18 非线性复杂网络研究的若干进展

本报告简介国家自然科学基金关于复杂网络重点项目（No．70431002）“非线性网络的动力学复杂性研究”近1年来各课题研究的进展概况。该项目由中国原子能科学研究院（CIAE）、上海交通大学（SJTU）和北京师范大学（BNU）组成，由方锦清主持，研究期限为2005-2008年。2005年是项目开局第1年，各课题组按照研究计划，积极推进研究工作。目前整个项目的主要进展表现在：在国内外刊物上迄今已发表SCI收录论文28篇，已被接受发表的SCI收录论文20篇.     

连续时间混沌系统控制与同步的状态反馈方法

将连续时间混沌系统的控制与同步问题统一处理,在系统的非线性是Lipschitz非线性的条件下,基于Lyapunov稳定性理论,提出一种实现连续时间混沌系统控制与同步的状态反馈方法。无论驱动系统处于何种状态,该方法都可使响应系统按照驱动系统给定的轨道演化。该方法对系统参数不匹配及噪声干扰具有一定的鲁棒性。数值仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

连续混沌系统自适应同步控制器设计

本文设计了一种能实现连续时间混沌系统同步的自适应连续控制器．无论驱动系统 处于何种状态,在自适应连续控制器的控制下都可使响应系统按照驱动系统给定的轨道演化 ．该自适应连续控制器对系统参数不匹配及噪声干扰具有一定的鲁棒性．最后以蔡氏电路混 沌系统为例进行的数值仿真说明了本文提出方法的有效性．     

RED的网络性能研究*

在很多网络中, 支持新的拥塞避免机制( 如RED 和ECN) 的节点将会和支持传统丢尾缓存( Drop-Tail) 的节点共存。研究含有两个拥塞节点的混杂网络中TCP 流集的性能, 比较了几种控制算法的数据流公平性, 仿真结果显示采用Adaptive 算法并不能增加数据流的公平性; 仿真也显示混杂网络中单个RED 参数的设置情况会影响整个网络的性能, 具体可以从网络吞吐量、响应时间等判断。RED 的参数设置在双瓶颈情况下再次变得重要, 正如在单瓶颈的情况下一样。     

基于复杂网络理论的即时通讯病毒研究

通过仿真分析了即时通讯病毒的传播特性,其传播速度非常迅速,并且在无标度网络上比在其他网络拓扑结构下传播得更快。单独增强用户的安全意识只能减少病毒的感染范围,不能减缓病毒的传播速度。结合复杂网络理论提出了监控和防御即时通讯病毒的一条思路,引入杀毒软件的病毒库的概念,使即时通讯软件能对已知病毒免疫。根据病毒的传播特点和即时通讯网络的无标度特性分别提出了基于IM客户端的监控方案和基于服务器端的病毒监控方案。     

卡尔曼一致滤波算法综述

以应用传感器网络进行分布式估计为研究背景,对卡尔曼一致滤波问题进行综述.系统地介绍了各种卡尔曼一致滤波算法,其中包括几种典型的基础算法、自适应估计算法、优化算法以及带丢包、带牵制控制等滤波算法.最后,对卡尔曼一致滤波算法的进一步研究方向进行了展望.     

耦合系统中时空混沌的神经网络控制方法

以耦合映象链模型为例,利用神经网络的学习能力,提出了一种控制耦合系统的时空混沌行为的方法,并对控制方法的有效性作了理论分析和仿真研究。     

复杂网络的一种快速局部社团划分算法

为了快速准确地寻找大规模复杂网络的社团结构,文中基于节点度优先的思想,提出了一种新的寻找复杂网络中的局部社团结构的启发式算法.该算法的基本思想是从待求节点出发,基于节点的度有选择性的进行广度优先搜索,从而得到该节点所在的局部社团结构.由于该算法仅需要利用到节点的局部信息,因此时间复杂度很低,达到了线性的时间复杂度.将该算法应用于社会学中经典的Zachary网络,获得了满意的结果.最后,还分析了如何对该算法加以改进以进一步提高准确度.     

互联网的局域世界演化模型仿真研究

研究Internet拓扑有利于解决Internet上通信协议、病毒传播、拥塞控制等问题，针对不同的预测和改善Internet性能的目的，建立合适的拓扑模型是非常重要的。该文从复杂网络建模的角度出发，研究了自治系统层面Internet的拓扑特性，综合考虑了局域世界内的偏好连接、节点和链接的随机或优先消亡、节点间非线性优先连接、新节点所带来的外部链接及网络内新增的内部链接等诸多因素，提出了一个新的Internet局域世界演化模型ELWI。采用C＋＋和Matlab这两个工具来对Internet和所生成的ELWI拓扑进行研究，通过比较仿真结果发现，ELWI很好地刻画了自治系统层面Internet的无标度、小世界和局域世界等诸多特性及其演化行为。     

高维混沌系统的混合控制方法

将最短时间最优控制思想用于混沌轨道引导,通过可控域把混沌轨道引导和不稳定周期轨道的稳定化方法有机地结合起来,提出一种高维混沌系统的混合控制方法。利用该方法可实现高维混沌系统不稳定周期轨道之间的快速、有效切换。以双转子系统为例进行数字仿真,仿真结果表明了该算法的有效性。