电子邮件病毒传播的元胞自动机建模与分析*

为研究电子邮件病毒在有向无标度网络上的传播行为,基于元胞自动机理论,提出一个电子邮件病毒传播的元胞自动机模型。在该模型下,仿真分析多种因素对电子邮件病毒传播行为的影响,结果表明：在给定的有向无标度网络中,病毒传播速度和传播规模随着电子邮件病毒附件打开概率增加而增大,网络的有向性增加病毒传播规模对于免疫概率的敏感性,病毒传播演化主要与节点入度相关。研究还表明,病毒先感染入度大的节点,后感染入度小的节点,而节点感染病毒先后顺序与节点出度没有明显关系。     

基于元胞自动机的小世界网络病毒传播研究

人际网络具有小世界特征,拥有高聚类系数、短平均路径等特点。为研究病毒在小世界网络中的传播动力学及全局预警下节点的自主抑制行为,本文基于元胞自动机理论,提出一种小世界网络上的元胞自动机病毒传播模型。结合云模型,模型中节点在病毒传播过程中拥有断开与重连的自适应性,拥有节点危害性认识能力,可参照全局预警,运用层次分析法,对高危节点主动避让。仿真结果表明,该模型可较好模拟病毒的实际传播,通过全局预警可促使节点对高危节点进行规避,以延缓病毒传播。     

适应网络病毒传播的SIS离散模型

为有效地模拟病毒在适应网络中的传播,分析了当前适应网络病毒传播研究的现状,结合适应网络中存在的节点动力学和网络动力学相互作用、相互反馈的机制,提出了一种基于计算机仿真技术的适应网络病毒传播的SIS(susceptibleinfected-susceptible)离散模型.通过对所建模型进行仿真和分析,实验结果表明,病毒在适应网络中传播具有双稳态性;由于节点规避病毒传播而改变网络连接的行为,使得网络的度分布发生变化,该行为对病毒在网络中的传播具有抑制作用.     

复杂网络上病毒传播的元胞自动机模拟

针对病毒在复杂网络拓扑结构中传播行为的多样性特点,运用元胞自动机模拟病毒传播过程,并采用"易染-感染-免疫"模型和"易染-感染-易染"模型构造元胞自动机模拟方法.实验结果表明,该自动机模型能较好地模拟复杂网络中病毒的传播过程.     

复杂网络上病毒传播的元胞自动机模拟

针对病毒在复杂网络拓扑结构中传播行为的多样性特点,运用元胞自动机模拟病毒传播过程,并采用“易染-感染-免疫”模型和“易染-感染-易染”模型构造元胞自动机模拟方法。实验结果表明,该自动机模型能较好地模拟复杂网络中病毒的传播过程。     

多局域世界复杂网络中的病毒传播研究

对多局域世界(MLW)演化模型的构造算法进行改进,以元胞自动机(CA)为工具,研究MLW复杂网络中的病毒传播特性。结果表明,CA能较好反映病毒传播过程中的概率事件和个体之间的交互行为,MLW复杂网络的传播临界值与传染率、病毒爆发率有关,初始感染源的选择对病毒的爆发有重要作用,病毒的传播和消亡速度与传染率以及攻击模式有关。     

基于元胞自动机的自适应网络断边重连策略研究*

为了有效控制自适应复杂网络中病毒的传播,本文对自适应网络的重连策略进行了系统的研究。基于先前研究中网络断边后,随机地或根据节点度、欧几里德距离进行重连的策略,提出了基于最短路径和节点度的重连策略。首先根据元胞自动机理论建立自适应复杂网络的病毒传播模型。在此基础上,分别在WS小世界网络和BA无标度网络中对Random-RE策略、Degree-RE策略、SP-RE策略、SP-Degree-RE策略和Degree-SP-RE策略进行比较分析。实验结果表明, SP-Degree策略能够有效破坏具有小世界特征网络的传输性和连通性,对其抑制病毒传播效果最好;而Degree-SP策略能够有效破坏无标度特征网络的传输性和连通性,对其抑制病毒传播效果最好。     

