多则聚类系数越大,传播者峰值越高.以及免疫者也相应地有所提高,从而对信息传播的影响也越大.     

无标度网络局部路由算法优化与设计

针对无标度网络路由算法设计与优化缺乏指导方法的问题,研究了经典局部路由算法与网络拓扑结构、节点处理速度三者之间的关联关系.首先提出了几个关联关系式,并通过理论证明和仿真实验验证了它们的正确性及有效性.然后利用这些关联关系式分析了参数设置对路由算法性能的影响,进而提出了BA无标度网络动态路由算法设计与优化的若干原则.仿真实验表明,相对于经典算法,根据这些原则设计的动态局部路由算法能有效提高BA无标度网络的性能.     

利用朋友机制生成一类无标度网络

针对网络模型的演化问题,提出了一种新的无标度网络演化模型。该模型可以帮助人们从"朋友机制"捕捉网络形成的动态特性、了解该机制对网络最终结构的影响,对研究网络功能及网络上的动力学行为有一定的参考价值。通过理论分析与数据仿真证明,该演化模型具有无标度特征和小世界特征,比BA模型更接近于真实网络。     

Structural Fault Tolerance of Scale-Free Networks

The fault tolerance of scale-free networks is examined in this paper. Through the simulation on the changes of the average path length and network fragmentation of the Barabasi-Albert model when faults happen, it can be observed that generic scale-free networks are quite robust to random failures, but are very vulnerable to targeted attacks at the same time. Therefore, an existing optimization strategy for the robustness of scale-free networks to failures and attacks is also introduced. The simulation similar with the above proved that the so-called (1,0) network has potentially interconnectedness closer to that of a scale-free network and robustness to targeted attacks closer to that of an exponential network. Furthermore,its resistance to random failures is better than that of either of them.     

无标度网络中基于反馈机制的病毒传播模型

在网络中存在超强传染者的前提下,传统的病毒传播模型在无限规模的无标度网络上不存在病毒传播阈值,许多真实的无标度网络中并不存在这种超强传染者.针对这一问题提出了无标度网络中基于反馈机制的最大传染能力限定的病毒传播模型.通过数学方法证明了该模型中病毒传播阈值是存在的,最后通过数据仿真分析了反馈机制、最大传染能力值对网络感染率、控制病毒扩散以及传播阈值的影响.这为控制真实网络中的病毒传播提供了重要的参考依据     

基于无标度网络的创新扩散模型研究

从无标度潜在采纳者关系网络出发,考虑潜在采纳者所处局域关系网络对创新采纳决策的影响,自底向上,从微观到宏观建立了创新扩散模型.模型一方面放宽了传统Bass类模型对于潜在采纳者关系网络不符合实际的假设;另一方面,引入了无标度网络的重要参数(度分布幂指数),使得创新采纳决策的微观机制能与宏观扩散数据相结合,体现了微分方程建模方法的优势,提高了模型的应用价值.对模型的进一步仿真分析发现,潜在采纳者关系网络节点度值的异质性程度越高及网络平均度值越小,则创新扩散深度越大、创新扩散速度越慢.     

基于复杂网络的市场动力学模型

基于复杂网络理论,建立了具有典型复杂网络结构特征的消费网络模型,及其消费网络模型上的市场动力学模型.从定量描述消费网络上信息传播与消费者企业间行为模式的角度,得到了定量评估广告投入效应的有效方法.     

论无标度网的增长和择优

增长和择优机制是无标度网络中两种重要的演化机制,已发现比较重要的择优机制有度择优和秩次择优,比较重要的增长方式有星形图增长和完全图增长.该文首先分析了秩次择优机制对网络度指数的影响,指出可以利用秩次择优来构造度指数在较大范围内变化的模型. 接下来分析了星形图增长和完全图增长的优缺点,并提出了更符合实际情况的模体增长方式,然后结合秩次择优机制和模体增长方式提出了一个新模型——模体增长秩次择优模型,该模型除了具有较宽的度指数范围外,还在度指数大于2.5时具有独立于网络规模的群集系数.     

利用傅里叶变换求解无标度网络的幂指数

复杂网络中无标度网络的显著特点是其度分布呈现幂律尾部,已经有很多学者从不同角度推导证明了大多数无标度网络的度分布函数幂指数大于2,但是最近也发现有一少部分无标度网络的幂指数小于2.现通过利用数学中的傅里叶变换来求解这2类无标度网络的幂指数的值.     

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.     

基于无标度网络的深圳证券交易市场特性分析

应用无标度网络理论对深圳证券交易市场进行了分析,以抽样的方式选取2004年以前在深圳证券交易所上市并且持续交易的300家股票为节点,股票价格波动相关性为边,构建了深圳证券市场网络。验证了其无标度的特性,并且在特定值下对该网络的度分布指数进行了计算,结果表明深圳证券市场中存在很多有影响力的股票,且这些股票价格的波动会对其它股票和市场造成较大影响。