一个模体涌现模型（I）全局结构特征

模体涌现是复杂网络局部结构的一种重要特征。基于网络的两种重要生成机制——择优和复制，提出了一个在秩次择优增长和部分复制中嵌入随机子图的混合模型，试图对模体涌现的方式给出一种可能的解释。通过模拟发现该模型不仅能产生网络的局部结构——特定的模体，而且在网络的全局结构特征上也可得出重要的结论：模型产生的网络度指数变化范围在1～3之间，能反映大部分现实网络情况；同时具有负的度相关性，这符合许多非社会网络的实际情况。     

科学知识网络的演化模型

针对科学知识网络的演化规律及动力问题, 建立了科学知识网络的演化模型. 模型构建了基于局域世界的增长网络, 通过引入跨领域交叉连接、度择优连接和时间优先连接三种连接机制以反映科学知识的集聚和交叉、继承和发展的关系. 其中跨领域交叉既形成一定集聚拓扑结构又满足学科知识交叉引用的要求, 度择优机制保证对经典科学理论的继承, 时间优先机制则促使对最新知识的吸收和发展. 数理分析和实验模拟表明度择优的作用是全局性的, 而时间优先连接机制的作用是局部的, 模型的拓扑特征与实际统计具有较好的一致性.     

拓扑可调无标度网络上的雪堆博弈研究

复杂网络上博弈个体间合作行为的涌现具有重要的现实意义.为了研究无标度网络拓扑结构对合作涌现的影响,结合雪堆博弈模型和比例模仿策略,研究了拓扑结构可调的无标度网络上的博弈动力学演化,具体研究内容为网络的幂律指数、平均度和平均聚类系数与合作密度的关系.仿真结果表明,无标度网络的合作密度与网络度分布的均匀程度正相关,高聚类结构可以有效增强网络上的合作密度,即幂律指数越高,平均聚类系数越小时,合作水平越低;另外,平均度与合作密度呈现非单调关系,存在一个最佳平均度.     

局域世界随机增长的加权网络模型

提出了一种新的加权网络模型.在该模型中新节点择优的局域世界是随机增大的,另外新节点除了以较大的概率在局域世界内择优连接之外还以较小的概率在局域世界外择优连接,并且已有的节点之间允许有新边的生成.该模型生成的网络的度分布、边权分布和点强度分布均为幂律分布.特别是许多实证研究表明这些分布具有的胖尾现象也能被该模型反映出来.该模型还指出点强度高度依赖于度并且它们之间服从幂律函数关系.     

雷达目标一维距离像识别中的修正正则子空间法

涌现在复杂性理论中占有重要的地位.本文在讨论涌现的基本概念的基础上,介绍了一种用于研究复杂系统涌现行为的模型方法-CGP模型,给出了一个CGP模型的具体例子--采集机器人的仿真模型.通过对这个模型进行仿真实验,观察到机器人简单的状态转换函数和看似杂乱无章的行为产生了具有明显规律性的结果,对这种涌现现象的产生进行了分析,指出了它的现实意义.     

Internet拓扑的社团结构分析

对Internet AS级拓扑的社团结构进行了分析,发现其模块度在0.38和0.48之间,表明Internet拓扑具有一定的模块特性.社团分解结果表明,处于同一社团内的AS许多都是相同或邻近国家的AS,表明了地理因素是Internet社团结构形成的一个重要原因.对Internet国家级拓扑的社团结构的分析,更明显地表明了地理因素对Internet互联所产生的影响.PFP模型所生成的网络的模块度仅有0.30左右,与真实Internet有一定差距,因此提出了一种考虑了地理因素的Internet模型--GeoPFP模型,在包括小度值节点聚类特性等诸多性质上,新模型都能准确模拟Internet,同时新模型的模块度在0.42附近,与真实Internet一致.     

