轴辐式集装箱海运网络演化过程的回声模型仿真

从复杂适应系统角度研究集装箱海运网络,分析集装箱海运网络的轴辐结构。在此基础上,针对集装箱海运网络的演化过程建立回声模型,并利用Swarm平台进行仿真,结果再现了轴辐式集装箱海运网络的形成过程。对比分析枢纽港和喂给港两种不同类型港口演化过程中产能的变化,并借用复杂网络中度和介数两个指标诠释港口主体各类粘着方式,以及政策因素对网络演化过程的影响。     

相互依存网络耦合映像格子的相继故障

本文基于耦合映像格子的相继故障模型,利用仿真和统计分析的方法,研究了BA同构依存网络(BA-BA)和异构依存网络(BA-ER)在随机攻击和蓄意攻击两种攻击方式下的相继故障行为.本文选择了偏好依存和随机依存两种方式分别构建了依存网络.研究结果表明∶(1)同构的偏好依存网络和随机依存网络表现出了类似的相继故障特性,即这两种依存方式下的网络都对随机攻击鲁棒,对蓄意攻击脆弱.同时,随机依存方式能增强BA同构依存网络的鲁棒性.(2)异构的偏好依存网络和随机依存网络表现出了和BA同构依存网络相反的特性,即异构的依存网络对随机攻击脆弱,对蓄意攻击鲁棒,且随机依存方式也增强了异构依存网络的鲁棒性.本文的研究结果对进一步理解相互依存网络的拓扑结构及依存方式对依存网络鲁棒性的影响有重要的参考价值.     

混合攻击下的网络保护策略研究

针对混合攻击策略对复杂网络造成的破坏性明显大于传统的点、边攻击策略这一现状,提出了基于不同类型连边的两种网络保护策略,以此提高网络的鲁棒性。通过对4种不同类型的仿真网络和实证网络进行了研究,研究结果表明:相比于混合随机攻击,混合蓄意攻击下几种不同类型网络的边连通率均较低,鲁棒性较差,而本文提出的两种保护策略均能够提高网络在混合蓄意攻击下的鲁棒性,且基于冗余边的保护策略,将网络的鲁棒性大约提高到原鲁棒性的1.5倍。     

利用节点效率评估地理网格网络的鲁棒性

本文利用节点效率来评估网络节点的重要性,通过对比随机攻击和蓄意攻击两种攻击方式下网络能够承受的打击次数来衡量网络功能的鲁棒性。计算机模拟表明：节点效率分布和度分布基本一致。在一定攻击策略下,节点效率指标和度指标相当,和随机攻击相比具有较大的优越性。在本文研究的模型下,当a=1,A〉30时所生成的网络更接近真实网络。     

西安公共交通系统的网络特性和鲁棒性分析

基于复杂网络理论,构建西安市公交、地铁及两者综合构成的复合网络的Space L模型,对比分析3类网络的统计特性,并从蓄意攻击和随机攻击两方面对3类网络的鲁棒性进行对比评价.结果表明:3类网络均不属于小世界网络,网络效率较低;地铁网的度近似服从泊松分布,公交网和复合网络的度服从幂律分布;地铁网的度和介数具有较强的正相关性,公交网则基本没有相关性,复合网络具有较弱的相关性;3类网络对随机攻击具有较好的鲁棒性,对蓄意攻击表现出较大的脆弱性.     

灰色信息攻击下相依网络的鲁棒性

研究了双层相依网络在灰色信息攻击下的鲁棒性,讨论了在该模型上的数据包传输问题,建立了一个由节点负荷过载而引发的级联失效动态模型.通过一个可调参数来控制攻击网络节点信息的精度,随机失效和蓄意攻击是该模型的两种极端情况.分别对不同类型网络和不同耦合方式情况下的双层相依网络鲁棒性进行了研究.仿真实验发现,降低攻击信息的精度能提高网络的鲁棒性,而且攻击信息的精度存在着临界现象.     

