Research on web forum oriented rumors spreading and inhibitions北大核心CSCD

A rumor spreading model for the web forum based on the heterogeneity of web forum user behaviors and SEIR model is proposed in this paper. First, according to the mean-field equations of the model on inhomogeneous networks, the critical threshold of the spreading of rumor is deduced, the result of theoretical analysis shows that the increase in trust mechanism between users can effectively inhibit the rumor spread in the network with limited velocity of propagation; Then the simulation and numerical analysis of the model itself and the influences of trust mechanism to the model is given, which verify the validity of the model and the introduction of trust mechanism can effectively reduce the rumor influence, the velocity of rumor spreading and the rumor size; Finally, combined with the previous conclusions and the high-influence limited trust relationships between web forum users, a high-influence immunization strategy is given. The experimental results show that the strategy able to reach better effect than traditional immunization strategy. © 2016, The Journal of Agency of Complex Systems and Complexity Science. All right reserved.     

Agent-Based Simulation of Rumor Propagation on Social Network Based on Active Immune Mechanism

To simulate the rumor propagation process on online social network during emergency, a new rumor propagation model was built based on active immune mechanism. The rumor propagation mechanisms were analyzed and corresponding parameters were defined. BA scale free network and NW small world network that can be used for representing the online social network structure were constructed and their characteristics were compared. Agent-based simulations were conducted on both networks and results show that BA scale free network is more conductive to spreading rumors and it can facilitate the rumor refutation process at the same time. Rumors paid attention to by more people is likely to spread quicker and broader but for which the rumor refutation process will be more effective. The model provides a useful tool for understanding and predicting the rumor propagation process on online social network during emergency, providing useful instructions for rumor propagation intervention.     

可变相关系数网络病毒传播仿真研究

针对复杂网络中相连节点之间的度相关性与病毒传播之间的关系,基于经典病毒传播模型SIS和SIR,研究了BA无尺度网络、ER随机网络及技术网络、社会网络等真实世界网络上的病毒传播行为。通过连续改变已知网络的度相关系数,来观察病毒传播的变化情况。仿真结果表明,异配网会络加速病毒的传播,而传播速度对同配网络具有更高的敏感性,且同配网络传播临界值较低。此外,目标免疫对异配网络具有更有效的免疫效果。     

可变聚类系数无标度网络上的谣言传播仿真研究

在经典谣言传播模型的基础上,研究了具有幂律度分布和可变聚类系数的无标度网络上的谣言传播行为。目标是研究聚类系数对谣言传播的影响,通过改变特殊的参数调节网络的聚类系数来观察谣言传播的变化情况。仿真结果表明,聚类系数越高的网络,越能抑制谣言的传播,而聚类系数越低的网络,谣言传播将更加猖獗。     

Numerical Simulation of the COVID-19 Herd Immunity Based on Complex Network Modeling北大核心CSCD

鉴于构建流行病动力学模型、探索流行病传播规律对疫情防控具有十分重要的理论意义和实际应用价值,在已有的均匀混合模型基础上,针对个体接触关系异质化越发明显,且每个个体都处在不同的接触关系中,建立了兼顾个体状态与接触追踪的动态小世界网络模型。模拟了新冠病毒在社会中的传播过程。通过对比仿真结果,说明了所建模型的合理性。在此基础上,仿真计算了网络拓扑结构与接种免疫人数占比共同作用下对新冠病毒传播的影响,分析得到群体免疫临界值。说明所建传播模型合理,接种疫苗实现群体免疫可行。     

基于复杂网络的谣言传播模型

分析了谣言传播的心理学机制和敌我双方的对抗策略, 引入谣言属性变量并藉此建立了平均场下的谣言传播新模型. 借助严格一阶随机占优和严格二阶随机占优的概念分别讨论了谣言属性、敌我双方干预强度、网络结构特征和谣言传播效果之间的关系,提出并证明了具有重要管理意义的4个命题. 通过仿真实验进一步验证了命题的正确性.     

无标度网络中遗忘率变化的谣言传播模型研究

本文在无标度网络中研究了遗忘率随时间变化的谣言传播模型,推导出了对应的平均场方程,并在社交网络人人网中就遗忘率对谣言传播过程的影响进行了数值模拟.结果表明:遗忘率对谣言传播的最终规模有重要影响,初始遗忘率越大或遗忘速度越大,谣言的最终传播规模越小;与遗忘率为常数的谣言传播模型相比,谣言在遗忘率随时间变化的模型中传播规模更小.研究还表明,网络结构对谣言传播也有重要影响,谣言在无标度网络中的传播速度比在均匀网络中更快,最终传播规模更小.     