基于元胞自动机的网络蠕虫病毒传播仿真

针对模拟网络蠕虫病毒的传播,提出基于元胞自动机模型的网络蠕虫病毒传播的方法。将病毒的传播过程分为2个阶段,并分别对不同的阶段建模。经过仿真,可以获得不同状态的计算机系统的数量、蠕虫病毒的数量和病毒传播趋势等信息。结果表明,用元胞自动机模型仿真蠕虫病毒传播能够更清晰地反映出网络蠕虫病毒传播的趋势,与实际的蠕虫病毒传播符合较好。     

考虑交通流量的SIR-CA病毒传播模型

基于一维元胞自动机,考虑网络交通流量不均衡的特点,提出新的susceptible-infected-removed(SIR)病毒传播模型,研究病毒在复杂网络中的传播行为.研究表明,对于某些被治愈个体难以获得免疫能力的传染病,随着网络交通流量增大,病毒在网络中传播速度明显加快,并在更短的时间内达到稳定的更高的感染规模.研究还发现,对于某些被感染的个体一旦被治愈就立即获得了永久的免疫能力的传染病,增大网络通信流量可以加速病毒的消亡,提高网络中免疫节点的比例.     

一类基于元胞自动机的传染病模型的仿真

研究传染病优化控制建模,为了解决早期监测预警体系,考虑到传染病不能统一处理的各种影响因素,针对未能很好的体现疾病传播过程中人的行为特征的影响,从病毒在群体内传播行为的多样性特点出发,借助于网络病毒生长过程及拓扑结构,提出构造新的元胞自动机模型,对病毒在人群接触网络内的传播过程进行了仿真,并在此基础上研究了疫苗注射比率、病毒变异频率、个体反应时间对病毒传播的影响,同时针对病毒的传播特点提出了有效的防治策略.以甲型HIN1为实例,实验结果表明,元胞自动机模型能较好地仿真病毒的传播过程,在疾病预防和控制方面有较高的应用价值.     

MANETs节点移动异质性对病毒传播影响

为了研究MANETs节点移动异质性对病毒传播的影响,对节点移动模型进行刻画,并基于元胞自动机理论建立MANETs病毒传播模型。在维持相同期望值而方差相异的情况下,研究节点移动速度,移动持续时间,停留时间和转动角度异质性对MANETs病毒传播的影响。结果表明：减少网络中节点移动异质性,可以有效抑制MANETs病毒传播。     

复杂网络病毒传播元胞自动机模型及研究

为了研究免疫有效时间对复杂网络中病毒传播的影响,基于元胞自动机建立复杂网络不完全免疫的病毒传播模型,并分别在最近邻耦合网络、Erdos-Renyi随机网络、Watts-Strogatz小世界网络和Barabasi-Albert无标度网络中进行仿真研究。结果表明：节点免疫有效时间的增大,能够有效地遏制复杂网络病毒传播范围并增大病毒传播阈值。     

基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型研究

传统的元胞自动机模型采用统一的转换规则和相同的演化速率进行演化,忽略了地理现象演变的时空差异性：演化规律的空间异质性和演化速率的空间差异性。针对这一问题,提出了基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型,采用双约束空间聚类的方法对元胞空间进行分区,用分区转换规则替代统一转换规则可以体现地理现象演化规律的空间差异性;采用标准格网划分的方法求取异步元胞演化速率,用异步演化速率替代同步演化速率可以体现地理现象演化速率的空间差异性。以杭州市土地利用变化为例对基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型进行了实证研究,结果表明：与传统的元胞自动机模型相比,基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型具有较高的模拟精度,并且适用于较大区域较长时间段地理现象的动态变化模拟。基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型是地理元胞自动机研究的新视角,它将地理现象演变的空间异质性和时间差异性引入到地理元胞自动机模型中,使模型对地理过程的模拟更接近实际地理过程。然而,由于有关分区异步的元胞自动机模型还处于尝试性研究阶段,在元胞空间分区方法、双约束空间聚类算法中权重的确定方法、元胞演化速率的获取方法、元胞转换规则的获取方法、模拟精度评估以及分区异步元胞自动机模型在较大区域较长时间的地理现象模拟中的应用等方面有待进一步的研究与探讨。     