基于复杂网络的铁路-航空多层网络的鲁棒性研究

为提高我国交通系统运行的效率和稳定性,本文应用复杂网络理论,选取中国大陆(不包括港澳台)的地级市铁路和航空数据(截至2015年7月)为研究对象,构建了中国铁路-航空多层网络。对铁路-航空多层网络的拓扑性质和鲁棒性进行了研究,选取平均路径长度和网络效率两项指标作为鲁棒性评价指标。研究结果表明,铁路-航空多层及其单层网络都具有小世界和无标度特性;铁路-航空多层网络在蓄意攻击方式下的鲁棒性较差,而在随机攻击方式下的鲁棒性较强;不管是在蓄意还是随机攻击的方式下,铁路-航空多层网络的鲁棒性都要优于铁路层、航空层网络。     

一种对蓄意攻击具有鲁棒性的无标度网络

无标度网络具有对蓄意攻击脆弱性的特性,分析发现hub节点的存在是这一问题产生的根源.文章给出了通过对网络增长过程中加入随机边,促使hub节点作用退化的PBA模型.实验和分析表明该模型有效提高了对蓄意攻击的鲁棒性.     

全球航运网络鲁棒性和脆弱性研究

通过对全球航运网络节点度分布、度值相关性和节点度与介数相关性分析发现,度值大的节点优先与度值较大节点连接,度值大的节点介数也较大,因而度值较大的节点对网络影响程度较大.选择度值较大节点为优先攻击目标进行选择删除,随机生成节点序列作为出错目标进行随机删除,进而研究在出错和攻击情况下,全球航运网络聚集系数、平均距离、孤立节点比率和网络效率的变化情况.通过分析发现全球航运网络具有较好的鲁棒性,但网络较脆弱.     

聚类系数指标对复杂网络鲁棒性的影响分析

分析了采用度分布相同且聚类系数不同的三种类型网络(中性网络、同配网络和异配网络)在遇到随机故障或者蓄意攻击时,网络的初始聚类系数变化对网络鲁棒性的影响.实验分析表明,网络的初始聚类系数越大,网络在受到随机故障或蓄意攻击时网络中最大连通子图的直径和网络中最大连通子图的平均路径长度的起伏也就越大.初始聚类系数的变化在异配网中对网络鲁棒性的作用最明显,中性网次之,对同配网的鲁棒性不明显.     

基于有效距离的全球集装箱港口接近中心性研究

为探究港口的影响能力,构建了全球集装箱海运有向加权网络,在传统复杂网络中心性研究的基础上,融入有效距离的概念计算全球集装箱海运加权网络接近中心性,比较分析港口部分影响因素、拓扑结构和港口吞吐量与基于有效距离的接近中心性之间的关系.研究结果表明:代入有效距离概念计算接近中心性得到的结果更具有现实意义;使用该方法找出的中心港口具有地理、经济区位与软环境上的优势;吞吐量增量具有反映港口影响力的能力.通过有效距离中心性研究方法找出的关键港口可以作为网络中转枢纽,由此可缩短运输距离,减少成本,拉动外贸需求,进而带动周边港口及城市发展,形成区域化经济带.     

基于复杂网络理论的中国航路网络抗毁性分析

为有效评估航路点或航段失效对中国航路网络的影响,运用复杂网络理论建立的网络抗毁性测度方法,对中国航路网络模型的结构、运行特性及其抗毁性进行了实证分析.结合航路网络结构特性,以最大连通子图尺寸、聚集系数、整体效能下降率为测度指标,采用不同的攻击策略,对中国航路网络的抗毁性进行仿真分析:航路网络的抗毁性由少数航路点和航段维系的,无论节点攻击还是边攻击,网络总体表现出对随机攻击策略的鲁棒性及蓄意攻击的脆弱性,且边的抗毁性高于节点的抗毁性.其中,对网络模型连通性影响最大航路点是恩施、南充、天门等介数值较大的航路点;针对度及介数进行的蓄意攻击,攻击航路点数量达到6%时,就能使中国航空网络效率下降至50%左右;同时基于边介数策略攻击效果最好,表现出脆弱性.     

舰载机出动回收网络鲁棒性分析

为研究航母舰载机出动回收网络的鲁棒性,建立了舰载机出动回收网络模型.在分析随机故障和敌方攻击2种破坏形式下网络鲁棒性的基础上,针对航母实际特点,提出甲板板块理论,并对航母飞行甲板的功能和效率鲁棒性进行了综合研究.分析了舰岛和升降机数量对舰载机出动回收网络鲁棒性的影响.结果表明：舰载机出动回收网络对随机故障具有较好的鲁棒性,对敌方攻击的鲁棒性较差;舰岛对出动回收网络的功能鲁棒性作用很大,升降机和斜角甲板前段对效率鲁棒性有重要作用;双舰岛对功能鲁棒性改善明显,升降机数量超过3台对效率鲁棒性的改善有限.     