基于网络模体特征攻击的网络抗毁性研究

真实网络如生物神经网络、食物链网络中含有模体结构。但对于这种含有模体特征的网络,并没有一种针对性的攻击策略与之对应,在此基础上提出了模体度代数算法和一种模体攻击失效方式,设计了不同于传统攻击的模体攻击策略。对已检验出的具有明显模体特征的2个仿真网络,5个不同规模的实证网络利用该策略进行模体攻击,并与传统的点攻击方式进行对比研究。仿真结果表明:含有模体特征的网络在模体攻击下的抗毁性明显低于传统的点攻击策略,且在模体特征较明显的网络中模体攻击策略对网络的破坏性更加显著。     

具有边连接增长速度的演化网络度分布研究

近年来,研究发现复杂网络的拓扑结构可分为如下三个类别:随机图模型,小世界网络模型和无标度网络模型.产生这三种不同拓扑结构的主要原因是在网络进化过程中,其边连接方式和点增加方式的不同.实际的复杂网络中幂律(Power-Law)分布的指数范围经实测为[2,3],而当前理论研究结果为[2, ∞).在分析无标度网络演化过程的基础上,提出了一种新的边连接方式,即考虑了边连接增长速度的择优连接方式,并运用主方程方法得到了在这种连接方式下网络的度分布.理论分析与数值仿真表明:在新的演化规则下,通过调节不同的连接速度,可以使幂律分布的指数范围为[2,3].     

基于MAS的关系网络交易成本分析仿真模型

针对关系网络交易成本研究方法在随机性、自主性和整体涌现性表现的不足,分析了关系网络中企业交易过程及交易成本产生的原因,提出了基于多智能体系统的关系网络交易成本分析仿真模型。该模型利用多智能体系统解决了自主性和整体涌现性问题,利用仿真技术解决了随机性问题。然后采用microsoft.net平台开发了本仿真模型的软件系统,应用于算例,得出了几个关系网络中交易成本的重要结论。可扩展本模型进行关系网络的其他方面的研究。     

一种互联网AS层拓扑的动态演化模型

了解互联网的拓扑结构、理解互联网的演化机制对优化网络性能、指导网络协议设计至关重要.本文着重探讨了互联网AS(autonomous system,自治域)层拓扑的局部连接偏好性和簇度相关性,提出了局域世界的动态地改变大小和选取方法;并基于互联网规模的摩尔定理给出了网络指数增长的模拟细节;并在吸取局域世界模型思想和PFP(positive feedback preference,正反馈偏好连接)模型非线性择优概率的基础上,充分刻画出拓扑演化过程中节点与链接的生与灭随机事件,建立了一种互联网AS层拓扑动态演化模型(ITALW).计算机建模和数值仿真分析表明,该模型不仅能够模拟大部分网络宏观特征,还能够较为准确地模拟互联网AS拓扑的局部行为.     

网络可靠性评估的演化过程重要度抽样模拟方法

针对具有高可靠度网络的连通失效概率计算问题,提出了一种重要度抽样Monte Carlo模拟方法.首先提出了考虑节点和边单元失效网络连通状态判别的演化过程算法,算法根据网络节点和边单元的可靠度,将每次模拟抽样产生的随机数转化为单元的修复时间;按照单元修复时间次序构建网络连通拓扑结构,并视为向网络连通状态转变的演化过程.然后基于重要度抽样Mont,e Carlo模拟求解高可靠度网络的2\K\All端连通失效概率,其中重要度抽样函数的计算采用基于演化过程和交叉熵模型的多准则迭代方法.高可靠度网络算例的计算结果表明,预抽样求解重要度抽样函数时,多准则迭代方法所需的预抽样次数约为其他迭代方法的1/40.因此,本文方法具有较高的计算效率.     

