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。     

基于多局域的恐怖组织网络择优增长演化模型

恐怖组织网络是一种特殊的复杂网络,其时空演化规律反映出恐怖组织活动的特征.为更准确地理解恐怖组织网络的动态演化规律,提出一种基于多局域的恐怖组织网络择优增长演化模型,并对此模型进行了仿真与模拟.该模型能准确地描述在局部信息条件下,新节点的择优和网络的增长过程及其规律;并且利用网络信息中心度来衡量恐怖组织网络节点的信念水平,动态地刻画了恐怖组织网络的增长过程.实验结果表明:恐怖组织网络的局域度分布仍服从幂律分布,网络信息中心度具有集中与分散性的特征;最后,对多个恐怖组织网络按该模型进行仿真演化,验证了该模型的准确性与科学性.     

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。     

电子邮件病毒传播网络的建模与分析

为了深入了解电子邮件病毒传播网络的演化规律,通过分析电子邮件病毒传播网络的生长过程的特点及方式,把电子邮件病毒的传播过程抽象成一个网络的生长,建立了基于局部优先连接机制的电子邮件病毒传播网络的动态演化模型,该模型在考虑网络动态增长的同时,兼顾了网络内部边的动态演化,更细致、真实地刻画了电子邮件病毒传播网络的动态演化特性,仿真结果表明,该模型所生成的网络具有无标度特性、小世界以及高聚集性。     

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。     

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。     

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．     

基于网络生长点的加权局域世界电力网络演化模型*

以变电站选址与定容为出发点,在局域世界电力网络演化模型的基础上,该文将重心选址法和随机选址法结合应用到网络生长点的选取中,提出了一种基于网络生长点的加权局域世界电力网络演化模型。对新模型的节点度分布和权重分布分析表明新模型可以得到幂律分布的度分布和具有幂律尾的节点权重分布。通过仿真,证实了重心法和随机法以不同的概率选取网络生长点时,节点度分布曲线仍然表现出一定的无标度特性,并且此概率的变化只是在度分布曲线尾部对度分布有影响;随着重心法因素的加强,部分节点随着网络生长时间的增长,节点权重越来越大,节点权重分布曲线的尾部畸变,不服从平均分布。     

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.     

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。     

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。     

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     

TF法则嵌入机制的动态局域加权网络模型

分析目前加权局域世界演化模型已取得的研究成果,在其基础上进行综合改进与完善,提出一种TF法则嵌入机制的动态局域加权网络模型(TF-DLW),该模型在演化过程中融入了TF法则和BBV权值动态演化机制。平均场理论和计算机模拟仿真均验证了该模型强度分布具有幂率特性。同时,计算机仿真中强度分布、边权分布以及度分布均出现了幂率肥尾现象,三角形结构的嵌入使得模型能更平稳地调节聚类系数的大小。实验表明,TF-DLW演化模型继承了许多复杂模型具有的幂率分布特性,而且可以快速平稳地调控簇系数的范围大小。     

以制造商为核心的复杂供应链网络多级局域世界演化模型

为揭示以制造商为核心的供应链网络演化规律,以BA模型和多级局域世界理论为基础,结合现实网络中节点生成与退出机制,提出了一种五级局域世界网络模型。首先,研究了以制造商为核心的供应链网络的内在特性和演化机制;其次,分析了网络的拓扑结构和演化规则,建立了仿真模型;最后,仿真分析了不同时间步以及不同临界条件下节点数量、集聚系数、度分布等网络特性参数的变化,推导出网络的演化规律。仿真结果表明:以制造商为核心的供应链网络具有无标度、高集聚性;随着时间的推进以及节点增长速度的增加,网络整体的度分布趋近于指数为3的幂律分布;网络内各级局域世界的度分布不同,二级供应商、零售商的度服从幂律分布,一级供应商和分销商的度服从指数分布,制造商的度大致服从泊松分布。     

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．     

考虑不同节点行为要素特征的供应链演化规律研究

为研究供应链的实际演化规律,以复杂网络理论中的多局域世界模型为原型,提出了一种包含局域性节点与全局性节点且反映多种供应链行为要素的供应链网络演化模型。该模型验证了在自然演化情况下,现实供应链网络均具有一定的幂律性;通过算例对比分析说明,该模型相较现有文献中的演化网络能更好地模拟现实的供应链网络。研究表明,在供应链的自然演化过程中,网络的连通性和传输效率不断增强,由于新节点企业多与较大规模的企业合作而忽略了其他企业,其节点间紧密程度降低;企业与供应链网络的紧密度逐步发展到一定的程度将趋于稳定,大规模企业的发展速度先增加后放缓,各规模节点发展速度在中后期保持稳定。     

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。     

基于智能Agent的复合网络演化模型

为了更好地理解网络结构与网络行为之间的关系,提出了一种基于Agent的动态网络演化模型DA,把网络中的每个节点建模成一个智能Agent,每个Agent节点具有一定的寿命并根据自己的演化策略进行演化。实验结果显示该模型涌现出了许多真实网络所具有的特性,准确地刻画了真实网络的演化规律,并且增强了传统模型在受到攻击时的鲁棒性。     

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。