动态供需复杂网络演化模型拓扑性质的研究

为了深入理解供需网络的演化规律,在研究了已有的复杂网络演化模型所刻画供需网络生长过程不足的基础上,提出了以ER网络模型表示初始网络,并在局域世界中选择新增节点的连接边,依据节点之间的网络路径值作为局域世界选取的原则,局域世界的规模可动态增长。在考虑网络生长的同时,也考虑到网络内部边的动态演化以及节点的退出问题,据此建立了供需复杂网络的有增有减的动态演化模型,并给出了生成模型的算法。仿真结果表明,该模型所生成的网络模型具有无标度特性、小世界性和高聚集性。     

动态复杂供需网络局域演化模型的研究

为了深入理解供需网络的演化规律,研究了已有的复杂网络演化模型刻画供需网络生长过程的不足,提出了以星型网络表示初始网络,在局域世界中选择新增节点的连接节点,局域世界的选取,采用了依据节点之间的网络路径值作为选取局域世界的原则,同时定义了局域世界的规模动态增长,从而建立了复杂供需网络的动态演化模型,并给出了生成模型的算法。该模型在考虑网络动态增长的同时,也考虑到网络内部边的动态演化以及节点的退出,这与现实情况相吻合,因此更细致、真实地刻画了供需网络的动态演化特性。仿真结果表明,该模型所生成的网络模型具有无标度特性和小世界性。     

有向加权网络的局域世界演化模型

现实世界中的很多网络既是连接间具有不同权值的加权网络又是连接间具有方向的网络。针对这一现实,在局域世界网络拓扑结构中同时引入有向性和权重。在局域世界演化模型基础上,建立了有向加权网络的局域演化模型（LWDW）,并提出了节点的出强度与入强度的概念。采用平均场理论导出这一模型节点的强度分布、出强度以及入强度的分布,同时分析了复杂网络的其他拓扑参量聚类系数和平均路径长度,并通过数值仿真实验验证了理论分析的正确性。     

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。     

一种混合网络演化模型

结合Barabasi和Albert无标度网络模型和局域世界演化网络模型，提出了一种介于两种模型之间的混合网络模型．网络作为系统拓扑结构的描述；节点表示系统元素，边则表示元素之间的相互作用．在该模型的增长过程中，每一个时间步进入网络的节点都基于各自的内在性质或外部条件，在局域世界或全局范围内与网络中已存在的节点择优连接，从而产生一种具有不同局部拓扑结构的网络．通过调整参数P可以在Barabasi和Albert无标度网络模型和局域世界演化网络模型之间自由变换．仿真表明，该模型在保持Barabasi和Albert无标度网络模型和局域世界演化网络模型对随机故障鲁棒性的同时改善了它们对蓄意攻击的脆弱性．     

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。     

基于位置吸引力的加权复杂供应链网络局域世界演化模型研究

在一般局域世界演化模型的基础上,文章使得企业节点的初始位置值呈现幂率分布,以体现节点企业的不同角色。受万有引力定律的启发,用位置值的大小和远近值来定义节点企业间位置吸引力的概念,并应用吸引力规则确定每一个新加入节点的局域世界。新节点与局域世界中的老节点之间采用节点度与节点强度的复合优先连接方式,弥补了优先连接仅仅依赖节点度值的缺陷,从而构建基于位置吸引力的加权复杂供应链网络局域世界演化模型。实验模拟了该复杂网络的生长、边的退出和节点的退出等动态演化过程,通过计算与统计整体度分布、平均路径长度和聚集系数等复杂供应链网络的重要参数发现:该复杂供应链网络的度分布呈现出一定的幂率分布形式,能够保证大多数节点的度较低和少数节点的度较高的重尾特征,同时具有较大的集聚系数和较小的平均路径长度的小世界特征。该研究工作为供应链企业在实践中构建供应链网络提供了理论依据,有助于更好地分析现实供应链网络的相关特性并识别重要节点以便对供应链网络进行保护。     

稀疏网络中SIRS病毒局域控制模型与仿真

根据计算机病毒迅速传播所造成的重大危害,为了研究局域控制策略对稀疏网络中病毒传播的影响,提出了一个带有局域控制的二维规则稀疏网络SIRS模型。运行系统状态随时间的演化最终会达到一个稳定状态。发现病毒传播效率、网络中被控制个体比例、网络中个体密度和免疫个体失去免疫能力的概率这四个要素决定系统中病毒的稳态感染比例。只有当传播效率大于一个临界值时,病毒才能在网络中持续传播。采用计算机仿真和动力系统稳定性分析,仿真结果表明局域控制策略对控制稀疏网络中SIRS病毒传播有很好的效果。     

基于局域世界演化的BBV模型研究

在BBV模型和局域世界模型的基础上,提出了一个具有局域世界演化的BBV模型,该模型考虑了局域世界内部加点,加边,局域世界内外加边以及局域世界内减边四步操作。根据理论分析,导出了该模型的节点权值分布。通过合理地设置参数,该模型能自组织演化成幂律指数在2～3范围内的无标度网络,这与现实中的许多复杂网络相吻合。数值仿真验证了理论分析的正确性。因此,该模型更具有一般性。     

