基于复杂网络的城市公共交通网络研究

将北京、上海和杭州3个大城市的公共交通网络(常规公交和快速公交)抽象成复杂网络,结合网络图论思想,把公交站点作为节点,站点间的连线作为边,在大量统计数据的基础上,通过Space L和Space P方法研究3大城市的复杂网络特性。统计分析表明,3个城市的公交网络均具有较小的平均路径长度,即典型的小世界特性。其节点的度分布,在Space L方法的描述下具有无标度特性,在Space P方法的描述下具有指数分布特性。通过对Space L和Space P两种描述方法的比较,可以发现对于同样的公交网络,Space P方法描述的网络具有更大的聚类系数和更小的平均路径长度,即具有更强的小世界效应。     

二部图在用户-网站中的实证研究

通过分析用户浏览网站的访问日志,建立用户-网站的二部图。其次分别通过对用户和网站进行投影,构建出用户网和网站网。然后通过计算节点间的相似度来确定边的权值。最后计算了用户网和网站网进行了度分布、平均最短路径、平均群聚系数、点强度等拓扑参数以及时间间隔分布等人类动力学特性。证实了该网络是无标度网络,且具有"小世界"效应特性。     

济南市公共交通网络的拓扑特性研究

采用复杂网络的研究方法,运用图论及相应的网络分析工具对济南市公交站点网络和公交换乘网络进行了实证研究.对网络静态几何量进行了统计,并以此为依据分析了公交网络的拓扑结构特性,揭示了公交网络的复杂性及其演化机理.研究结果表明,两种公交网络的拓扑结构模型都具有无标度网络特性.其中公交换乘网络还具有小世界特性.此项研究结果对于优化公交线路,解决交通问题等提出了一些建议.     

贵阳公共交通网络复杂性分析

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的网络,公交网络构成了一个典型的复杂网络.本文以贵阳市的公共汽车交通系统中的停靠站点网络为研究对象,对其进行了复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等指标.结果表明,贵阳市公共交通网络的度分布符合幂率分布,并且具有较小的平均路径长度和较高的聚集系数.从而证实贵阳市公交网络的小世界特性和无标度特性.     

图书漂流网络模型实证研究

通过收集整理图书漂流(bookcrossing)网站一个月内的图书漂流信息,建立图书与用户的数据库模型,并且构建两者间关系的二分图.从复杂网络的角度分析计算该网络的相关参数,如度分布、聚集系数、平均最短路径、节点项目度、项目大小、点强度及节点兴趣度,得到的图书漂流网络模型同时具有无标度特性和小世界网络的特性.     

基于Agent动态加权二部无标度网络的异性HIV传播与政策调控模型

HIV的传播是个体的行为、疾病的干预措施和个体之间的社会网络协同演化的结果。提出了基于agent的动态加权二部无标度网络方法的异性HIV传播和干预仿真模型。二部网络中的女性人群根据高危行为不同分为普通人群和女性性工作者(Female Sex Workers,FSW),男性人群根据高危行为不同分为普通人群和女性性工作者客户(Clients of female sex worker,CSW)。给出了利用配置模型快速生成指数可调的异性二部无标度网络的生成算法,其根据异性二部网络中单位时间内性行为次数的分配算法确定二部网络中边的权值,构成二部加权无标度网络。网络中的伙伴关系有固定关系、偶然关系型和临时关系,二部网络中的边可随边的维持时间的结束而断开和重连,网络具有动态特性。个体/agent模型描述了个体高危行为、病程、个体社会结构与干预措施之间的相互影响关系。仿真实验分析了个体高危行为是否采用安全措施、是否参加自愿咨询检测和是否参加抗病毒治疗等干预措施对疾病传播的影响。     

基于自适应同步的二部图复杂动力网络的权值识别

本文给出了二部图复杂动力网络的数学模型及其权值识别方法. 运用自适应反馈控制技术, 通过构造驱动―响应结构的同步网络,设计了网络权值识别控制器. 应用Lyapunov稳定性理论及LaSalle不变集原理从理论上证明了结论, 并通过数值仿真算例验证了所给方法的有效性.     

基于二部图模型的公交网络路径搜索算法

采用二部图模型描述公交网络,将公交站点和公交线路抽象为二部图中的两类顶点,用参照距离值度量站点间出行路径的长度。考虑换乘因素和距离因素对公交出行者路径选择行为的共同影响,在Dijkstra算法基础上,设计了公交网络最优路径搜索算法。引入迭代惩罚函数,将其进一步扩展为多路径搜索算法。通过算例验证了算法的有效性。     

基于复杂网络的舰艇编队协同反导作战模型研究

现代战争已进入网络化作战时代,利用小世界网络具有较小的最短路径和较大的聚类系数,BA无标度网络的择优连接特性,提出传感器之间采用NW小世界网络连接,决策器之间采用BA无标度网络连接,建立了舰艇编队协同反导作战网络模型,应用复杂网络的若干特征参数对作战网络效能进行了仿真分析。通过仿真结果的对比,表明在网络中心战条件下,提出的舰艇编队协同反导作战网络实现了战场信息互通和共享,能够大大提高舰艇编队的作战效能。     

一种具有等级结构的无标度网络模型

无标度网络的发现,使人类对于复杂网络的认识进入了一个新的天地.为了更好地描述真实网络的主要拓扑特性,主要研究复杂网络的演化机制,提出了一种通过边的迭代方式生成一种等级网络模型的方法.在此模型的基础上对网络的统计特性进行了理论推导,并通过计算机编程仿真了它的统计特性.理论计算和数值仿真结果可知,迭代生成的网络具有等级结构,度分布服从幂律分布,幂指数在2到3之间可调,平均路径长度以网络规模呈对数形式增长和较大的聚类系数.从而有效地论证了具有等级结构的网络模型很好地符合实际网络,说明实际网络的无标度和高聚类是等级网络自组织的结果.     