Attack and Defense Strategies in Complex Networks Based on Game Theory

To investigate the attack and defense strategies in complex networks, the authors propose a two-player zero-sum static game model with complete information which considers attack and defense strategies simultaneously. The authors assume that both the attacker and defender have two typical strategies: Targeted strategy and random strategy. The authors explore the Nash equilibriums of the attacker-defender game and demonstrate that when the attacker's attack resources are not so significantly abundant as the defender's resources, there exists a pure-strategy Nash equilibrium in both model networks and real-world networks, in which the defender protects the hub targets with large degrees preferentially, while the attacker prefers selecting the targets randomly. When the attack resources are much higher than defense resources, both the attacker and the defender adopt the targeted strategy in equilibriums. This paper provides a new theoretical framework for the study of attack and defense strategies in complex networks.     

保护策略下双层耦合网络风险传播模型研究

为更好地提升功能,现实生活中的各类网络变得更加相互依赖,然而安全风险一旦爆发并在各子网之间不断地传播,将造成严重的损失。为降低风险在耦合网络中的传播,构建双层耦合的网络拓扑结构,对基于元胞自动机的风险传播模型进行改进,提出风险评估通用指标,以及两种保护策略降低风险传播,然后在3种演化网络模型和2种真实网络模型上进行仿真分析。仿真结果表明,耦合网络中的风险传播主要受子网拓扑结构的影响。WS-WS耦合网络具有最好的抗风险传播的能力,SF-SF耦合网络最差。在传播的初始阶段对部分节点进行保护可以提高网络抗风险能力。目标保护策略在作用速度上稍逊于随机保护策略,但在对感染规模的抑制方面优于随机保护策略。     

具有随机性的确定性网络模型

为了进一步研究复杂网络的统计特性,简单介绍了复杂网络的几个统计指标,给出了一种通过边的迭代方式生成一种确定性网络模型的方法.在此模型构造算法的基础上对网络的个别特性进行了推导,并通过计算机编程构造了模拟网络,对比了不同规模模拟网络的部分统计特性.由推导结果和模拟数据可知,迭代生成的网络具有较小的平均路径长度和较大的群聚系数,度分布服从指数分布.因此可判断出生成的确定性网络既具有小世界特性,又具有完全随机网络的特性.     

基于无标度网络的恐怖信息传播与最优应对策略

通过BA无标度网络模型刻画社会结构,基于NetLogo软件建立异质性多主体模型,考虑随机和择优两种策略,模拟恐怖信息在网络中的传播和政府的干预措施,以研究恐怖信息传播的影响因素和政府的最优应对策略.研究结果表明:网络恐怖信息的传播速度主要取决于网络结构和个体的从众程度,与恐怖集团的传播策略关系不大.政府有效应对恐怖信息传播的最优策略取决于个体的从众程度、政府的干预范围等多方面因素:个体从众程度的增加能够有效降低政府干预措施的生效时间;政府干预范围的增大在随机应对策略和择优应对策略下均能够实现更好的干预效果.     

节点数固定的复杂网络模型初探

由于随机图模型、小世界模型和无标度模型的结构上存在交叉性，有必要对复杂网络进行新的分类。本文将复杂网络分成两类：节点数固定的复杂网络和节点数变化的复杂网络，且重点研究了前一类网络。首先时节点数固定的网络进行了细分，然后分析了在边的不同连接方式下节点数固定的网络的度分布、平均最短路长度和聚类系数等特征，最后讨论了小世界特性与无标度特性产生的原因。研究表明，节点数固定的网络大多具有小世界特性，小世界特性与无标度特性是从不同的侧面来研究复杂网络的，从而很好地解释了在许多复杂网络这两种特性能够共存的原因。     

探索小世界特性产生的一种新方法

在研究WS模型基础上，探讨了产生小世界特性的一种新方法，即提出了度不变的边遍历小世界模型。主要算法是在重新连接过程中保持每个节点的度不变，首先将所有满足度不变条件的规则边断开，然后随机地连接相同数目的长距离边。谊模型的数值模拟结果与WS模型的结果比较表明，新模型具有很好的小世界特性，即平均最短路径小和平均集群系数大的两大特点。同时研究了新模型下参数变化对网络特性的影响。     

反沉默螺旋效应下社交媒体谣言传播动力学研究

目前，社交媒体已经成为网络谣言滋生的温床，其庞大的用户规模，以及即时性、开放性等特点，使得谣言传播的广度和速度远远高于现实社会网络，从而对人们的生活和社会的稳定产生巨大的影响.为此，基于传染病动力学及"反沉默螺旋"理论，构建了考虑辟谣行为及网络结构的社交媒体谣言传播模型；并进一步分析了模型中无谣言平衡点和谣言存在平衡点的存在性和稳定性，计算了模型的基本再生数；利用MATLAB对模型中各参数变化对谣言传播的影响进行了仿真分析，并对部分参数进行了敏感性分析；利用实际案例对模型进行了进一步的分析与验证；最后，给出了控制社交媒体中谣言传播的策略建议.     

