基于节点度和连接方式的网络异质性测度方法

在复杂网络异质性研究中,以往主要基于单一的网络节点度分布和度相对重要程度构建指标来刻画异质性,存在一定的缺陷。对此,综合考虑网络节点度的重要性和网络节点连接的方式,运用邻接矩阵谱理论的思想,提出一种新的网络异质性测度方法并得到网络异质性离差指标。算例表明该指标运算简便,结果合理。因此新方法可以克服传统方法的不足,更为有效地反映网络的结构特征,从而加深对网络复杂性的认识。     

老节点间有相互连接的供应链型有向网络

考虑了有向复杂网络老节点之间相互连接的概率,提出Poisson有向网络模型。发现这类网络节点的到达时间服从Γ-分布,从而,获得度分布的解析表达式。研究表明,Poisson有向网络的稳态平均入度分布和稳态平均出度分布表现为幂律分布,它的出度分布幂律特性受老节点之间相互连接的概率控制,但是入度分布与该概率无关.     

具有任意度分布的复杂网络拓扑结构建模方法

给出复杂网络节点连接度分布与节点度秩函数之间的数学关系，在此基础上提出一种具有任意度分布的复杂网络拓扑结构建模方法。以无标度网络和指数网络为例，验证该方法的有效性。     

容量均匀分布的物流保障网络级联失效抗毁性

分析了物流保障网络的特点,发现物流保障网络具有节点度分布均匀、节点之间连接的随机性、节点的负载差异性小、节点的容量在一定区间内随机分布等属性.在此基础上建立了度均匀随机分布的网络模型和级联失效抗毁性模型,应用概率母函数的方法解析地推导了网络级联崩溃的临界值,并通过计算机仿真验证了解析方法的正确性和可行性.     

基于空间结构的战术通信网络建模

针对目前通信网络模型对网络空间结构和节点异质性考虑不足的问题，结合战术通信网络的特点，将网络节点分为骨干节点、接入节点和用户节点，提出了一种综合考虑网络节点空间位置和节点多样性的战术通信网络演化模型，解析计算了演化模型的度分布。对网络的聚集系数、特征路径等进行的仿真分析结果表明，模型生成网络的特征路径长度随网络规模的增大反而不断减小，具有良好的连通能力。此外，生成网络更加均匀化并表现出明显的层次结构，具有战术通信网络的基本特点。     

节点重要度贡献的复杂网络节点重要度评估方法

引入m阶邻居节点的概念,提出了一种基于m阶邻居节点重要度贡献的复杂网络节点重要度方法,并引入α和γ两个参数,用于调节节点重要度评估对节点自身特性及m阶邻居节点的依赖程度。综合考虑了节点自身及1到m阶邻居节点的重要度贡献。为检验算法的有效性,采用ARPA网络拓扑并针对算法在不同m取值条件下的节点重要度情况进行了评估。评估结果显示,与度值法、介数法、节点删除法等评估方法相比,具有更高的评估精度,能显著地区分复杂网络中节点之间的重要性差异,能准确地确定网络中关键节点,保证节点重要度评估的准确性;此外,实验结果还揭示了一个重要动力学现象,即当邻居节点所考察的深度m值大于网络的平均路径长度L时,该方法可得到可靠且精度较高的评估结果。     

复杂网络实证研究——中国教育网

通过对中国教科网中.edu.cn域名下的网页进行搜索,建立了一个由366 422个网页和540 755条网页之间的超链接构成的复杂有向网络———中国教育网。经分析发现该网络的网页分别处于四个不同的层次上,各网页自组织连接构成一个复杂有向网络。大部分节点具有入连接边,只有少数节点具有出连接边,既有入连接边又有出连接边的节点就更少,节点度分布尾部呈幂律分布。该网络演化时,网页的增添通常仅在各高校子网中选择有关网页进行连接,不会在整个中国教育网中去择优连接。根据中国教育网的这些特点提出了该有向网络的演化模型,模型反映了中国教育网的一些主要特征。     

基于邻接信息熵的网络节点重要性识别算法

通过研究节点与其直接相邻和间接相邻节点之间的关联关系,提出了基于邻接信息熵的网络节点重要性识别算法,算法只需获取节点与其直接邻居及间接邻居间的关联关系,通过计算网络各节点的邻接度,进而计算各节点的信息熵,利用节点信息熵的大小表征节点在网络中的重要性.通过对一个基础网络、无向无权ARPA网络和加权有向ARPA网络进行实验仿真,证明该算法对不同类型网络的通用性;利用该算法对网络按节点重要性进行节点删除实验,研究网络形成子网络的数量与规模,证明了算法的准确性.     

复杂网络中节点重要度评估的节点收缩方法

首先定义了网络的凝聚度,在此基础上提出了一种评估复杂网络节点重要度的节点收缩方法,认为最重要的节点就是将该节点收缩后网络的凝聚度最大,其算法的时间复杂性为O(n3).该方法综合考虑了节点的连接度以及经过该节点最短路径的数目,克服了节点删除法的弊端.最后的实验分析表明该方法直观、有效且运算速度快,对于大型复杂网络可以获得理想的计算能力.     

