基于复杂网络的快递网络性质分析

利用复杂网络的工具,对真实的快递网络进行了实证分析,得到了快递网络的基本统计性质,发现真实的快递网络是具有小世界特性和无标度特性的网络.并讨论了快递网络的社团结构,比较了社团结构划分结果和实际的异同.     

基于通信序列熵的复杂网络信息度量研究

从信息的角度看待网络系统并构建蕴含网络整体信息的测度是网络信息理论的关键问题,基于节点对通信能力的通信序列熵被考虑为量化网络信息的候选测度.为了探讨其表征网络整体信息的能力,首先研究模型网络的拓扑结构对通信序列熵的影响.结果表明,异质性强、度-度关联性强以及具有社团结构的网络均具有相对较小的通信序列熵.其次,对比研究一些真实网络和它们对应的随机化网络模型的通信序列熵,可以得到随机化网络模型的阶数越高,通信序列熵越小,且越接近真实网络的通信序列熵.这些研究结果表明,网络的通信序列熵敏感地依赖于网络的基本拓扑结构,而且随着网络有序程度的递增,通信序列熵呈减小趋势.本文的研究结论为通信序列熵具有量化网络整体信息的能力提供了证据.     

一类确定型的小世界等级指数型复杂网络模型

小世界效应在实际生活中是随处可见的,例如复杂网络中的六度分离理论.本论述为了更好地研究小世界网络的拓扑结构,采用完全三部图K3.6为基本元素,通过循环迭代的算法程序,设计了一类小世界网络模型.首先,分析了它的重要拓扑参数:聚类系数、直径和平均距离,得证该模型具有小世界效应,而后通过计算机仿真还获知该模型具有等级结构.其次,通过计算其顶点的累积度分布得知,该模型拥有指数分布特性.最后,利用特殊的演化过程,得到了其最多叶子生成树的叶子数目.     

一类作为网络模型的可平面无标度图

无标度特性普遍存在于大量的实际网络和人造网络中.为了更好地研究这类无标度网络模型的拓扑性质和内在动力学,大量的模型被建立,如随机网络模型和确定性网络模型.鉴于以往确定性模型中的无标度指数都是唯一不变的常数,定义了一类具有广义自相似性的增长网络模型,分析了它的一些拓扑性质:平均度、聚集系数、直径、度分布、最多叶子生成树.得出该模型具有无标度特性和小世界效应,并且可以通过调整相应的参数来获得丰富的无标度指数.     

家电企业竞争网络的拓扑结构分析

通过搜集家电产业的相关信息,建立了企业与产品的专用数据库.并在此基础上生成了家电企业竞争网络,结合复杂网络的分析方法研究网络的多种属性,例如企业节点的度分布特性、网络的无标度程度、密度、同类匹配程度及群聚系数等.通过分析可知,家电企业竞争网是一个具有无标度特性及小世界特性的网络,呈现出节点择优连接、网络同类匹配等一系列网络现象.     

基于局域社团的人类脑功能网络生成模型

研究了人类脑功能区域间拓扑结构与解剖结构两种因素对脑功能网络建模的影响,提出了基于局域社团的人类脑功能网络生成模型.模型中的局域社团拓扑结构采用功能区域间的共同邻居及邻居间的局域连接表示,解剖结构用人脑区域间的解剖距离代表.为了衡量模型生成网络与基于fMRI数据构建的真实数据网络之间的相似性,提出了用于校验网络间接近程度的相似性能量指标.实验结果表明,相比传统生成模型,基于局域社团的脑功能网络生成模型在网络效益、聚集系数、模块性、度分布等属性方面都能够更精确地模拟真实数据网络.     