Complex Network Analysis of the Robustness of the Hanoi,Vietnam Bus Network

Many complex networks exist to facilitate the transport of material or information. In this capacity, the authors are often concerned with the continued flow of material or information when a fraction of the links in the complex network is disrupted. In other words, the authors are interested in the robustness of the complex network. In this paper, the authors survey measures of robustness like the average path length, the average clustering coefficient, the global efficiency, the size of largest cluster and use these to analyze the robustness of the bus network in Hanoi, Vietnam. The authors find that the bus network is robust against random failure but sensitive to targeted attack, in agreement with its scale-free character. By examining sharp drops in the average path length within the largest cluster of the Hanoi bus network under successive targeted attack, the authors identify five nodes whose loss lead to the fragmentation of the network into five or six disconnected clusters. These isolated clusters represent geographically the Central, Western, Southern, and Northwestern districts of Hanoi. Special considerations must therefore be given to these five nodes when planners wish to expand the bus network, or make it more robust.     

复杂网络理论在互联网病毒传播研究中的应用

为了更好地应对互联网上计算机病毒肆虐这一严峻形势，制定出相应的策略，有必要对互联网上计算机病毒的传播作深入的研究。本文综述了近几年复杂网络理论在互联网病毒传播研究中的应用。首先介绍了互联网的结构特征，然后从临界值的角度介绍了计算机病毒在不同拓扑结构网络中的传播性质，讨论了相应的免疫机制，并对电子邮件病毒的传播行为进行了系统分析。研究表明，互联网络拓扑结构对计算机病毒的传播行为有着重要的影响。     

二维平面异质小世界网络上的囚徒博弈

探讨了基于二维网格构建的异质小世界网络上的演化囚徒博弈,研究了该网络结构的异质性对合作水平的影响.研究发现,网络中异质节点和长程边数在中等水平时,网络的合作水平最高,过多和过少的异质节点和长程边数均不能使合作水平达到最高.此外,不同于同质网络,在特定的条件下,异质网络平均连接度的增加仍然会促进合作水平的提高.     

A New Peer-to-Peer Topology for Video Streaming Based on Complex Network Theory

A new wave of networks labeled Peer-to-Peer(P2P) networks attracts more researchers and rapidly becomes one of the most popular applications.In order to matching P2 P logical overlay network with physical topology,the position-based topology has been proposed.The proposed topology not only focuses on non-functional characteristics such as scalability,reliability,fault-tolerance,selforganization,decentralization and fairness,but also functional characteristics are addressed as well.The experimental results show that the hybrid complex topology achieves better characteristics than other complex networks’ models like small-world and scale-free models;since most of the real-life networks are both scale-free and small-world networks,it may perform well in mimicking the reality.Meanwhile,it reveals that the authors improve average distance,diameter and clustering coefficient versus Chord and CAN topologies.Finally,the authors show that the proposed topology is the most robust model,against failures and attacks for nodes and edges,versus small-world and scale-free networks.     

复杂金融网络中的系统性风险与流动性救助:基于不同网络拓扑结构的研究

以支付结算网络为例,通过构建复杂网络中的流动性循环模型,基于仿真模拟研究了不同网络拓扑结构和不同风险场景下的系统性风险与流动性救助问题.研究发现:1)网络拓扑结构对系统稳健性有显著影响,系统呈现出"稳健而脆弱"的特点,即网络节点间差异越小、相互连接越紧密,系统性风险发生的概率越小,但风险一旦形成,则后果更为严重;2)由于系统性风险的程度与系统流动性正缺口规模呈现线性正相关关系,在进行流动性救助时,基于节点流动性正缺口的救助资金配置方案均不劣于平均分配或基于冲击规模分配的方案,但在不同网络拓扑结构下,方案间的差异程度存在显著差异;3)在基于节点流动性正缺口的配置方案下,网络拓扑结构对不同救助顺序的效果也存在影响,但仅在网络节点间差异较大且中等救助规模下,影响才是显著的.     

一个基于沟通函数的谣言传播仿真模型

人际谣言传播过程中人与人之间的沟通以及个体的记忆是谣言传播的主要因素。引入了个体对瑶言态度的不确定性、谣言的重要性和模糊性等参数建立了个体间的沟通函数,以此力基础实现了一介基于有限记忆的人际谣言传播的Agent仿真模型。仿真结果表明：谣言内容的重要性和模糊性、人际间的信任程度以及个体传播谣言的倾向概率以及个体基于有限记忆的态度选择是形成谣言及传播的重要因素。此结果能够与社会学、传播学对谣言形成与传播的研究结果相印证,反映了模型的合理性和有效性。