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。     

基于社团划分的复杂网络级联抗毁攻击策略

为研究在社团划分基础上复杂网络的级联抗毁攻击策略,采用节点及其邻居节点介数定义初始负荷,这种定义方式综合考虑了节点的信息,采用局部择优分配策略处理故障节点负荷,研究了网络耦合强度,WS(Watts-Strogatz)小世界网络、BA(Barabási-Albert)无标度网络、ER(Erds-Rényi)随机网络、局域世界(WL)网络在社团划分攻击策略下抗毁性,以及不同攻击策略下具有重叠和非重叠社团结构网络的抗毁性。仿真结果表明,网络的耦合强度与抗毁性成负相关;不同类型网络在快速分裂算法识别社团前提下,攻击介数最大节点时网络抗毁性最弱;具有重叠社团结构的网络在集团渗流算法（CPM）识别后,采用攻击重叠部分介数最大节点的策略时网络抗毁性最弱。结论表明采用社团划分的攻击策略可以最大规模破坏网络。     

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。     

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。     

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。     

一种基于聚集系数的局部社团划分算法

社团划分算法是复杂网络研究中的一个热点问题.传统的复杂网络社团划分算法都必须获得全局网络的信息.随着网络规模不断增大,获得全局信息的难度随之增加;而在很多情况下只关心网络中某节点所在的局部社团.为了准确、快速地找到大规模复杂网络中的局部社团,提出了一种基于节点聚集系数性质的局部社团划分算法.该算法根据节点的连接频度,利用节点聚集系数的性质,从网络中某一待求节点开始,通过搜索邻居节点,划分该节点的社团结构.该算法只需要了解与待求节点相关的局部网络信息,在解决局部社团划分问题时其时间复杂度比传统的社团划分算法低.同时,该算法也可以应用于复杂网络全局社团结构的划分.利用该算法分别对Zachary空手道俱乐部网络和由Java开发工具包构成的软件网络图进行社团划分实验,并且分别对实验结果与对象网络的具体特征进行了对比分析.     

局域世界删除演化网络模型

针对局域世界网络演化模型对于真实网络的描述过于简化的现象,提出局域世界删除演化网络模型。在网络的演化过程中既考虑了增加节点适应度对网络结构的影响,又对节点的删除和边的删除进行了探讨。研究表明增加节点的适应度可以使新节点加入时对已有网络节点的选择不只与已有网络节点的度有关;无论是删除节点还是删除边都会增加网络中度为1及度为2节点的比例,增加网络的平均路径长度,减小网络的聚类系数;随着局域世界的增大,kmax及网络的聚类系数都会增加。因此增大局域世界能够补偿删除所带来的影响。     

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。     

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。     

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。     

一种基于局域世界的可调簇系数网络演化模型*

网络拓扑的结构是网络协议和网络算法设计的基石,合理的网络拓扑模型无疑可以指导协议的设计及优化。研究了现实网络的拓扑特性,引入局域世界的概念,建立了一种基于局域世界的可调簇系数网络演化模型（LWTC）。该模型全面考虑了局域内以及局域外部加点、偏好链接以及链接随机消亡等诸多因素,并引入三角形形成机制调节模型的簇系数。通过MATLAB和C++对模型进行仿真分析发现,该模型动态模拟了网络的演化过程,其度分布不仅与理论推导值符合,簇系数也优于局域世界演化模型,并且通过合理调节参数可以改变模型的簇系数,较好地刻画了现     

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．     

基于组增长的小世界Scale-free网络模型

小世界和Scale-free是很多大规模复杂网络的重要特征,建立体现这些特征的网络模型是研究网络结构和行为的重要基础。针对现有模型不能全面地反映实际网络所具有的特征属性,提出了基于组增长的小世界Scale—free网络模型。该模型在小世界和Scale—free模型的基础上,结合了节点的本地强连接性、新增连接的度相关性和网络动态的增长方式,把小世界和Scale-free联系了起来。仿真结果表明,该模型生成的网络图同时具有小世界和Scale—free特征。     

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。     

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。     

局域世界复杂网络中的病毒传播及其免疫控制

许多实际复杂网络具有局域世界特性,为此研究病毒在局域世界复杂演化网络中的传播现象．考察了在局域世界演化网络中,初始感染节点选择对传播行为的影响,传播临界值与局域世界之间的关系,并比较了随机免疫和目标免疫两种策略对局域世界复杂网络的有效性．