基于加权超网络模型的知识网络鲁棒性分析及应用

对知识网络的鲁棒性分析方法进行了研究.与一般的复杂网络相比,知识网络涉及两种不同类型的节点:知识和知识主体.在进行鲁棒性研究时,必须对二者进行综合考虑.为此提出基于加权超网络模型的知识网络鲁棒性分析方法,该模型可根据组织中知识与知识主体之间的映射关系将二者集成在一起.在此基础上,提出了一种关联节点删除的方法来研究知识网络的鲁棒性,并提出了度量知识网络鲁棒性的专有知识率、专有知识加权比率、知识网络抗毁性、核心领域知识网络抗毁性等指标及其分析方法,解决了知识网络的鲁棒性分析及度量的问题,并可应用于组织知识资源的安全性评估、发现易流失知识以及评价组织成员的知识重要性等方面.     

基于O-D网络的交通流模型的分岔与混沌

以交通流O-D网络系统为背景,通过分岔图和相图讨论了在无交通阻塞下的交通费用和交通容量变化下系统非线性动力学行为的变化和运动复杂性.交通费用和交通容量作为交通网络的固有属性,对定性分析交通网络的动力学行为具有至关重要的作用.同时,数值验证了两种计算交通流O-D网络系统分岔图的方法的等价性.     

异质用户下交通拥挤控制的混合策略研究

随着出行需求及汽车保有量的增加,交通拥挤愈发严重.为了缓解交通拥挤,本文针对公私合营的交通网络,考虑用户异质性,提出了对交通网络同时实行道路收费和可交易电子路票方案的混合策略,即分别对使用政府资建的公有路段和BOT模式下的私有路段的出行用户收取电子路票和费用.通过对用户在混合策略下的出行行为分析,建立了用户均衡和路票市场均衡下的变分不等式模型.接着,对交通网络的系统最优模型进行分析,得到了促使路网在用户均衡状态下达到系统最优的混合策略集合,同时给出了混合策略下系统效率损失的上界.在此基础上进一步提出了涵盖其他目标的双层规划模型,得到能实现双重目标的最优混合策略.最后,对具体路网进行数值实验,可分别得到路网中每一公有和私有路段的具体路票收取量和收费值,以及需要设置的收取总窗口数.     

一种新的交通网络效率衡量方法及其应用

提出了一个交通拥挤网络的效率衡量方法,该方法能综合反映网络中交通需求、路段流量、旅行费用等因素对网络效率的影响,并基于该衡量方法,设计了一个网络组件(如节点和路段等)的重要度评价方法,用来辨别网络中重要的节点和路段,且该评价方法计算简便,计算结果具有一致性.算例计算分析的结果表明,相对其他网络效率衡量方法,根据本文方法计算得到的网络效率,能科学地反映交通拥挤网络的实际运行情况,并验证了所提出的效率衡量方法和重要度评价方法的合理性,同时还说明了交通拥挤网络的效率和组件重要度,均与网络中当前交通流量有直接关系.     

基于网络分解与叠加的用户均衡网络敏感度分析

在交通网络用户均衡问题中,敏感度分析就是确定均衡网络状态时起讫点交通量及路段旅行时间的变化对路段交通量或路段旅 行费用的影响. 文章以确定型交通网络用户均衡问题为研究对象,推导了均衡网络的敏感度方程,运用网络分解与叠加的方法 提出了敏感度方程的求解方法,并分别给出了网络分解与叠加的实现方法. 该方法可以有效解决均衡网络敏感度分析中的秩亏 问题,相比基于数学规划法的敏感度分析有了很大改善. 这样,基于变分不等式的网络敏感度方程即可直接用于敏感度分析,为敏感度分析在交通规划、建设与管理中的应用提供了很大的便利.     

基于网络分解与叠加的用户均衡网络敏感度分析

在交通网络用户均衡问题中,敏感度分析就是确定均衡网络状态时起讫点交通量及路段旅行时间的变化对路段交通量或路段旅行费用的影响.文章以确定型交通网络用户均衡问题为研究对象,推导了均衡网络的敏感度方程,运用网络分解与叠加的方法提出了敏感度方程的求解方法,并分别给出了网络分解与叠加的实现方法.该方法可以有效解决均衡网络敏感度分析中的秩亏问题,相比基于数学规划法的敏感度分析有了很大改善.这样,基于变分不等式的网络敏感度方程即可直接用于敏感度分析,为敏感度分析在交通规划、建设与管理中的应用提供了很大的便利.     

城市轨道交通网络客流分配模型和算法综述

城市轨道交通网络客流分配是推算客流分布的基础理论方法.本文首先介绍了既有的城市轨道交通客流分配模型,从客流分配建模中的网络建模架构,乘客出行行为假设和客流分配原理三方面对比分析了既有研究的模型特征.在分配模型分类的基础上,重点阐述了客流分配算法中的网络路径搜索、分配模型求解和客流行为模拟和分布仿真算法的研究进展.最后,提出了我国城市轨道交通客流分配在网络化运营新形势下的研究展望.     