加权无标度网络中连接密度与同步能力的关系

研究了一类加权无标度网络的同步能力.给出复杂网络一个新的测度——连接密度.连接密度用于描述网络中边的数量.基于同步判据研究BBV(Barrat,Barthélemy,Vespignani)加权网络的度分布异质性、连接密度和网络同步能力之间的关系.对于类型I加权同步网络,连接密度越大,度分布的异质性越强,网络越容易实现同步.对于类型II加权同步网络,连接密度越大,度分布异质性越弱,网络越容易实现同步.两种网络都可以通过提高连接密度来提高网络的同步能力.     

无标度网络的一个新的拓扑参数

为更深刻直观地定量刻划无标度网络的拓扑性质,将经济学中描述收入分配不均等程度的两个重要概念:洛伦茨曲线和基尼系数推广至一般的复杂网络.通过仿真和理论两个方面的工作,指出将这两个概念与幂律相结合可以更有效地刻划无标度网络的拓扑结构的异质性,同时还获得了关于无标度网络的一些重要性质.最后对基尼系数和网络结构熵进行了比较.     

复杂供需网络的局域演化生长模型

在一般局域世界演化模型基础上,建立了供应链复杂网络的局域演化生长模型.应用节点间相关度的概念来确定每一新加入节点的局域世界,并定义局域世界的规模是动态增加的.通过解析的方法,导出这一模型的度分布、聚类系数和平均路径长度,发现其具备复杂网络的无标度、小世界等特性,并通过数值仿真进行了验证.     

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。     

相振子网络中集聚系数和度分布对复杂度的影响

分析了复杂网络的集聚系数和度分布的异质性这两个重要的描述复杂网络结构特点的特征量对复杂度的影响。研究发现,增大集聚系数能增大复杂度的最大值以及增大复杂度钟形曲线的宽度,而增大度分布的异质性不能增大复杂度的最大值却可以明显增大复杂度在上升段和下降段的取值。对于小世界网络集聚系数对复杂度的影响更明显,而对于无标度网络,度分布的异质性更能显著的改变复杂度的取值。进一步加深了人们对描述网络部分同步状态的复杂度的认识,为设计合理的网络结构提供了理论基础。     

基于局域世界的加权指控网络演化模型

为动态评估指挥控制网络面向复杂任务和对抗环境下的内在机理和外在行为,采用复杂网络理论分析了指控网络的动态特性,综合考虑了指控网络实体及网络结构关系的异质性,建立了基于多属性加权的指控网络模型;制定了指控网络节点和边的加入或删除规则、局域世界规则和边权演化规则,提出了基于局域世界的加权指控网络演化模型。仿真实验表明,模型具有贴近战场实况、遵循幂率分布、作战效率高等特点,可为指挥控制系统的网络化建设提供理论依据。     

基于复杂网络理论的配电网节点脆弱度评估

配电网中节点脆弱性的大小是其结构鲁棒性的重要体现,为实现对配电网节点脆弱度的评估,提出对配电网节点脆弱度大小排序的方法。首先,构建配电网的复杂网络加权模型;其次,针对节点脆弱度评估中的度值、介数、凝聚度和紧密度等几个指标,结合主观和客观两方面信息构建描述各指标重要性的权重;最后,提出综合逼近理想排序(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)和灰色关联度的方法,实现对配电网节点脆弱度大小的排序。对几种典型的中压配电网进行计算,验证了本文方法的可行性,对IEEE123系统分析,结果表明多指标综合评估较单一指标评估更符合配网的实际特点。     

电路原理图的加权网络分析

对电子电路进行复杂网络分析时,为了很好地体现有些元器件的重要性,本文引入了节点间连边加权的概念.以具体电子电路原理图为例,找出各个元器件之间的连接关系,建立网络的拓扑结构,生成一个加权网络,得出了网络的统计参数,给出了节点连接度的概率分布函数曲线.结果显示这种加权分析方法能更好地体现出电子电路系统的特点.     

基于超网络的作战信息流转建模及特性分析

针对现有单一要素模式的信息网络不能有效反映作战信息流转复杂结构及动态过程的问题,提出一种基于超网络的作战信息流转"两层三网"模型构建及特性分析方法。首先,分析作战信息流转超网络结构特征,抽象作战节点和信息关系的多维属性,定义关联映射规则,建立作战信息流转超网络模型;其次,从节点的超度分布、超边的度分布、介数、聚类系数、子图向心性和网络弹性6个方面,研究了作战信息流转超网络的拓扑特性。最后,以空中突击作战为例,通过仿真实验,验证了模型与方法的可行性和合理性。     

基于复杂网络理论的电力网络关键线路识别

从复杂网络理论角度出发,提出了一种基于网络凝聚度的电力网络关键线路评价方法。方法着重关注电力网络的全局状态,综合考虑电力网络中各节点之间的连通能力,以及网络中节点的数目,通过观察输电线路断开前后电力网络凝聚度的变化量,来衡量电力网络中各输电线路的重要程度。通过将研究的计算结果与文献中已有的基于网络效率的关键线路评价方案的结果进行对比,以及在拓扑结构和动力学角度上进行仿真验证,均说明了提出的关键线路衡量方法是合理且有效的。