移动无线传感器网络中抑制病毒传播模型

为了更好地控制病毒在移动无线传感器网络中的传播,根据传染病学理论建立了改进的病毒传播的动力学模型。该模型不仅在网络中加入死亡节点,还增加了病毒节点在传播过程中的通信半径以及移动和停留两种状态。之后针对该模型建立微分方程组,并进行平衡点存在性和稳定性分析,得出病毒传播的控制和消亡条件,进而分析了节点通信半径、移动速度、密度、易感节点免疫率、感染节点病毒查杀率和节点死亡率等对移动无线传感器网络中病毒传播的影响。最后通过仿真实验表明,调整该模型中的参数可以有效地遏制病毒在移动无线传感器网络中的传播。     

改进的SIR计算机病毒传播模型

通过分析已有网络病毒模型的不足,结合现实情况,根据生物学中的传染病模型提出了一种改进的具有预先免疫措施的SIR计算机病毒传播模型,该模型充分考虑了网络中节点数量变化对病毒传播的影响。此外,利用微分方程理论分析了模型的动力学行为。数值模拟结果表明,提高预先免疫率和控制节点流动可以有效控制病毒在网络中的传播。     

基于改进的元胞自动机的网络舆情传播模型

本文针对网络舆情传播,结合元胞自动机理论,提出了一种三维元胞自动机模型。该模型能够更加准确地模拟网络舆情的传播动态,有效地解决舆情传播过程中遇到的问题。实验结果表明新的模型和算法简便、高效,基于三维元胞自动机建立的传播模型清晰的表达了网络舆情传播的过程。     

基于元胞自动机的交通流计算机模拟

元胞自动机是把复杂系统量化为简单的个体,在元胞自动机模型中.空间、时间都被离散化,每一个相互作用的单元仅为有限的状态.以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上交通流中运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟模型,标定了元胞长度和最大速度等参数,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维(单车道)交通流模拟模型;并利用C语言编程实现模拟.模拟结果符合实际交通流的特点.     

基于二维元胞自动机的网络模型*

针对一维元胞自动机网络模型的转发过程随机化,二维模型缺乏拥塞特性分析的缺陷,提出了一种基于二维元胞自动机的网络模型。根据TCP/IP拥塞控制协议设计了元胞更新规则,并设置不同的元胞队列长度以增强网络的异构性。利用该模型仿真得到了拥塞相态下的节点负载、节点处理延时具有白噪声特性和1/f噪声特性。通过该模型观测到局部网络与整个网络负载特性的关系,表明该二维元胞自动机网络模型具有可扩展性,适用于大规模网络的行为建模研究。     

考虑权值减少的局域世界网络模型上的病毒传播研究

深入分析了局域加权网络的演化机制,建立了一个新的局域世界加权网络模型。对网络结构变化对病毒在网络上的传播行为进行了研究,发现网络中病毒传播行为和网络拓扑结构的参数变化存在密切关系。     

基于模糊元胞自动机的网络舆情传播模型研究

考虑到信息在传递过程中普遍存在模糊性的特点,结合经典元胞自动机理论和模糊推理算法,设计网络舆情传播的元胞自动机结构,定义环境适应度k和偏好度h 2个输入变量,建立网络舆情传播的模糊元胞自动机模型。对网络舆情传播中个体观点的演化过程进行Matlab仿真与分析,结果表明,在经过交流与讨论(对应于元胞进行足够多次数的迭代和演化)后,群体的观点和意见会出现归一的现象,归一不是归于处在2个极端的赞成或反对,而是向中间聚拢,最后形成一个折中的意见。该模型可以更好地描述网络舆情的实际传播过程。