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.     

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.     

BA网络的一个等价演化模型

ER随机网络和BA网络对网络科学的发展起着十分重要的作用，在网络研究中ER网络与其等价模型可以替代使用。本文提出了BA网络的一个等价的演化模型，并解析计算和模拟了模型的节点度分布、集聚系数和平均路径长度，其演化成的结构特性与BA网络相同。在本模型的演化过程中，不需要拥有网络节点度的完全信息，没有择优连接过程，大大缩短了网络生成时间。因此，研究BA网络的性质和动力学时，可以将本模型替换BA网络。     

无标度二元网模型

由两类不同主体构成的复杂系统,若同类主体间、异类主体间都存在着相互作用关系,则该系统可以用二元网来抽象描述.无标度二元网的网络整体度分布及两类节点各自的度分布都服从幂律分布.通过构建无标度二元网模型,尝试解释无标度二元网的形成机制.研究无标度二元网的拓扑结构性质发现,模型的不同类节点规模比参数及连接概率参数对网络的平均最短路径和群聚系数有着重要影响.无标度二元网模型的最短路径长度较小,其幂指数变化范围在2.5到3.5之间.     

具有高簇系数的权重演化无标度网络模型

提出了一个演化的权重无标度网络模型.在传统的加权网络模型的强度优先连接机制基础上,考虑了网络按照模块结构和三角结构进行演化的特性.研究了模块结构和三角结构的演化机制对无标度模型结构特性的影响.仿真结果表明该权重网络的度、强度和权值都服从幂率分布,网络的平均强度与度之间具有高相关特性,网络的平均簇系数与度的函数关系服从幂率分布,模块结构和三角结构的演化机制能够显著提高网络的簇系数.     

基于资源有限模型的无标度网络动态抗毁性优化

为有效防止复杂网络的级联失效,对复杂网络的容量分配策略进行研究。构建了资源有限的级联失效模型,假设网络总容量不变、容许参数可变,该模型可用于比较多种容量分配策略的有效性。在此基础上,提出了4种典型的容量分配策略。针对移去介数最大节点的攻击方式,在无标度网络上进行了仿真。仿真结果表明,负荷偏好容量分配策略是最有效的容量分配策略,网络节点的重要度与节点介数大小强相关,而与节点的度弱相关。通过优化负荷偏好容量分配策略的偏好指数,提高了复杂网络的动态抗毁性。     

多种攻击策略下无标度网络修复策略

为了更有效地对遭受攻击的复杂网络进行修复,需要寻求各种攻击策略下最有效的修复策略。分析了复杂网络的三种攻击策略：随机失效、故意攻击和不完全信息下的攻击。建立了复杂网络的修复模型,在此基础上定义了三种修复策略：平均修复策略、重点修复策略和偏好修复策略。以无标度网络(BA模型)为例,运用仿真方法研究了三种修复策略在不同攻击策略下的适用性,给出了各种攻击策略下最有效的修复策略。     

内部演化的BA无标度网络模型

在BA(Barabási-A lbert)无标度网络模型的基础上,考虑网络节点增长的同时,网络已有节点连线也在增加。在这个BA网络改进模型中,引入了两个主要参数q1,q2,通过理论分析,导出了这个内部演化的增长网络的度分布,发现它仍然具有无标度网络的一般性质,BA无标度网络是它的一种特殊情形。数值仿真验证了理论分析的正确性。这个改进模型比BA网络模型具有更广泛的实际背景,利用它可以更真实地模拟与刻画现实中许多复杂网络的演化及其特征。     

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.     