城市公交网络的鲁棒性分析模型

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交系统性能的重要指标,对其进行分析有助于更好地提出评价和优化措施.文中基于二分图模型,构建了城市公交系统的公交原始网络模型、公交站点网络模型和公交线路网络模型,定义了城市公交网络的拓扑结构鲁棒性指标,提出了针对大规模网络的鲁棒性分析的快速算法.最后以北京市公交系统为例,对3种公交网络模型在随机攻击和蓄意攻击下的鲁棒性进行了分析.结果表明:公交网络与随机网络相比,对于随机攻击方式的鲁棒性差别不大,但是对于按度数和按介数的攻击方式的鲁棒性要差于随机网络.     

基于复杂网络的海运航线网络连通性分析

为揭示海运航线网络的特征,评估港口失效对网络连通性的影响,基于复杂网络的相关理论,对海运航线网络的结构特征进行分析,并考察了港口在不同失效模式下网络连通性的变化.研究结果表明,海运航线网络同时具有较小的平均路径长度和较大的集聚系数,具有小世界效应,度分布与幂指数分布拟合程度较好而具有无标度特征;在节点随机失效下网络的抗毁性较强,而在选择失效下,网络的连通性较差;少数枢纽港口对海运航线网络的连通性起着关键的作用,应当切实保障这类港口的正常、高效运行,同时需加强枢纽港口与普通港口之间的连接,完善网络结构.     

城市轨道交通客流加权复杂网络分析

本文以上海轨道交通网络为例,使用复杂网络理论构建拓扑网络并以断面客流为权重分析了节点强度、加权最短路径等指标及其分布规律,定量计算各个站点对于蓄意攻击的脆弱性,以鉴定对网络连通度影响最大的关键站点.仿真结果表明,上海轨道交通网络节点强度服从幂律分布,网络加权平均最短路径长度较大,连通性有待提高.面对蓄意攻击时,上海火车站、曹杨路和镇坪路作为关键节点对网络效率和网络最大连通子图的影响都较大,应在运营中加强保护.     

基于分布式流的复杂网络上边级联失效

考虑现实网络中流的分布式传输方式和边的负载-容量关系,提出了一个带有可调权重参数的边级联失效模型.依据新的度量网络鲁棒性指标,探讨了两种典型复杂网络由蓄意边攻击而引发的级联失效行为.仿真结果表明,存在最优参数值使得网络达到最强抵制边级联失效的鲁棒性,能够显著降低灾害动力学发生的可能性.而且,网络的拓扑结构和平均度均对网络鲁棒性产生了影响。     

基于海运网络的区域关系研究

在"一带一路"战略实施的背景下,为了解全球集装箱运输网络中区域之间的关系及各区域在海运网络中的枢纽作用对全球物流行业发展的影响,以复杂网络为理论基础,以国家为单位将全球海运网络划分为155个区域,使用网络平均度、网络密度和中介中心性分析评价全球海运网络中各区域内部及各区域之间的海运网络结构,提出紧密指数作为评价区域之间联系紧密程度的指标之一。计算显示,全球海运网络具有无标度特性,可以将其抽象为复杂网络来分析;区域的中介中心性和紧密指数存在正相关关系;仅有8%的区域对整个海运网络的连通性带来显著影响。研究结果表明,国家港口数量在1~5之间的占国家总数量的85.34%;区域内部港口数量会直接影响该区域在海运网络中的参与度;在全球海运网络中发挥枢纽作用的区域有83.3%分布于欧洲和亚洲。     

突发事件条件下旅客列车流网络脆弱性分析

为了对全路旅客列车开行方案的高效性及可靠性进行研究,基于全国铁路旅客列车开行方案构建旅客列车流网络,建立了列车流复杂网络节点与边的容量-负荷混合动态模型以分析其脆弱性. 运用计算机仿真的方法,分别模拟蓄意攻击与随机故障条件下旅客列车流网网络效率,结果表明我国铁路旅客列车流网络在蓄意攻击条件下脆弱性明显,而对于随机故障具有较强的抵抗性.     

城市公交网络鲁棒性分析模型研究

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交系统性能的重要指标,对其分析将有助于更好地提出评价和优化措施。本文基于二分图模型,构建了城市公交系统的公交原始网络模型、公交站点网络模型和公交线路网络模型,定义了城市公交网络的拓扑结构鲁棒性指标,提出了针对大规模网络的鲁棒性分析的快速算法。最后以北京市公交系统为例,对三种公交网络模型在随机攻击和蓄意攻击下的鲁棒性进行了分析。