不同信息条件下出行者比例对路网的影响研究

鉴于不同城市类型中出行者信息类型的比例差异明显,对路网中出行者进行分类,引入体现出行者信息反应类型的比例组合变量,结合以网络效率为衡量目标的交通网络模型,给出了不同出行者比例和信息条件下的网络效率仿真演化曲线。结果表明,交通网络效率受不同类型出行者比例影响变化显著,变化趋势与经验出行者的比重密切相关;在交通信息供给充分的条件下,并不是信息出行者越多,网络效率就越高。同一出行者比例下,交通信息的质量与网络效率成正比。     

多模式交通网络税费政策评价模型

为了实现节能减排,政府改革了燃油税并出台了车船税政策,以鼓励使用低能耗的小排量汽车.为了科学评价这两种税费政策的实施效果,面向包含小汽车和公交车组成的多方式交通网络,利用网络均衡原理和变分不等式理论,构建了等价的多用户、多准则均衡变分不等式(Ⅵ)模型,设计了求解该模型的启发式算法,并进行了算例验证.利用所建立的模型分别研究了燃油税和车船税对交通网络的成本-收益影响、公交出行分担率以及对不同排量汽车用户公平性的影响问题.研究表明:提高燃油税和车船税的税率,虽然有可能减少交通网络的整体收益,但能提高公交分担率,其中车船税对公交分担率边际增加作用递减;而不同的税率将在出行成本方面影响出行者的公平性.     

基于储备容量的交通网络潜在瓶颈路段识别

交通网络潜在瓶颈路段是随着需求变化将来可能会成为瓶颈的路段.准确识别出潜在瓶颈路段并进行优化管理,可以更好地适应未来交通需求的变化.基于交通网络储备容量模型,提出了交通网络潜在瓶颈路段识别方法,并设计了储备容量模型的求解算法.算例分析比较了现状需求和路网可容纳最大需求下的交通均衡流量模式.结果表明,不能简单地根据现状需求去推断潜在瓶颈路段,而论文提出的方法可以识别出路网达到最大需求时的潜在瓶颈路段.此外,利用交通网络储备容量模型设计了一种次要潜在瓶颈路段识别方法,次要潜在瓶颈路段是在优化潜在瓶颈路段之后随需求增长新出现的瓶颈路段.算例表明该识别方法具有一定的适用性.     

基于Kullback-Leibler距离的网络节点一致性排序

在复杂网络中,重要节点比其它节点能更大程度地影响网络的结构与功能.如何评价节点之间的相对重要性,找出重要节点,是一个重要的研究课题.已有的节点重要性评价和排序方法存在一定的局限性.为此,本文综合节点基本属性,依赖网络拓扑特性,提出基于Kullback-Leibler距离的节点一致性排序方法.最后,通过实例分析,验证了本文方法较已有方法在不同类型网络上的有效性和适用性更强.     

人机环耦合效应下卫星天线装配概率风险分析

卫星天线展开机构装配工序复杂，主要依赖人工装调，装配过程中可靠性安全性风险因素众多且相互耦合，直接影响天线装配质量和效率。为此，提出一种基于贝叶斯网络的概率风险评价方法。首先，在全面识别装配过程风险因素的基础上，构建事件树模型，并采用贝叶斯网络建立考虑人机环风险耦合的中间事件可靠性模型。然后，采用人因可靠性等方法进行模型量化与不确定性分析，并开展敏感性分析与风险重要度排序。最后，以某型星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)天线展开机构为例，说明了所提方法的工程适用性。该方法可为飞船、运载火箭等人机耦合系统的风险分析与量化提供一定的参考。     

大规模人群网络流瓶颈识别方法研究

在体育赛事、集会等场合,大规模人群沿路网流动过程中易发生拥塞并诱发恐慌、踩踏等严重事故.因此,理解网络结构对人群流动特征的影响,对大规模人群在网络上的流动进行有效的组织和管理十分必要.首先结合大型活动行人路径选择行为的一般特征,采用交通分配模型将大规模人群分配到具体的网络拓扑结构上,采用非线性行人路阻函数模拟人群拥挤效应;随后,计算路网流量增加条件下人群在各路段走行时间变化率,并提出以路段走行时间变化率排序作为各路段结构重要度排序的方法,据此计算各路段的鲁棒性,确定瓶颈路段.最后,以德国2010年"爱的大游行"踩踏事故为例,分析验证了大规模人群网络流瓶颈识别方法,研究讨论了对路网实施管控的流量阈值以及不同管控条件下网络流的定量演化规律,可为路网的科学管理和规划提供基础数据和理论依据.     

