一种新的大规模网络最短路径的近似算法

平均最短路径长度是复杂网络的一个重要特性,但是对于大规模网络的平均最短路径长度的计算是困难的.在最近的一次对中国教育网的研究中.建立了一个有2 354 934个网页和26 816 209个链接的网络.要想计算该网络的平均最短路径长度,无论是传统的Floyd、Dijkstra算法,还是基于MPI的并行算法,在现有的计算机资源下都难以实现.提出了二级网络的概念,并基于此给出了一种针对中国教育网的新算法,使得在可以接受的时间内完成平均最短路径的近似计算,经试算效果令人满意,说明这种方法对于计算大规模网络的平均最短路径是有效的.     

无尺度网络平均路径长度的估计

无尺度网络的拓扑结构研究主要集中于聚类系数和平均路径长度的计算以及度分布分析. 在实际的无尺度网络中,表征网络拓扑结构的三个参数之间是互相联系的,其中一个参数均可近似用另外两个参数表示. 鉴于此,针对大规模无尺度网络的平均路径长度计算问题,基于树形结构模型给出了无尺度网络平均路径长度<l>_SF 的计算公式,并分析了网络规模和节点间连接方式对平均路径长度的影响. 分析结果表明,<l>_SF与无尺度网络的平均度数k、平均聚类系数C以及幂指数γ有关,从而将直接求解平均路径长度的复杂问题转化为间接求解,大大提高了分析无尺度网络拓扑结构的效率. 实验结果表明,提出的无尺度网络平均路径长度计算公式是有效的.     

网络中一边长度改变的最短路算法

本文提出了网络中一边长度改变的最短路算法，适合于大型网络中一边或几条边长度改变后各点对之间最短路的校正计算。     

两种策略下的最短路径并行算法研究与实现

随着智能交通运输系统的研究与应用,对在大规模交通网络上求解最短路径的实时性提出了更高的要求。为了找出适用于实际交通网络的高效最短路径并行算法,首先选取了3种最短路径标号串行算法,以此为基础分别实现了网络复制及网络分割两种策略下求解最短路径的并行算法。最后,从基于G IS的交通规划软件T ransCAD中提取了实际交通路网数据,同时还随机产生了不同规模的稀疏格网,在这些网络中对并行算法的性能进行了测试和分析。结果表明,在8台机器上求解含5 181个节点的实际交通网络中32个源点的最短路径时,基于网络分割的双队列标号修正并行算法的加速比可达到6.32,在其他网络中也表现出较好的加速比及可扩展性。     

含结点等待费用的离散时变最短路径

研究了结点等待费用、弧费用和弧通过时间均为离散时变函数的最短路径问题.基于动态规划原理,给出了一种标号更新算法,可在O(n3M3)时间复杂度内求出所有结点到指定终点的最小费用路径,其中n为网络结点数、M为时间间隔数.     

时变网络下多式联运的最短路径问题研究

在运输过程中,往往不止有一种运输方式,可能同时有多种运输方式交叉,即存在多式联运的方式.同时,运输网络往往具有时变特性,其运输成本和运输时间等会随着时间的变化而变化.将多式联运的运输网络进行了变形,设计了时变网络条件下有到达时间限制多式联运的最短路径算法,并对算法的计算复杂性进行了分析.最后给出一个应用算例.     

不完全信息下交通网络最短路径关键边问题

因各种突发事件（交通事故、自然灾害等）造成道路中断的现象普遍存在，车辆在行驶的过程中并不具有道路中断的完全信息，只有行进到中断处时才获得道路中断的信息。本文就不完全信息（道路中断信息）下的变通网络最短路径关键边问题进行研究，首先定义了不完全信息下最短路径关键边的概念．其次给出了求解不完全信息下最短路径关键边的有效算法厦其时间复杂性分析，然后结合城市道路网络给出了实际算例，比较分析了最短路径关键边、最长绕行路关键边和不完全信息下的最短路径关键边问题，指出了不完全信息下的最短路径关键边问题更具有实际意义。     

基于随机行走介数的级联失效模型

将随机行走介数引入级联失效模型,提出了基于随机行走介数的级联失效模型,该模型较基于介数的级联失效模型更加符合实际情况。为了研究该模型的特性,针对无标度网络和随机网络,运用仿真方法,将其与基于介数的级联失效模型进行了比较。通过对两组共4个无标度网络模型和两个随机网络模型的仿真,发现基于随机行走介数的级联失效模型的节点介数相对较小,不同节点间介数大小的差距也较小,并分析了得到上述仿真结果的原因。     

一种基于介数的双层复杂网络级联失效模型

针对单层网络级联失效模型难以有效分析层状网络抗毁性的问题,基于介数分析法,研究了面向双层网络的级联失效模型。分析了网络两个层面之间信息(或能量)交互以及级联失效时的影响关系,并通过定义交互强度因子改进了节点介数计算方法,突出了节点业务对网络流量的影响。重设节点失效判定准则和负荷重分配准则,使网络两个层面在级联失效分析过程中得到关联。最后,仿真实验验证了模型有效性和可行性。     

