时序多层网络熵值结构洞节点重要性建模

分析动态多层复杂网络时空演化过程中的网络节点重要性序结构，提出时序多层网络熵值结构洞节点重要性辨识模型.分析时序网络节点局部信息熵的属性与节点全局K-shell信息集结偏好信息熵.依据复杂网络结构洞系数，提出节点熵值结构洞节点重要性辨识模型.时序化处理节点演化信息，提出节点重要性时序网络计算模型.通过SIR模型检验节点传播效率，开展实证网络仿真.本文的时序多层网络节点演化重要性排序结果与经典时序网络模型相比，Kendall值有了显著的提高.     

制造协作网演化模型的研究

制造协作网的基本组成元素是各种分布、自治、不确定的虚拟化的制造资源,其拓扑结构和行为可按需动态演变,以满足随需而变的需求。为研究其网络特征,建立了制造协作网演化模型。在模型中,将制造资源和任务抽象为网络节点,节点之间的连接表示资源与任务的合作关系,并且在网络演化过程中考虑了资源的能力限制。通过对演化网络的分析,发现制造协作网是一个复杂网络且具有无标度特性。为后续研究合作激励机制、网络稳定性等奠定了基础。     

生成因特网AS级拓扑局部视图的方法

为获得因特网的简洁视图,以研究其拓扑特征,提出了一种基于Route Views数据获取因特网全部或特定区域自治系统（AS：Autonomous System）级网络拓扑的方法GNTRD（Generating Network Topology via Route Views＇s Data）。该方法广泛使用散列技术,以提高算法效率,以三维图形方式显示AS级拓扑,并能统计分析AS节点／链路的数量和节点度数等参数。对比分析了GNTRD方法获得的中国日本美国3国的AS级拓扑。结果表明,GNTRD是一种能获得全球任意地区AS级网络拓扑的通用方法,采用三维图形方式能显示大规模拓扑图,且算法具有线性复杂性。     

基于加权优化树的WSN分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)是由大量具有感知和传输数据能力的传感器节点组成的自组织网络,被用来部署监测物理环境.针对无线传感器节点存储空间小、能量有限、路由不稳定、能耗不均衡等问题,提出一种改进的基于加权优化树的路由算法,将树型结构应用于分簇路由算法中.根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价,并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化,分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构.改进的算法降低了网络中数据传输的总代价.仿真实验结果表明:与传统的树结构和分簇路由算法相比较,结合了树型拓扑结构的分簇路由算法,在延长网络生存时间和平衡网络能耗方面更具有优势.     

工业设计决策网络构建及其动态演化仿真

针对工业设计过程多阶段方案决策的意见演化问题,融合复杂网络理论建立工业设计决策网络模型,通过意见动力学进行决策意见动态演化仿真.基于图论建立设计决策有权无向网络,以网络效率变化确定决策者权重,借助意见距离识别设计决策网络节点信任集合,利用加权平均意见驱动设计决策网络更新与演化. 提出工业设计决策网络的演化仿真流程,结合产品设计方案决策数据进行动态仿真分析,结果表明：信任阈值决定设计决策网络拓扑构成,随着网络演化的进行,决策个体间意见差异逐步缩小并最终达成共识;设计决策网络分析能够析出噪声节点及其意见变化,在实际产品设计决策中应重点关注;意见演化能够辅助确定工业设计方案决策轮次,明确方案在各指标上的表现并识别设计改进方向;仿真分析有助于发现设计决策中的关键因素和意见演化规律.     

基于OPNET的分级扭Torus结构的设计与实现

对互连网络中Torus拓扑结构的链路利用率低和负载不匀衡问题,本文提出了一种新的分级互连网络结构——RTTM网络拓扑结构。该拓扑结构分为N级,第1级由2m×2m个节点的Mesh拓扑结构构成,第2级到第N级由a×2a个节点的长方形扭Torus拓扑结构以递归方式连接而成。本文在OPNET的建模环境下分别完成了RTTM网络拓扑结构的两级建模,第一级由4×4个节点的Mesh拓扑结构构成,第二级由4×8个节点的扭Torus拓扑结构构成。仿真结果表明RTTM网络拓扑结构链路利用率高,端到端延迟小,吞吐量大。     

动态融合复杂网络节点重要度评估方法

为挖掘复杂网络中的关键节点及提高网络鲁棒性,针对有/无线多网融合的层级网络,提出了动态融合复杂网络模型及其节点重要度评估方法.结合动态融合复杂网络的特点,定义了边连通概率、路径连通概率、网络连通概率、融合节点比例、融合节点分布和融合路径比例等与网络动态性和融合性相关的参数.在单层复杂网络节点重要度评估指标的基础上,设计了融合网络节点度中心性、节点介数中心性和节点融合中心性指标.其中,融合节点的节点融合中心性表示融合节点对网络融合的贡献程度,非融合节点的节点融合中心性表示非融合节点对网络融合的辅助作用程度,主要体现在作为融合节点之间的中继节点.最后,综合考虑网络拓扑结构、动态融合特性等因素进行节点重要度评估.以改进的动态交织风筝网络为例进行仿真分析,结果表明该方法能够比较全面地刻画节点在动态融合复杂网络中的重要性.利用NS2搭建由光通信网和卫星通信网融合构成的仿真实验网络,进一步验证了在仿真网络环境中本方法的有效性.     