Capacitated stochastic coloured Petri net-based approach for computing two-terminal reliability of multi-state network

Classical network reliability problems assume both networks and components have only binary states,fully working or fully failed states.But many actual networks are multi-state,such as communication networks and transportation networks.The nodes and arcs in the networks may be in intermediate states which are not fully working either fully failed.A simulation approach for computing the two-terminal reliability of a multi-state network is described.Two-terminal reliability is defined as the probability that d units of demand can be supplied from the source to sink nodes under the time threshold T.The capacities of arcs may be in a stochastic state following any discrete or continuous distribution.The transmission time of each arc is also not a fixed number but stochastic according to its current capacity and demand.To solve this problem,a capacitated stochastic coloured Petri net is proposed for modelling the system behaviour.Places and transitions respectively stand for the nodes and arcs of a network.Capacitated transition and self-modified token colour with route information are defined to describe the multi-state network.By the simulation,the two-terminal reliability and node importance can be estimated and the optimal route whose reliability is highest can also be given.Finally,two examples of different kinds of multistate networks are given.     

多模式交通网络税费政策评价模型

为了实现节能减排,政府改革了燃油税并出台了车船税政策,以鼓励使用低能耗的小排量汽车. 为了科学评价这两种税费政策的实施效果,面向包含小汽车和公交车组成的多方式交通网络,利用网络均衡原理和变分不等式理论,构建了等价的多用户、多准则均衡变分不等式（Ⅵ）模型,设计了求解该模型的启发式算法,并进行了算例验证. 利用所建立的模型分别研究了燃油税和车船税对交通网络的成本-收益影响、公交出行分担率以及对不同排量汽车用户公平性的影响问题. 研究表明：提高燃油税和车船税的税率,虽然有可能减少交通网络的整体收益,但能提高公交分担率,其中车船税对公交分担率边际增加作用递减;而不同的税率将在出行成本方面影响出行者的公平性.     

网络节点重要度的快速评估方法

对网络节点进行重要性评估, 快速发掘重要性节点已经成为数据挖掘、复杂网络中的一个基本问题, 现有的节点重要度评估方法对于大型网络而言, 计算速度较慢. 基于电阻网络提出一种快速实用的节点重要度评估方法, 该方法利用节点对网络电能消耗的影响来评估节点的重要度, 如果由于一个节点的存在而导致网络平均电能消耗减少, 则该节点就越重要, 反之则该节点重要度就低. 该方法的时间复杂度为O(n³), 在分布式扩展的情况下可达到O(n), 实验分析证明了该方法的有效性, 而且运算速度快, 能处理大规模网络.     

基于多任务学习图卷积模型的航空网络节点分类

准确识别航空网络关键节点, 做好针对性防护, 对于保证航空网络正常运行至关重要。传统的方法, 如基于复杂网络中心性指标的方法, 或基于机器学习的算法, 只单一考虑网络结构或节点特征来评价节点的重要性。然而评价节点的重要性应该同时考虑网络结构特征和节点特征。为解决上述问题, 本文提出了一种名为多任务图卷积网络(multi tasks graph convolution network, MTGCN)航空网络节点分类模型, 该模型在图卷积网络的基础上, 引入多任务学习及自适应加权策略, 将“节点—节点相关性”作为辅助任务加入模型的训练过程中, 并根据训练情况自适应分配各任务权重。3个不同规模的航空网络数据集中的仿真实验表明本文所提模型的性能优于现有的图卷积模型, 为图卷积在航空网络节点分类方向的应用提供了思路。     

A performance evaluation index system for multimedia communication networks and forecasting for web-based network traffic

This paper presents a new index system for the performance evaluation and network planning of multimedia communication systems using measurement on actual systems to support several different traffic types. In this index system, we develop an expert system to evaluate the performance of such multimedia communication networks including channel utilization and call blocking probability and packet delay, and apply the network planning methods to optimize the networks and forecast the demand of the growing multimedia communications systems. Two important planning problems for the multimedia communication systems are presented: optimization problem for construction of the world system and forecast problem for increasing traffic demands. We first discuss analysis methods, performance measures for the multimedia communication systems. Then, we describe network planning methods for the multimedia communication systems and give some efficiency network planning methods. Finally, we present some results studied in     

多用户弹性需求网络的双准则系统最优交通分配

针对存在异质用户的弹性需求交通网络,当用户时间价值呈离散分布时,给出了系统时间最优和系统费用最优的双准则优化模型及其帕累托有效前沿.证明了存在正的匿名路段收费方案.支持除系统时间最优解之外的其他帕累托解与多用户均衡解达到一致,分析了帕累托最优解处的系统性能与各自的单目标最优系统性能之间的偏差.研究表明,该偏差的上界仅依赖于用户的时间价值分布,而与路段流量分布和路段出行时间函数无关.