边效益因素下复杂供应链网络局域演化机制

针对一般复杂网络演化模型中节点连接测度不能很好地描述复杂供应链网络特性的局限性,将节点企业间的合作所带来的边效益引入复杂供应链网络的演化模型中,采用节点度与边效益作为节点择优连接的综合测度指标,构建了复杂供应链网络的局域演化模型与算法。然后通过仿真,并与有关文献的复杂网络演化模型进行对比,分析了复杂供应链网络的增长性、边退化性与节点消失性,说明该模型具有高聚集系数、较低平均路径长度、无标度性、小世界特性,而且很好地解释了现实供应链网络在不同时期的演化机制问题,同时给出了经济学解释,这有助于更好地分析现实供应链网络的相关特性。     

加权局域网络上的病毒传播行为研究

病毒传播问题的研究一直是国际上科学家所关注的焦点,但是在加权局域网络中的病毒传播研究却是空白。由于实际存在的网络很大一部分是加权局域网络,因此研究了一种特定加权局域网络中的传播行为。采用病毒传播的SI模型,令病毒的传播速度和网络的连接权重正相关。对加权局域网络中病毒传播行为的研究表明:加权局域网络的无标度性质和加权局域世界性质对病毒的传播有深刻的影响。由于加权局域网络能够很好地反应实际世界,因此该研究具有很广的应用背景。     

基于新局域世界的BBV网络模型演化研究

在BBV加权无标度模型演化过程中,节点加入时选取的是整个网络,而实际复杂网络中只有小部分节点能够获得全局网络的信息,大部分节点只能获取局部网络的信息。针对该问题,提出一个新局域的BBV加权网络模型,将新局域世界模型引入BBV模型中。理论分析及仿真实验结果表明,该模型节点强度具有幂律分布的特性,且幂律指数可以通过参数的修改在区间[1,3]内进行调节。     

基于聚类效应节点吸引力的复杂网络模型

针对原始吸引模型及改进模型存在聚集系数小的缺陷,提出一种基于聚类效应节点吸引力的复杂网络模型CALW。该模型针对真实网络中择优连接的局域性特点,借鉴森林火灾传播的思想构造局域世界,将节点的吸引力定义为随时间变化的函数。数值模拟结果表明,CALW模型的度分布服从幂律分布,具有较高的网络聚集系数,且有保持高聚集性不变的特性。     

合作网络局域世界演化模型

根据合作网络中实际合作的局域性特性及项目度对网络的影响,提出一种合作网络局域世界演化模型(CoLW模型)。该模型以完全图为基础层次化构造局域世界,且以项目为基本单元进行网络规模的增长。CoLW模型的节点度服从幂律分布,具有较大的平均聚集系数且网络规模对其影响较小,接近真实合作网络。实验结果表明,CoLW模型可以较好地刻画真实合作网络的拓扑结构与统计特性。     

复杂网络模型及其在疫情传播和控制中的应用研究

复杂网络已成为一个热点研究问题,它在工程技术、社会、政治、医药、经济、管理等领域都有着广泛的应用。越来越多的科学家开始关注基于复杂网络拓扑结构的动力学研究。其中,关于疾病传播的研究是一个重要方面。分析和研究了小世界网络模型和I3A无标度网络模型两种经典的复杂网络模型,并模拟了传染病按照SIR传播模型在两种网络中的传播情况,讨论了其上的传播阂值以及随机免疫和目标免疫策略对传播阂值的影响。最后对H1N1病毒的传播情况进行了仿真模拟,包括H1N1病毒在自由传播和采取随机及目标免疫两种免疫策略时的传播情况。仿真结果表明,目标免疫策略可以有效抑制疾病的传播。     

一种基于社团结构的局域复杂网络模型

BA模型用增长和优先连接两个机制解释了复杂网络的基本特性幂律分布,局域世界模型通过注意到优先连接是限制性的而进行了进一步的发展,本文认为局域世界模型中局部集团中的节点事实上是有着密切关系的,因而在新节点加入时采用GNM算法进行社团分解产生局部集团,提出基于社团分解的局域复杂网络模型(CLW模型).我们进行的理论分析和实验模拟表明,CLW模型具有小的网络平均最短路径,同时它的平均聚类系数要远大于局域世界模型,更接近于真实的复杂网络.     

基于SIR模型的时间侵占行为传播动力学建模与仿真

针对时间侵占行为在复杂网络上的传播问题,基于基本SIR传染病模型,提出了一种考虑了自发感染率和外部组织环境因素的时间侵占行为传播模型,探讨了时间侵占行为在ER随机网络,NW小世界网络,WS小世界网络以及BA无标度网络上的传播,在此基础上,集中分析了无标度网络上时间侵占行为传播的影响因素。研究发现:1. 时间侵占行为的传播受压力和公平系数的影响,一定范围内,压力越小,员工发生时间侵占行为的概率越大,传播过程也越快;反之压力越大,发生时间侵占行为的概率越小,传播过程也相对较为缓慢。2.时间侵占行为的传播与传播概率和自发感染概率密切相关,初始节点的度越大,传播越快,反之传播越慢。