不确定情形下通信网络最短路径关键点问题

在通信网络中，因突发事件造成通信路由节点毁坏或者中断的现象时有发生，传输的数据包不得不从中断处沿着最短的替代路径行进到数据包的接收节点，在这种情形下，哪个路由节点中断使得数据包实际行进的总路程最长呢？从通信网络管理的角度来看这是一个非常重要的问题。对该问题．以前的文献都是从确定情形（事先具有节点中断的完全信息）下进行研究的，本文从不确定情形（只有数据包行进到中断节点的邻接点时才获得该节点中断的信息）的角度重新考虑这个问题。本文首先定义了不确定情形下的最短路径关键点概念，给出了计算不确定情形下最短路径关键点的算法及其时间复杂性分析。结合实际通信网络的算例分析，比较了确定情形下最短路径关键点和不确定情形下最短路径关键点问题，指出了不确定情形下最短路径关键点问题更具有实际意义。     

网络化指挥控制中心性建模评估研究

复杂网络在核心节点遭到蓄意攻击时表现出来的网络脆弱性,促使在发挥网络化作战协同优势的同时,必须充分重视网络化指挥控制的中心性评估工作,以及早发现这些敏感节点。在构建网络化指挥控制模型的基础上,综合考虑影响节点差异的组成要素,提出了应用于中心性评估的节点收缩改进方法,并通过实验分析验证了方法的有效性和可行性,从而为网络化作战条件下的指挥控制核心节点评估提供了新的研究思路和分析方法。     

带核集分划问题的一个改进近似算法

设有整数集S={ $r_1,r_2; p_1, p_2,\cdots, p_n$ }, 这里$r_i\geq 0, p_j>0$ (I=1, 2; j=1, 2, …, n), 寻找一个S的分划P=($S_1, S_2$)使得: 1) $r_i$属于不同子集, 2) $S_1$与$S_2$中元素总和较大者尽可能地小. 这是一个NP-完备问题. 其已有的线性时间算法近似比为8/7, 文章在此基础上给了一个线性时间改进算法, 它的近似比为10/9.     

一种评定复杂网络中心化程度的新方法

中心化程度的评定有助于选择适当的中心化指标对网络进行中心化分析。针对典型的无标度网络——Internet,根据freeman中心化程度通式的计算结论,提出了复杂网络中心化程度的一种新评定方法,同时通过效率定量地描述了新方法的可靠性,这将为复杂网络中心化的研究提供一个有效思路。     

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.     

在线订餐生产配送联合调度模型及算法

The delays of online mealordering delivery are currently serious. How to coordinate the production anddistribution to minimize arrival time has become an urgent problem for onlinemeal ordering during the peak period. Considering the fact that the order informationare unknown in advance, a parallel machine production and multi-trip vehicledistribution joint optimization model was established to minimize the makespan oftotal orders. Besides, a three phase heuristic algorithm was proposed. Througha series of experiments where the orders were generated based on Poissondistribution (),the results were compared with those of the traditionalalgorithm. Several enlightening findings are discovered: when the order arrivalrate, the makespan of total orders of the three phase heuristicalgorithm is shorter. Meanwhile with the growth of order arrival rate, the improvement amplitude increases gradually. The modeland algorithms proposed are conducive to generating efficiently production anddistribution joint scheduling solution during the peak period.     

全球产业重组与转移:基于跨国并购复杂网络的分析方法

基于资本市场的跨国并购日益成为实现全球产业重组和转移的重要途径,以1997~2008年全球资本市场并购数据为基础,通过构建跨国并购关系复杂网络,分析了网络的拓扑结构属性及其经济学意义。研究结果表明:跨国并购关系网络呈现出小世界效应和无标度特征等复杂网络基本性质,跨国并购行为具有显著的"中心-边缘"并购方向性特点和典型的"富者俱乐部"现象,同时发现基于资本市场的跨国并购行为表现出明显的全球产业重组和转移规律。最后,指出实施开放经济和金融市场政策、制定跨国并购战略和操作策略对提升本国产业竞争力具有重要意义。     

交通网络设计的优化模型及算法

通过对交通网络设计的问题及其研究现状的分析．对离散型交通网络设计问题进行了深入的研究。采用双层规划模型描述问题．其中上层规划模型是从交通规划者的角度出发．在建设资金受到约束的前提下．设计合适的路网结构．使得公路网中的交通出行能达到系统最优；而下层优化模型则是从路网使用者的角度出发．使交通出行达到用户最优，针对该双层规划模型．本文对上层模型使用SA算法求解．而下层模型则采用了基于路径搜索的GP算法进行求解．以此为基础设计了SA—GP算法对其进行求解。算例计算的结果表明．模型和算法都是有效的，求取的结果能显著改善路网的交通情况．而且上下层算法的收敛速度快，从而能为路网规划决策提供支持。     

移动机器人路径发现与规划的免疫算法

分析了车式移动机器人的运动特性，设计了一种适用于该机器人的路径发现与规划免疫算法。通过仿真实验表明，该算法能够快速地发现与规划运动路径，有较好的柔性，能适用于不同的任务，所以该算法具有较高的智能。