移动医疗机会网络中基于时间窗口的数据转发算法

移动医疗机会网络中存在不稳定的端到端的连接问题,该网络的数据转发是一个值得研究的重要问题.而现有的机会网络中的数据转发算法大多关注的是节点的静态属性,往往忽略了节点属性随时间变化而造成网络拓扑结构的改变.文章在分析了移动医疗机会网络中节点与相邻k跳邻居结构属性的基础上,提出了基于时间窗口的数据转发算法(DFTW).该算法的主要思想是通过比较在相邻时间窗口节点的转发属性来选择合适的中继节点,进而提高网络的转发性能.通过仿真实验,与Epidemic、Label、Greedytotal算法相比,DFTW算法在保证较高传递率的同时,可以明显降低网络开销.     

机会网络中节点相遇的时-空特征

节点相遇特征是构建机会网络节点运动模型、实现数据机会转发的基础,也是研究机会网络的动态拓扑演化规律,指导网络部署,特别是移动节点部署的重要依据.以4个实测数据集为对象,研究了基于节点度的节点相遇空间特征:节点度分布很不均衡;随着节点度的增加,任意相遇次数按照幂律递增,核心节点比孤僻节点对消息传输成功率的贡献更大;研究了基于任意相遇时间间隔的节点相遇时间特征:多数任意相遇时间间隔和相遇持续时间都很小,相遇持续时间较小的记录对消息传输成功率影响较大,而相遇持续时间达到一定值后,时间的增长对消息传输成功率的贡献可以忽略不计.这些时空特征对于构建机会数据传递方法,解决无网络覆盖或覆盖不佳区域的通信难题具有重要意义.     

复杂通风网络简化过程与原理研究

为研究复杂通风网络拓扑的快速自动简化,需要研究复杂通风网络拓扑的简化过程与原理.研究了复杂通风系统网络拓扑结构特征和复杂拓扑通风网络的相互转换过程与原理,提出了最简准等效拓扑通风网络、最简模糊拓扑通风网络等概念,获得了各种拓扑通风网络的相互转换原理与方法,进一步丰富和完善了复杂通风网络拓扑理论.结果表明:应用本成果分析和自动绘制三河尖煤矿通风网络图时效率提高了28.30%.     

一种基于h指数变体的软件网络节点重要性度量方法

新成员在参与软件项目开发和维护系统时,往往需要花费大量时间去理解系统的结构和功能,为了加速新成员对系统的理解,通常优先推荐他们关注一些系统中更重要的类。大量研究表明软件系统具有明显的复杂网络拓扑形态,可以将软件系统抽象为软件网络模型,通过网络节点重要性度量方法识别软件系统中更重要的类,辅助新成员快速掌握系统的核心结构和功能。目前,关于网络节点重要性度量的方法很多,大多数方法仅考虑邻居节点的度或边的权重。另外,h指数作为一种成功用于定量评估研究人员学术成就的指标也很少应用于软件网络中重要类的识别。作者以Ant、Jung和Maven项目为研究对象,构建对应的加权软件网络模型,结合节点的度和连边的权重信息提出H-NWD、A-NWD和G-NWD 3个h指数的变体指标来度量软件系统中类的重要性,并与已有的度中心性、介数中心性、接近度中心性、特征向量中心性、PageRank中心性5个常用的复杂网络中心性度量指标进行对比。实验结果表明,本文所提的H-NWD和G-NWD指标与已有的度量指标交集达到80%以上,能够很好地识别软件系统中重要类;在确定类的修改情况下,H-NWD指标与度中心性、特征向量中心性、PageRank中心性共同识别的重要类节点rank值更靠前,且被识别的其他类节点修改更频繁,相比于已有指标在识别关键类上更准确。     

基于拓扑有效连通路径的有向网络链路预测方法

链路预测旨在利用已有的网络拓扑信息来挖掘未知连边,具有较高的应用价值.大部分已有的基于拓扑结构的方法,关注节点对之间的路径数或者预测节点对的出入度,未有效挖掘节点对之间的连边长度和连边上节点的影响力对相似性的影响.针对此问题,该文提出了基于拓扑有效连通路径的链路预测方法,并分析了不同路径长度在节点度、半局部中心性和H-...     