层级树结构中的无标度行为

通过构建层级树的生长模型发现，尽管新部门的添加是随机且等概率的，但由于层级树自身的结构特性使节点累计度的增加具有了择优机制。理论分析和数值模拟证实，在管理幅度恒定时，节点累计度为kcum的概率P（kcum）与累计度之间的关系近似服从幂律分布：P（kcum）=m2kcum-2／（m-1）（kcum〉〉2）。这说明对累计度分布而言，产生无标度行为的演化模型无需同时具备增长和择优两个条件，层级树的结构特点会使累计度的变化形成“富者愈富”的择优机制。这一结果使我们对层级树结构的性质有了新的认识，对用Cayley树及其近似结构描述的实际应用无疑具有重要意义。     

一个小型科研合作复杂网络及其分析

对1998年1月至2004年6月问发表于《物理学报》和《Chinese Physics》上，混沌科学方面的科学研究论文作者合作研究所形成的小型网络进行了初步研究。数据分析表明：该领域内相关科学研究工作者之间形成的科研合作关系网络，也具有类似许多大型合作关系网络数据库所具有的无尺度网络特性；对该非连通合作网络内部的较大连通组群的聚类特性、小世界特征等相关性质进行了初步比较研究，发现了该网络的一些相关特征。     

基于吸引因子的无尺度网络演化模型研究

BA模型与BA推广模型的研究者认为时间越长节点的连接度越大,但真实系统中并不仅仅依赖时间的长短,因此提出一种吸引因子存在的无尺度网络演化模型.此模型中节点的度数变化与吸引因子有关,用计算机编程方法具体模拟了模型的生成过程,并得出同等网络规模下,吸引因子模型与BA模型的度分布.仿真结果表明,吸引因子影响下节点的度分布呈现幂律指数形式,近似于BA模型,仿真分析验证了理论的正确性.     

网络结构熵及其在非标度网络中的应用

为了定量地刻画复杂网络的非标度性,提出了节点重要度、网络结构熵、标准网络结构熵的概念,阐述了网络结构熵与连接度分布的关系.以世界贸易网为实例,比较了随机网络与非标度网络的网络结构熵.最后指出网络结构熵将是研究复杂网络的一个重要工具.     

复杂网络理论及其在航空网络中的应用

复杂网络理论是对复杂系统的高度抽象，它突出强调了系统的拓扑特征，其中许多性质如小世界性质、无标度性质等等已经得到了广泛的研究。本文从复杂网络的统计特性、结构模型以及在航空网络中的应用3个层次系统回顾了复杂网络的基本理论和应用现状，期望对航空网络规划问题的研究起到一定的借鉴作用。     

点权有限的加权网络演化模型

在BBV(Barrat-Barthélemy-Vespignani)模型的基础上加入节点强度有限限制,即节点强度不允许超过某一定值S,构造了节点强度有限的加权网络演化模型--LBBV模型.理论分析与仿真试验表明,对于3节点的全耦合网络,当S《2mw0时,网络经有限步后演化结束,其结构为同质网络;当S≥2mw0时,LBBV模型的节点强度分布与网络的度分布都呈现幂律分布,并且幂律指数与BBV模型的幂律指数一致,只是相比BBV模型平移了某一常数;当S→∞时,LBBV模型退化为BBV模型.同时通过数值仿真还得到了在不同的S值下、不同规模网络演化后的节点强度分布与度分布都表现出幂律特征,而且幂律指数不随S变化.     

基于复杂网络的指挥信息系统拓扑模型研究

面对指挥信息系统日益呈现出的复杂性和网络化结构特点,提出基于复杂网络的研究思路,通过将三维立体结构映射到二维平面连接的方式,构建出指挥信息系统拓扑模型.然后通过实体数值分析的方法,验证了小世界和无尺度特性的存在,并展望了其网络化特征的应用前景,为将复杂网络成果运用到未来系统建设中去提供了积极的理论启示和参考价值.     

无标度网络及其系统科学意义

简述了无标度网络的发现及其特性,阐述了无标度网络对于系统科学研究的意义,提出:以无标度网络研究为切入点,深入开展系统结构的研究.     

复杂网络研究与复杂现象

复杂网络研究为探讨复杂系统的性质提供了一个新的视角。简述了复杂网络的基本概念，对网络的结构与功能作了概略的介绍，包括小世界网和无标度网的结构特点。通过对小世界网络中小世界特征的度量，讨论了复杂网络对复杂系统研究的启示，并对生物进化过程中生物的复杂性增加在蛋白质相互作用网络中的体现做了尝试性的说明，以此为基础，对随机性与规则性之间可能产生的复杂现象进行了初步讨论。