基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量及优化

低轨卫星通信网络的抗毁性是描述网络安全可靠的有效工具,在网络体系结构设计和路由策略等领域得到了广泛的应用。根据低轨卫星通信网络中卫星在轨道平面内移动,需要不断进行切换的特点,从建立抗毁性测度模型以及网络抗毁性优化两个角度来评估和提高网络抗毁性,提出一种基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量方法。通过对移动模型以及切换模型的结构分析,对每种结构以一定概率出现的低轨卫星通信网络,应用韧性度函数,求得网络在某个时刻及某一段时间段内的抗毁性,并针对切换模型的不足之处进行优化,用赋权韧性度来体现优化的效果,得到了优化后的网络抗毁性。以铱星系统为应用实例进行仿真,结果表明:任意时刻网络的抗毁性跟拓扑结构的韧性度值有关,并且是一种线性关系,即随着韧性度的增加,其抗毁性也增加。通过对铱星通信系统切换模型的优化,网络的抗毁性与平均抗毁性都得到了提升,说明本文所构建模型的有效性和实用性。     

Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配问题的研究

针对Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配问题,在充分保证不出现通信盲区前提下,分别就有湖泊和无湖泊两种情况建立最优化模型,利用计算机搜索求解得到较为满意的结果;对于网络的抗毁性主要从图论的连通性方面入手,利用最大流量最小割集定理,分别对各划分方式的抗毁性进行讨论,得到Ad Hoc网络的抗毁性较强;通过建立最小最大模型,得到较为节能的区域划分方式及信道安排.     

AD HOC网络中的区域划分和资源分配研究

建立了新的Ad Hoc无线网络的区域划分和资源分配模型,讨论了网络覆盖率和抗毁性.通过构造Voronoi图对平面单连通区域的Ad Hoc网络建立区域划分优化模型;定义了网络抗毁性的评价指标连通率,并通过构造Delaunay三角网的最小生成树和蒙特卡罗实验,取得了较好的抗毁仿真结果.最后结合K-均值分簇和罚函数法,得到了近似最优的平面复连通区域的Ad Hoc网络的区域划分和信道安排.     

Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配问题

建立了Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配的模型,重点对网络的最少小区数覆盖、抗毁性、节点分簇等问题进行了研究,并对节能性、通信质量评估进行了初步探讨.     

多社团加权复杂网络建模及其级联抗毁性研究

为了研究社团结构和权重因素对网络级联抗毁性的影响,引入节点和边的消亡机制,建立了一类具有社团结构的加权网络模型.采用本方法生成网络的度、强度和边权分布都呈现无标度特性,比现有BBV (Barrat-Barthelemy-Vespignani)模型具有更好的社团结构特性,且幂律指数、模块度参数可调.在此基础上研究了网络的级联抗毁性,采用节点及其邻居节点强度的函数定义网络负荷,故障节点负荷采用"局部定义,局部分配"的策略.仿真分析了边权演化参数、模块度函数、攻击策略和演化时间对网络级联抗毁性的影响.结论表明,网络的抗毁性与边权演化参数、网络演化时间成反比,与模块度的关系不是单调的而是存在一个阈值.优先攻击度最大节点的策略对网络抗毁性破坏最大,且在多节点遭受攻击时,网络的故障规模会发生突变.文章的研究结论对故障的预防与控制以及网络的建设具有一定的参考价值.     

多方式弹性需求下公交定价双层规划模型

为描述多方式城市交通网络下公交定价与出行选择行为的相互作用与影响,将出行方式选择与路径选择涵盖于同一网络,建立了上层模型分别以企业利润最大化、乘客出行成本最小化和社会福利最大化为目标函数,下层模型为多方式弹性需求随机用户配流模型的公交定价双层规划模型。运用改进遗传算法对模型整体进行求解,下层模型采用综合对角化算法和MSA算法的组合求解算法。最后,设计了一个算例以说明模型应用。结果表明:运用双层规划模型所确定的公交票价较传统静态票价可使政府、企业及出行者三方都获得更高收益,且上层模型以社会福利最大化为目标函数能代表社会群体中多数人利益,优化效果最为理想。     

完全κ叉树的离散数和完整度

图的离散数和完整度是比较理想的刻画网络抗毁性的度量参数,而完全k叉树作为重要的网络结构被广泛地应用在通信网和嵌入式系统芯片的优化设计方面.通过界定了完全k叉树的离散数和完整度,从某种程度刻画了网络的抗毁性,为网络设计提供理论依据,同时修正了相关文献的错误.     