产业转移驱动下的欠发达地区企业创新合作涌现——基于公平偏好理论

公平偏好作为参与者具有的一种行为决策偏好,对企业之间的合作行为具有重要影响。为了提高产业转移驱动下欠发达地区企业的创新合作水平,基于公平偏好理论,通过模拟构建欠发达地区企业合作创新网络,利用演化雪堆博弈模型从企业的公平偏好类型、网络结构和节点类型对欠发达地区企业创新合作的涌现问题进行研究。研究表明,公平偏好类型在企业博弈合作损益比的约束下对网络合作行为涌现产生影响,其中避免不公平偏好更有利于促进网络合作行为的涌现;网络平均度的增加有利于促进网络合作行为的涌现,中心节点比中介节点对网络合作行为涌现有更重要的影响力;中心节点不仅能够有效抵抗背叛者对网络的入侵,而且当网络中的企业具有避免不公平偏好时能够对网络合作行为的涌现产生最大的影响。     

基于自然连通度的复杂网络抗毁性分析

以自然连通度为抗毁性谱测度指标,详细分析了度分布、小世界性、度关联性3种典型复杂网络结构属性对复杂网络抗毁性的影响:通过混合择优模型构造不同度分布复杂网络,研究了度分布对抗毁性的影响,研究表明在相同条件下,度分布越不均匀抗毁性越强;从规则环状格子出发,通过保度随机重连和自由随机重连研究了小世界性对抗毁性的影响,研究表明复杂网络拓扑结构的抗毁性与小世界性并不存在必然的相关性;通过保度同配重连和保度异配重连研究了度关联性对抗毁性的影响,研究表明同配网络比异配网络的抗毁性更强。     

基于谱方法的复杂网络中社团结构的模块度

现实中的大量复杂网络表现出明显的社团结构, 模块度是衡量网络社团结构划分的重要指标函数, 但最常用的NG模块度存在分辨率限制问题, 不能识别出小于一定规模的社团. 文章在谱映射的基础上, 提出了复杂网络社团结构的两种模块度. 改进的表现模块度不仅能够应用于有权网络, 而且部分解决了NG模块度的局限性问题; 内聚模块度以社团内部的内聚度为衡量依据, 从根本上避免了NG模块度和表现模块度可能出现的不恰当划分情况. 最后通过计算机生成的测试网络和两个经典网络, 与NG模块度对比验证了表现模块度和内聚模块度的可行性和有效性.     

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。     

基于兼容度和差异度的圈闭评价方案优化研究

以兼容度和差异度作为判断不同圈闭评价方法产生的评价方案优劣的依据,并提出了用于圈闭评价方案优化的方法,即兼容度极大化法和兼容度、差异度极大极小化法.在此基础上,结合传统圈闭评价方法和模型,建立了圈闭评价方案优化系统.与运用某一种方法计算出一组评价值然后排序的传统方法比较,该系统不仅能提供多个评价方案,还能提供从多个备择方案中产生优化方案的科学方法,更符合现代科学决策的要求.该系统已在我国某大油田成功应用.     

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。     

知识网络的结构及过程模型

针对知识网络同时具有的小世界结构和无标度连接度分布特征, 构造了知识网络特定结构形成的过程模型. 新知识创造立足于一定的知识基础, 而这个基础内部的知识点之间通常是强相关的; 模型首先在知识增长网络中择优选择并连接定位节点, 以确定知识的主要理论来源, 然后在定位节点的邻居节点中随机选择节点并进行连接, 反应知识的内聚性和知识创造者的领域限制, 过程模型最终形成兼具前述两种结构特征的知识网络; 实际数据统计和仿真实验验证了模型的有效性.     

具有社团结构的有界信任舆论涌现模型研究

社团结构是复杂网络除小世界和无标度特性外的又一重要性质.建立具有社团结构的有界信任舆论涌现模型,采用Multi-Agent方法对模型仿真发现,具有社团结构的有界信任基本模型终态与社团间连通性无关而只取决于交互阈值,只有当社团间有相反的观点领袖时舆论涌现才与社团间连通性密切相关.研究内容有利于理解社团结构对舆论事件涌现的影响.     

BA网络的一个等价演化模型

ER随机网络和BA网络对网络科学的发展起着十分重要的作用，在网络研究中ER网络与其等价模型可以替代使用。本文提出了BA网络的一个等价的演化模型，并解析计算和模拟了模型的节点度分布、集聚系数和平均路径长度，其演化成的结构特性与BA网络相同。在本模型的演化过程中，不需要拥有网络节点度的完全信息，没有择优连接过程，大大缩短了网络生成时间。因此，研究BA网络的性质和动力学时，可以将本模型替换BA网络。