Internet拓扑结构的静态概率模型研究

近年来，许多学者对Internet的拓扑结构进行了研究，发现了幂律(Power-Law)规律，然而这些研究基本上针对的是Internet拓扑的局部性质。该文从Internet拓扑的一个参数(度秩指数)出发，定义了Internet拓扑结构的一个静态概率模型。利用静态概率模型，对文中所提出的Internet拓扑中具有整体意义的两个重要性质(连接率和吸引率)进行了深入研究。通过理论研究和仿真研究，获得了下列成果：①发现了Internet中的一个新的幂律(即连接率满足幂律)，并且相关系数超过99．3％。②发现了Internet中吸引率与Internet中幂律之间具有的内在联系；③发现了Internet中的度秩指数的临界值为1。④证明了在Internet中存在自治系统(AS)核心，而对AS核心而言，Internet可视为一个星形结构。     

能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型

针对无线传感器网络节点能量有限且易失效的问题,利用复杂网络理论提出了一种能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型. 该模型通过节点的剩余能量约束节点的发射半径,在拓扑演化过程中充分考虑节点剩余能量和节点度等因素,并引入能量调节参数和节点度调节参数,得出了一种幂率指数可以在[3,+∞)调节的无标度拓扑结构. 动态分析和仿真实验结果表明,该模型具有无标度网络的幂率特性,且具有较好的容错性和能耗均衡的特点.     

应用复杂网络的航空维修安全信息辐射模型

为减少航空维修差错率和研究安全信息在复杂网络上辐射的性质和规律,基于复杂网络的相关理论,针对航空维修安全信息在维修人员中的辐射进行研究.通过构建安全信息辐射模型,定义节点间以安全信息为媒介的辐射规则,基于改变维修人员的本质安全度和改变网络结构,动态考察网络中节点状态的变化.从微观层面模拟节点之间交互时,不同本质安全度的人员比例和不同网络拓扑结构对安全信息辐射范围和周期的影响.计算机模拟表明:维修人员的不同本质安全度和网络结构在很大程度上影响安全信息的辐射,提高维修个体的本质安全度有利于安全信息的辐射.     

时序网络中关键节点的识别方法研究进展

相对静态网络,时序网络可以更准确地刻画现实网络的动态过程。基于时序网络模型,如何有效地识别重要节点或者评价时序网络中一个节点对其他节点的影响力,已成为时序网络研究领域中的一个亟待解决的问题。该文分别从时序网络拓扑结构和动力学的角度,对现有的时序网络中的关键节点识别方法进行了系统的回顾,详细比较各种方法的计算思路、应用场景和优缺点。最后总结了这一研究方向几个待解决的问题,并指出未来可能的发展方向。     

复杂open shop问题的网络模型及 调度规则设计

针对当前调度规则设计缺乏系统性这一现状,提出一种基于复杂网络理论的系统化设计启发式调度规则的框架.通过将复杂open shop (COS) 调度对象描述成复杂调度网络,并将相关的COS调度问题描述成对应复杂调度网络上的结点执行问题,从而将COS调度问题纳入到复杂网络理论体系下进行研究.在此基础上,通过在不同复杂调度网络上进行结点执行实验,发现复杂调度网络平均度值特征和网络结点平均总执行时间之间呈现对数关系.这一事实为设计基于度值的调度规则提供了理论基础,即优先执行度值大的结点,使得后续复杂调度网络具有尽可能小的平均度值.仿真实例证实,与其他调度规则相比基于度值的COS调度规则能够取得更好的最大完成时间（MFT）性能.     

多目标融合势博弈无线自组网络拓扑控制算法

针对基于博弈论的无线自组网络拓扑控制算法存在个别"瓶颈节点"负载不均衡、冗余链路多、生存时间短的问题,提出了一种多目标融合的网络拓扑控制算法。首先通过分析网络的连通性、节点发射功率、剩余能量、节点度、链路质量和链路长度对节点负载的影响,设计了一种改进的综合效用函数;建立多目标融合的网络拓扑控制势博弈模型,并证明该模型是序数势博弈且存在纳什均衡解;在维持网络k-连通的基础上,再采用最小路集算法对博弈后的网络拓扑链路进行优化,剔除冗余链路。仿真实验及对比分析结果表明,所提算法在保证网络连通性的前提下,实现了网络负载均衡,消除了冗余链路,生存时间相较于分布式能耗均衡拓扑控制算法、能量平衡拓扑控制博弈算法和节能容错拓扑控制博弈算法分别提升了25.4%、92.6%、36.8%。     

二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法

为了解决大规模无线传感器网络中同步误差随跳距的累积问题,提出一种基于二层拓扑结构的时间同步算法.首先,通过根节点发送时间同步报文,沿二层拓扑结构从父节点到子节点传递时间同步报文;其次,支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间,更新并发送同步报文;最后,非支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间.依此类推,最终可实现所有节点的时间同步.应用结果表明,在由31个节点组成的无线传感器网络中,该算法的同步开销相比较于RBS算法减少了93%.而引起累积误差的关键路径长度相比较于连通支配集算法减少了50%.