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。     

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。     

一种基于无标度局域世界演化网络模型的 无线传感器网络拓扑构建

无标度网络具有场景适应性强,且应对随机性打击效果较好等特点.为提高无线传感器网络的抗毁性能,从网络拓扑演化角度入手,构建具有无标度特性的网络拓扑.结合无线传感器网络中每个节点都有其通讯范围的特点,将无标度网络引入到无线传感器网络,且在择优演化过程中,各节点度不得超过设定值,构建基于无标度局域世界演化网络模型的无线传感器网络拓扑,并对模型进行仿真.从结果可明显看出,优化的模型中连边较短,即优化的模型平均最短路径降低,可有效减少数据收发过程中能量的消耗,延长网络生存周期,提高网络抗毁性.     

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。     

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。     

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。     

复杂网络研究

从复杂网络的三个主要度量特征量:平均路径长度、聚集系数、度分布的角度分别介绍了复杂网络中最主要的三种网络模型,即随机网络模型、小世界网络模型和无标度网络模型,并提出了进一步研究的一些方向。     

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。     

城市公交复杂网络研究

文中基于复杂网络理论,以公交停靠站点为节点,公交线路作为网络边,构成一个复杂的城市公交网络,研究该城市公交网络上的一些统计特征,就网络的度分布、介数、平均路径长度、聚类系数进行计算并对其进行复杂性分析.结果表明:该城市公共交通网络具有幂率分布特征下的度分布,且具有较小的平均路径长度和较高的聚类系数,说明该城市公共交通网络符合复杂网络无尺度特性,可揭示网络中的Hub节点,加以防范保护,为城市交通系统的正常运转和维护提供科学性指导.     

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。     

基于复杂网络的操作系统内核演化与稳定性研究

出了基于复杂网络研究操作系统内核模块演化的方法.通过研究223个Linux版本(从1.1.0到2.4.35)内核模块函数调用图的度分布和平均路径长度,发现函数调用图具有无标度和小世界特征.根据复杂网络中平均路径长度与网络节点的关系,提出了通过平均路径长度斜率发现演化过程中的异常点,从而发现内核模块结构重大变化的方法.提...     

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。     

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。     

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。     

基于复杂网络面向对象集成测试的研究

软件测试是保证软件质量的重要手段.面向对象的方法给软件系统带来好处的同时,也为测试带来了挑战,传统的测试方法无法应用于许多面向对象的特性.研究表明,大型软件系统内部结构具有小世界效应(Small-World,SW)和无标度特性(Scale-Free,SF).基于软件的复杂网络特性对面向对象的集成测试进行了研究,提出了一种通过分析类之间的交互复杂性和聚集复杂性来确定软件测试顺序的方法.利用该方法进行面向对象集成测试可以减少桩模块的数量,提高测试效率,且不降低原有测试覆盖度.     

软件执行过程的加权复杂网络

软件规模庞大,结构复杂,使软件测试和软件可信性评价成为一个亟待解决的理论问题,可信软件研究也因此成为目前软件工程研究的热点。实验证明大型软件的静态函数调用网络和动态执行所得到的函数调用加权（函数调用次数）网络都具有小世界效应和无标度特性,这就为采用基于关键模块和关键路径的软件测试方法提供了理论依据,从而提高测试效率,降低测试费用。提出基于关键路径的测试方法,利用较少的测试用例覆盖较多的软件执行过程。     

一种具有核心-边缘结构的无标度网络演化模型

核心-边缘结构是复杂网络中一种重要且常见的簇团结构,相关研究一直较少。为了研究复杂网络核心-边缘结构的相关特性,分析了随机块模型的结构,并在此基础上提出了一种具有无标度特性的核心-边缘结构网络演化模型。通过理论和数值分析,验证了所生成的网络具有较好的无标度特性和核心-边缘结构,且其结构的紧密程度可调,为进一步研究复杂网络核心-边缘结构的相关特性提供了基础。     

无标度企业组织网络特征及其演化模型

本文讨论了一种特别的企业组织网络—无标度企业组织网络及其特征,并基于复杂网络理论提出了无标度企业组织网络的演化模型。该演化模型基于二种演化机制:第一种是考虑企业组织网络的初始结构—全连通结构和星形连接结构;第二种是基于局域信息的优势连接。计算机仿真结果显示:在全局择优连接下,无论企业组织网络的初始结构如何,企业组织网络都将演化无标度网络;局域择优连接仍然可能形成无标度企业组织网络。