幂律思考系列文章2——无标度网络的不同定义和包含关系

首先给出一般的无标度网络定义,再通过加以限制来展现不同定义的包含关系。然后以网络节点度的补分布作为标准,给出无标度网络度指数的定义。     

一类无标度网络的特征分析

通过对BA模型与其它无标度模型的分析,利用平均场理论,得出在保证增长和优先连接条件下无标度模型的γ值的大小成因.发现了此类无标度网络都具有的标度共同点:新增节点具有固定度时系统的(aki)/(bt)决定了γ的大小,即γ=(b)/(a) 1,从而可以简化分析过程,并且更有利于构造模型,扩展研究思路.通过一个简单的无标度模型来证实结论.     

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.     

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.     

一类无标度合作网络的演化模型

提出了一类特殊的无标度合作网络的演化模型.利用平均场方法解析计算了节点的增长动态性,证明了该网络是节点度分布符合幂律分布的无标度网络,其幂指数位于2和3之间.给出了节点的集聚系数与度的关系表达式,并证明了网络的平均路径长度最多以网络的对数形式增长.数值模拟结果与理论计算值很好地吻合.     

网络集团度的幂律分布

复杂网络的群落结构以及基元-模块-网络三级结构对网络的结构和功能都有重大的影响.本文提出了集团度的概念,它是网络节点度的推广,可以量化网络中各阶基元的密度.实证研究显示,大量不同领域中抽象出来的网络都具有近似服从幂律的低阶集团度分布.通过与随机热化后的网络进行比较,本文验证了集团度的幂律分布是独立于幂律度分布之外的真实网络新的统计特性.另外,随着所统计的集团阶数的上升,其相应的集团度分布的幂律指数呈现下降的趋势.     

幂律思考系列文章1——论Barabási律与Pareto律互不包含

复杂网络中一个重要概念是度分布有幂律尾部,为了确定几何增长网络的度指数,需要采用度的补分布。于是,产生了一个理论问题:对离散分布,补分布具有幂律尾部是否分布就有幂律尾部,反之分布具有幂律尾部是否补分布就有幂律尾部。经研究发现事实并非如此,通过引入渐变化函数,给出了分布与补分布同时具有幂律尾部的充分必要条件。     

无标度网络中FDI技术溢出效应

在BA模型中引入技术相似程度这一变量,分析无标度网络的形成过程及其结构特点对FDI技术溢出效应的影响.仿真结果表明,新模型生成的网络具有无标度性.当节点之间的相对于外商的技术相似程度差异较大时,节点度分布变得相对比较均匀.网络中少数连接数较大的节点以及相对于外商高的技术相似程度对FDI技术溢出效应有重要影响,而网络的小世界特性以及节点间技术相似程度的差异,对于大节点企业所产生的影响起到一定的纠偏和调节作用.     

基于Matlab仿真的技术创新网络的无标度特征

Joel(2009)认为技术创新网络中连接的形成更多的决定于节点企业阃知识资产的重叠程度,但是现有对技术创新网络的仿真研究大多直接应用了复杂网络研究方法,仅考虑了网络中节点企业的度对网络中新连接形成的影响,较少关注知识资产在网络连接形成中的重要作用,其结论一般是技术创新网络具有小世界网络的特征.本文认为新加入技术创新网...     

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.     

无标度物流网络中延误扩散临界条件的仿真研究

针对无标度物流网络延误扩散发生的临界条件,应用平均场理论,建立以延误节点密度为标度的常微分方程,求解延误扩散的临界条件;通过设计物流网络中延误扩散仿真系统,生成具有无标度属性的虚拟网络,对临界条件进行了仿真验证。研究结果表明：无标度物流网络中存在少数具有较高度值的关键节点,一旦这些节点出现服务障碍,将导致更大范围内的延误和更快的延误扩散速率。     

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.     

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.     

复杂网络上的一种映射网络模型

一些规模相对较小的网络是建立在规模相对较大的网络基础上的。提出了一种基于较大规模的底层网络生成较小规模的映射网络模型的算法,比较了以均匀的随机图和非均匀的无标度网络作为底层网络时,所生成的映射网络模型的结构性质。     

基于无标度网络的制造网格资源配置仿真研究

为了研究制造网格资源配置的效率变化问题,结合制造资源的分布性、多样性等特点,应用无标度网络理论建立了制造网格资源配置的网络模型。通过对复杂网络的统计指标值和属性函数数值的计算,选择出合适的资源配置方案,实现全局资源优化配置。运用该模型和资源配置评价指标,通过仿真实验数据分析,得出资源配置的效率随着制造网格结构演化的变化规律:节点数不变时,整体资源配置效率在平均值上下摆动;任务节点数增加时,整体资源配置效率缓慢下降,趋于一个定值。该研究结果可以作为制造企业优化资源配置、选择全局优化方案的理论参考。     

无标度网络的群聚性对合作行为的影响

通过仿真实验分析囚徒困境博弈在群聚性可变的无标度网络上的演化,进而考察无标度网络的群聚性对合作行为的影响.实验结果表明,无标度网络的群聚性对合作行为的影响依赖于度量个体博弈收益的效用函数.一方面,当效用函数考虑关系成本并以平均收益度量个体的博弈收益时,无标度网络的群聚性抑制合作行为.另一方面,当效用函数同时考虑关系成本和无标度网络中hub节点所具有的资源优势,并以平均收益和累积收益的加权平均度量个体的博弈收益时,随着累积收益权重的增大,无标度网络的群聚性对合作行为的影响逐渐由抑制作用转变为促进作用.     

基于节点批量生长机制的无标度网络演化模型

基于网络新生节点批量生长的机制,提出了一种无标度网络演化模型.模型中考虑了新生节点之间的耦合模式,并引入了新的参数,使其更符合现实网络的演化形式.采用主方程法对模型的度分布进行了解析,并通过数值模拟验证了模型具有无标度特性.而且,不同参数取值下较大的簇系数及平均路径长度为网络规模对数成长的特性也表明了该模型具有小世界效应.     

基于无标度网络的应用层组播仿真

最新的研究表明,Internet网络中节点的连接度服从幂律分布,且具有无标度(scale-free)特性.基于无标度网络模型建立的网络仿真能够更真实的反映在互联网中应用的演化特征.基于对无标度网络的研究,提出了一种基于对数关系的改进的非平稳增长模型,在此模型基础上建立了基于gossip协议的应用层组播(ALM)的模拟仿真.仿真结果表明,与常用的随机网络模型比较,提出的基于无标度网络的模型与互联网的实际情况更吻合;与Planetlab实验床试验和实际测量数据分析比较,基于无标度网络的仿真可以有效模拟大规模网络上的应用.     

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.     

幂律思考系列文章4——论Heaps律与Zipf律等价的条件

在词频服从拟幂律分布并满足致密性的条件下,证明了Zipf律和Heaps律相互等价,并且讨论了词频序号为2时的临界行为。