股指极端波动下中国股市复杂网络结构及中心性分析

基于复杂网络理论,以2015年、2008年国内两次股灾为背景,分别构建股灾发生前、中、后的中国股市网络,通过度、度分布、平均路径长度等基本拓扑指标,分析中国股市网络特性及网络结构的变化,综合利用度中心性、介数中心性及接近度中心性,筛选出各时期网络中的核心股票、核心行业并分析其变化情况,基于网络特征向量中心性分析股市的系统性风险及变化情况,通过仿真实验分析股市网络的鲁棒性。研究表明:两次股灾背景下的中国股市复杂网络均具有小世界性和无标度性;与2008年国际金融危机相比,2015年国内股灾对中国股市的影响强度更大,且2015年中国股市对金融风险的弹性更大;股灾期间各行业版块具有明显的风险传染性,指出各行业板块对稳定股市、修复股指的作用;股指极端波动时,股灾的外生冲击会使股市的系统性风险加大,与2015年国内股灾时期相比,2008年国际金融危机时期的股市系统性风险更大;中国股市网络对随机攻击具有一定鲁棒性,但对蓄意攻击具有脆弱性,股灾的外生冲击会降低中国股市网络的鲁棒性。研究为把握股市极端波动风险下的市场结构特征、股市风险管理提供了参考。     

Ad Hoc网络区域划分和资源分配问题研究

主要利用图论、概率统计及优化理论对Ad-Hoc网络进行了数学建模.研究了等圆(不等圆)区域覆盖、带障碍区域的覆盖、确定性点覆盖、信道分配、抗毁度、节能性和通信质量等问题.定义了覆盖效率、抗毁性概率指标、覆盖系数、期望覆盖系数、网络寿命等一系列评价系数和衡量标准,提出了基于单位距离覆盖系数和期望覆盖系数的启发式寻优算法,并编程加以实现,得到较满意的近似解.     

城市公交查询系统的设计与实现

针对含有“公汽、地铁、步行”的复杂公交网络环境,首先对公交问题所提供的数据进行分析,并优化数据的存储结构;其次充分考虑到公交网络客流分配的主要因素一换乘次数、票价、时间,提出了公交网中这三个目标的加权平均最优路径模型及其算法;最后对模型的算法用Matlab软件实现.通过测试,结果显示本系统能快速响应出满足乘客不同需求的公交出行路径。     

Stability switches, bifurcation, and multi-stability of coupled networks with time delays

This paper reveals the dynamical behaviors of a network consisting of a pair of ring sub-networks and two-way couplings of neurons between the individual sub-networks. Time delays are introduced into the internal connections within the individual sub-networks and the couplings between the individual sub-networks. The stability and instability of the trivial equilibrium of the network are analyzed and the conditions for the existence of Hopf bifurcation are obtained by discussing the associated characteristic equation. The criterion for the global stability of the trivial equilibrium of the network is given by constructing a suitable Lyapunov functional. Numerical simulations are performed to validate the theoretical results and rich dynamical behaviors are observed, such as multiple stability switches of the network equilibrium, synchronous/asynchronous oscillations, and multi-stability.     

基于社会网络结构的创新扩散动力机制及其仿真研究

随着社会资本的大量涌入,创新扩散逐渐受到社会网络关系的影响。在分析了创新扩散机理的基础上,构建了基于不同拓扑结构的创新扩散演化动力模型。将信息获取、领导者创新能力及机会利益作为创新扩散的动力因子。通过利用复杂网络的演化博弈仿真分析,揭示了小世界、无标度等不同网络拓扑结构下,创新技术的扩散情况。仿真结果表明:在网络结构相同的情况下,信息获取对创新扩散的影响较大;在动力因子设定相同的情况下,网络主体连接越规则,创新扩散越充分。     

Assessing the efficiency of rapid transit configurations

Eight basic transit network configurations are analyzed with respect to two measures: passenger/network effectiveness and passenger/plane effectiveness. Assumptions are made with respect to trip distribution and competition with other transportation modes. This research was in part supported by Canadian Natural Sciences and Engineering Research Council under grant OGP0039682 and by the Junta de Andalucía. This support is gratefully acknowledged.     

Optimization of transit route network,vehicle headways and timetables for large-scale transit networks

This paper presents a metaheuristic method for optimizing transit networks, including route network design, vehicle headway, and timetable assignment. Given information on transit demand, the street network of the transit service area, and total fleet size, the goal is to identify a transit network that minimizes a passenger cost function. Transit network optimization is a complex combinatorial problem due to huge search spaces of route network, vehicle headways, and timetables. The methodology described in this paper includes a representation of transit network variable search spaces (route network, headway, and timetable); a user cost function based on passenger random arrival times, route network, vehicle headways, and timetables; and a metaheuristic search scheme that combines simulated annealing, tabu, and greedy search methods. This methodology has been tested with problems reported in the existing literature, and applied to a large-scale realistic network optimization problem. The results show that the methodology is capable of producing improved solutions to large-scale transit network design problems in reasonable amounts of time and computing resources.     

基于一体化的多层次公交线网优化研究

探讨一体化公交系统下多模式、多层次公交网络的优化方法,采用双层规划模型对公交线网进行一体化规划,并利用遗传算法和公交线路的规划模型确定最优线路集合.通过对交通网络的分析,确定公交网络的分布方法.最后通过实例以及方案的对比分析,获得了较好的优化结果.