基于通信量权值二分图分配算法的列车通信网络研究

针对列车通信网络的网络性能直接受到网络拓扑结构的影响,提出一种基于设备间的通信量权值的二分图分配算法,解决网络拓扑中设备到交换机的分配问题。首先,根据列车通信网络中各设备间的实际通信情况,建立列车交换式以太网模型,得出设备间的通信量权值;然后,利用通信量权值的二分图分配算法完成设备到交换机的分配,构建新的交换式列车网络拓扑结构。通过OPNET建模仿真对该结构的网络性能进行分析,结果表明,优化后的列车通信网络拓扑结构比未优化的拓扑结构,在网络时延、链路利用率和吞吐量等网络性方面能均有很大的提升,可为列车通信网络拓扑结构优化研究提供理论参考。     

基于混合用户模型的二分图推荐算法

用二分图来实现个性化推荐的算法越来越受到研究者的注意。文中提出混合用户模型下的二分图推荐算法（MNBI）,针对二分图推荐算法中存在的用户多、项目少时命中效率低的情况用混合用户模型进行改进,同时对于推荐中加权的二分图边的权值用用户集的总体的加权和进行改进。该算法基本思想就是在用户很多的情况下,用混合用户模型对用户首先进行一个预处理生成一定数量的用户集,然后用用户集和项目构成用户集-项目的二分图。通过在Movielens数据集中进行测试的实验结果表明,相比NBI算法,MNBI算法推荐的命中效率有一定的提高,同时对于推荐多样性有所提高,并且在数据冷启动情况下效果较好。     

一种基于有向二分图模型和贝叶斯网络的入侵检测方法

针对入侵检测中存在的非确定性推理问题,文章提出一种基于二分图模型和贝叶斯网络的入侵检测方法,该方法利用二分有向图模型表示入侵和相关特征属性之间的因果拓扑关系,利用训练数据中获取模型的概率参数,最后使用最大可能解释对转化后的推理问题进行推理,并通过限定入侵同时发生的数目来提高检测效率。实验表明,该方法具有较高的检测率和很好的鲁棒性。     

基于赋权二部图的记录簇匹配模型及其算法

通过一组成员记录表示实体时,相似记录匹配问题被扩展为记录簇匹配问题。提出2种记录簇匹配模式,应用赋权二部图理论建立记录簇匹配数学模型,设计记录簇上下界匹配算法。快速推导出记录簇匹配阈值的上下界,以减少记录簇子记录最大权的匹配次数。实验结果证明该算法能提高记录簇匹配精度和计算效率。     

基于二部图模型的大本体分块与映射方法

针对当前大本体分块与映射方法中的块边界信息丢失严重、块间匹配计算复杂等问题,提出一种基于二部图模型的大本体分块与映射方法。根据本体概念相似度在2个本体间建立带权二部图模型,对该二部图进行分割,实现本体的关联分块,在子图中求解得到二部图的最佳匹配,并通过映射修正获得块内实体映射。实验结果表明,该方法的分块质量与映射效率均较优。     

流向图回溯法及传输网络From-To解算方法和技术研究

针对传输网络中流体“从哪里来,到哪里去”的确定问题,基于图回溯法,提出了一种基于流向图的传输网络From-To解算方法.根据传输网络中的驱动点、管道、闸阀和出口各属性状态,将整个网络转化为初始流向图拓扑结构,根据图回溯原理,逐步累积计算管道中流体的来源和去向,直到全部管道回溯结束,得出最终流向图.在此基础上,研发了基于Observer设计模式的“From-To解算”通用组件接口,并被应用于某大型煤矿的复杂排水管网的计算机仿真平台中,应用效果较好.     

基于Space-P复杂网络模型的城市公交网络特性分析

针对城市公交网络中换乘网络的整体性能分析问题,提出一种基于复杂网络理论的分析方法。首先,基于图论思想,将公交网络建模成由Space-P方法表示的公交换乘网络拓扑模型;然后,统计分析了公交换乘网络的度分布、平均最短路径长度、聚类系数、紧密中心性和介数中心性等特性。以北京市的公交网络为例进行了相关分析,从宏观角度说明北京公交网络具有小世界网络特点,市民出行需要换乘的概率较大,但换乘较为便捷;同时,给出了相关站点的具体地理信息,为公交规划部门优化公交网络提供了参考。     

基于拓扑特征的二分网络社团结构划分

目前社团结构划分算法只能划分1类节点并且依赖于额外参数。为此,在分析二分网络社团拓扑特征的基础上,利用社团核与外层的思想,提出一种新的社团结构划分算法。该算法完全依赖于原始网络本身的拓扑结构,并且允许社团间重叠。实验结果表明,该算法无需任何额外参数,即可比较准确地识别实际网络的社团个数,同时划分2类节点的社团结构。