高校师生群体间人员接触网络研究

为了研究高校师生群体之间的接触特性,该文通过视频监控的手段收集了相关接触数据,构建了该高校某研究所师生群体间的人员接触网络,并分析了该网络的度分布、聚类系数、层次性及社团结构等特性。统计结果显示,该研究所人员接触网络所表现出的特征兼有ER(ErdosRenyi)随机网络和WS(Watts-Strogatz)小世界网络的部分特征,同时又呈现出丰富的层次结构和模块化特性,这些特征使得该网络明显区别于现有的ER随机网络和WS小世界网络。师生关系对于该人员接触网络的拓扑结构影响明显。该研究成果可为构建一般工作场所的人群接触网络模型提供实证研究基础,对研究工作场所中传染病、信息等的传播动力学模型具有重要意义。     

电商商品网络的挖掘研究

研究发现,社团结构是复杂网络中的重要特性之一.针对电商数据,文章扩展社团理论提出商品社团:以商品为网络节点,以商品间的相关度作为节点之间是否连接的判断标准,构建商品网络,然后针对该网络进行社团分析,其中,作者采用皮尔森相关系数作为相关度的度量.通过分析天猫的数据,发现商品网络中确实存在社团结构,其中,手机数据中的社团特性更加明显.在各个社团中,通过介数可发现该社团中的重要商品.同时,分析了相关度的度量参数、商品类型和邻接矩阵二值化门限等因素对商品社团结构的影响,以验证所提方法的扩展性.最后,利用所提方法对商品的销售进行了预测,与基于K-means的预测方法相比,平均准确率提高9.5%以上.     

本体结构与复杂网络的特性相似性研究

以茶树本体为研究对象,对茶树本体中的结构特性进行分析.以本体中的概念为节点,概念间的关系为边,形成本体结构拓扑图.计算节点的度、平均路径长度、聚集系数、介数等参数,得出茶树本体在无向网络的意义下具有无标度特性和小世界特性,从而说明本体结构具有复杂网络特性.这给社团划分及重要概念挖掘等以本体为基础的语义网络研究提供了新的研究方法.     

基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型

针对真实网络的生长演化规律,以及BA无标度网络模型和原始的节点吸引力模型在择优连接以及生成网络统计特征方面所存在的问题,综合考虑复杂网络生长演化过程中节点度和节点吸引力的择优连接特性,提出了一种基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型. 理论研究与仿真实验分析表明,基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型可以有效生成结构稳定并与实际网络统计特征很接近的复杂网络,通过调节模型参数可以灵活调整网络的生长演化过程. 模型生成的网络度分布仍然服从幂律分布,并且具有较高的群集系数和平均路径长度.      

基于相邻节点聚类的社团划分算法

社团结构是复杂网络中的拓扑属性之一,具有同一社团内的节点连接紧密而不同社团的节点连接疏松的性质.作者基于复杂网络中的社团结构的性质并根据网络中相邻节点的距离关系,提出了一种社团划分算法--基于相邻节点聚类的社团划分算法.笔者对算法的基本概念以及实现进行了详细的描述,通过应用在实例上所得结果说明算法的可行性.     

大型在线社会网络结构分析

为了揭示在线社会系统与现实社会网络的异同,研究了一个大型在线职业人士社交网络的结构特性.与现实社会网络相比,它不仅表现出如无标度和小世界特性、高聚类系数、层次化和社团结构等共性,而且表现出如连通子图规模分布、度分布和社团规模分布中所呈现的锯齿状以及度异配性特性.同时,阐明了其相关特性的形成机制,构建了以重现该无标度网络的度分布模型,为相关动力学研究提供了实证基础.     

网络社团结构对路由策略的影响

研究了网络社团结构对路由策略的影响,通过实验发现具有模糊社团结构网络的路由效率要比具有清晰社团结构网络的路由效率更高,由此提出了两种基于网络社团结构信息的局部路由策略,并与没有利用社团信息的路由策略进行了对比,发现为节点提供网络社团信息能够帮助节点更加有效地进行路由.     

基于多维特征向量的网络社团划分方法

为了寻找大规模复杂网络中的社团结构,提出了基于多维特征向量的社团划分方法,即多维特征向量谱平分法.利用网络连接矩阵的多维特征向量划分网络社团,通过仿真实验分析关键参数对划分效果的影响,从而确定使得划分结果最优的参量值,并综合多维特征量阈值和社团数目两方面的因素决定被划分的社团数目.在具有代表性的局域世界网络演化模型中进行仿真,证明该方法在网络聚簇特征不是很明显的情况下,能够有效划分网络中存在的多个社团,适应具有各种聚集特征的网络,说明该算法在实际网络中具有较高的应用价值.     

新型随机重构微孔隙介质模型与扩散特性

提出一种使用碳纸气体扩散层微孔隙结构的真实形态参数,构建三维微孔隙结构模型的算法.此方法通过扫描真实的扩散层结构获取结构的特性参数.通过确定三维微结构内纤维系统的中心坐标,循环构建N层纤维系统,达到需求的扩散层厚度,各层纤维系统由随机分布的重叠并相交的纤维结构构成;并将成功构建的模型转换为能够用于流体仿真的数据模型,对结构模型的渗透率进行了验证.结果表明,该方法生成的模型符合真实扩散层的渗透特性.最后,利用该模型对扩散层各项特性参数的变化关系进行了分析,结果可用于扩散层的结构优化设计,更大程度增强渗透传输特性.     

兰州市公交网络的社团结构与脆弱性分析

基于复杂网络理论,研究兰州市公交网络的社团结构及其脆弱性.根据实证数据建立了兰州市公交网络的结构模型,并应用Fast Newman算法分析公交网络的社团结构,给出了最优的社团划分;从获得的社团结构出发,分析了兰州市公交网络社团结构的脆弱性,给出了各个社团的脆弱集及脆弱性指标.研究结果表明,兰州市公交网络具有明显的社团结构特性,社团划分受到城市独特地形特性的影响;许多社团在网络中表现异常脆弱,社团之间联系稀疏,极易因为随机故障或蓄意攻击而形成多个独立的连通分支.     

具有小世界特性的复杂液压系统故障源搜索方法

针对复杂液压系统故障多样、成因复杂、隐蔽性强,故障源辨识困难,提出了一种基于小世界特性的先网络社团结构划分、后社团内的复杂液压系统故障源搜索的层次分析方法.构建了复杂液压系统的网络拓扑结构,以同时具有大的介数和度数的节点作为网络中故障传播社团的中心,来改进Wu-Huberman算法,从而实现了社团结构的划分.根据各社团连接边对应管路的液压参数变化,确定包含故障源的社团,进一步计算该社团故障传播的可达矩阵,定位了故障源节点.经过对轧钢加热炉液压系统起升故障的分析和故障源查找,证实了该方法可以根据系统网络的结构特征和间接故障表现,实现复杂液压系统故障源的识别.     

具有社团结构和多耦合时滞的复杂网络的拓扑识别

社团结构是复杂网络极其重要的特性,当信息从一个社团传到另一个社团时会出现时滞,针对具有社团结构和多耦合时滞的一般复杂动力学网络,提出了拓扑识别方法。根据线性稳定性理论和Lyapunov方法给出了拓扑辨识的充分条件。最后,通过数值仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种基于IPX协议的油田控制网络

控制网络是一种用于生产过程的实时监测与控制的计算机网络,它对信息传输的实时性要求较高,但网络中信息的传输量不会太多。IPX是Novell公司开发的网际包交换协议,对应于OSI网络层,是一个无连接的协议,具有实时性好,独立于网络拓扑结构和传输媒质,既可实现点-点通信,也可实现多点或广播通信以及实用的应用编程接口(API)等特点。针对控制网络和IPX的以上特性,提出一种基于IPX协议的油田控制网络。该网络具有结构灵活、信息传输实时性好的特点,可方便地与信息网络集成,并讨论该控制网络应用软件的开发方法。     

基于遗传算法的小世界网络一致性速度优化

研究了一类具有小世界网络拓朴结构的连续时间动态特性的复杂网络的一致性问题.应用遗传算法对小世界网络进行优化和计算机仿真,结果表明:对于小世界网络而言,网络达到一致性所需要的时间随着网络中捷径的数量和捷径连接的具体节点的不同而显著不同.小世界网络中捷径数量增加,网络系统达到一致性的时间将变短.对于小型的小世界网络,在捷径数量一定的情况下,可以通过遗传算法,对每一条捷径连接的节点进行优化选择,从而使小世界网络的一致性收敛速度加快.