无标度立体Koch网络的建立及其结构性质研究

根据经典Koch曲线的构造,利用四面体作为迭代基元构造了一种立体Koch网络并对其结构性质做了研究, 给出了该网络的度分布函数,计算了该网络的团簇系数、平均最短路径长度以及度关联函数.结果表明,所构建的网络是无标度网络,度分布临界指数γ≈332;其团簇系数趋向于常数值0870435;平均路径长度与网络尺寸的对数呈正比关系,说明该网络具有小世界网络特性.另外,计算结果表明k_nn(k)随k的变化而变化,说明该Koch网络具有一定的度关联性.     

无标度立体Koch网络的建立及其结构性质研究

根据经典Koch曲线的构造,利用四面体作为迭代基元构造了一种立体Koch网络并对其结构性质做了研究,给出了该网络的度分布函数,计算了该网络的团簇系数、平均最短路径长度以及度关联函数.结果表明,所构建的网络是无标度网络,度分布临界指数γ≈3.32;其团簇系数趋向于常数值0.870435;平均路径长度与网络尺寸的对数呈正比关系,说明该网络具有小世界网络特性.另外,计算结果表明knn(k)随k的变化而变化,说明该Koch网络具有一定的度关联性.     

小世界网络与无标度网络的社区结构研究

模块性(modularity)是度量网络社区结构(community structure)的主要参数.探讨了Watts和Strogatz的小世界网络(简称W-S模型)以及Barabàsi 等的B-A无标度网络(简称B-A模型)两类典型复杂网络模块性特点.结果显示，网络模块性受到网络连接稀疏的影响，W-S模型具有显著的社区结构，而B-A模型的社区结构特征不明显.因此，应用中应该分别讨论网络的小世界现象和无标度特性.社区结构不同于小世界现象和无标度特性，并可以利用模块性区别网络类型，因此网络复杂性指标应该包括 关键词： 模块性 社区结构 小世界网络 无标度网络     

无标度网络上的传播动力学

介绍了无标度网络上的传播动力学,在susceptible-infected-susceptible（SIS）模型的基础上考察了一般情况下无标度网络中疾病爆发的临界点问题,得出了关于临界点一般性的表达式.得到的结果在特殊情况下分别退化为已有的一些经典结论.同时分别讨论了这些情况的建模意义和可靠性. 关键词： 无标度网络 传播动力学 susceptible-infected-susceptible模型 临界点     

新节点的边对网络无标度性影响

分析新节点边对网络无标度性的影响.虽然亚线性增长网络瞬态平均度分布尾部表现出了幂律分布性质,但是,这个网络的稳态度分布并不是幂律分布,由此可见,计算机模拟预测不出网络稳态度分布,它只能预测网络的瞬态度分布.进而建立随机增长网络模型,利用随机过程理论得到了这个模型的度分布的解析表达式,结果表明这个网络是无标度网络. 关键词： 复杂网络 无标度网络 小世界网络 度分布     

新节点的边对网络无标度性影响

分析新节点边对网络无标度性的影响.虽然亚线性增长网络瞬态平均度分布尾部表现出了幂律分布性质，但是，这个网络的稳态度分布并不是幂律分布，由此可见，计算机模拟预测不出网络稳态度分布，它只能预测网络的瞬态度分布.进而建立随机增长网络模型，利用随机过程理论得到了这个模型的度分布的解析表达式，结果表明这个网络是无标度网络.     

幂律指数在1与3之间的一类无标度网络

借助排队系统中顾客批量到达的概念，提出节点批量到达的Poisson网络模型.节点按照到达率为λ的Poisson过程批量到达系统.模型1，批量按照到达批次的幂律非线性增长，其幂律指数为θ(0≤θ<+∞).BA模型是在θ＝0时的特例.利用Poisson过程理论和连续化方法进行分析，发现这个网络稳态平均度分布是幂律分布，而且幂律指数在1和3之间.模型2，批量按照节点到达批次的对数非线性增长，得出当批量增长较缓慢时，稳态度分布幂律指数为3.因此，节点批量到达的Poisson网络模型不仅是BA模型的推广，也为许多幂律指数在1和2之间的现实网络提供了理论依据.     

增长及非增长无标度网络的成因解析

分析两类无标度网络的形成原因,提出一个无标度网络演化模型并进行一系列数值实验.基于分析和实验得到推论:只要保持足够低的网络密度,通过基于度的偏好连接就可形成长期稳定的无标度网络.规模增长和点边增删既是客观存在,又起到了控制网络密度的作用,足够低的网络密度和基于度的偏好连接是所有无标度网络共同的必要条件.推论可同时解释增长和非增长无标度网络的形成原因.研究结果有助于理解各种真实无标度网络和建立相应的模型.     

度关联无标度网络上的有倾向随机行走

有倾向随机行走是研究网络上数据包路由策略的有效方法. 由于许多真实技术网络包括互联网都具有负的度关联特征, 因此本文研究这种网络上的有倾向随机行走性质. 研究表明: 在负关联网络上粒子可以在连接度较大的节点上均匀分布, 而连接度小的节点上粒子较少; 负关联网络上随机行走的速度比非关联网络更快; 找到了负关联网络上的最佳倾向性系数, 在此情况下负关联网络上随机行走的速度远快于非关联网络. 负关联网络既可以利用度小的节点容纳粒子, 又可以利用度大的节点快速传输, 这是负关联网络上高行走效率产生的机制.     

无标度网络上队列资源分配研究

研究了节点队列资源有限的条件下,无标度网络上的信息流动力学过程,发现了网络由自由流通到拥塞的相变现象,提出了一种基于节点度的队列资源分配模型.模型的核心是使节点i的队列长度与kβi成正比(ki为节点i的度,β为分配参数).仿真结果表明,在网络使用最短路径算法进行信息包传送的条件下,β近似等于1.25时队列资源分配最合理,网络容量最大,且该最佳值与队列总资源多少以及网络的规模无关.     

考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究

考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网络实施目标免疫则能够有效抑制病毒的传播,并且选择度最大的节点进行免疫与选择介数最大的节点进行免疫的效果基本相同.研究还发现,对于网络全局信息未知的情况,与经典熟人免疫策略相比,所提出的免疫策略能够获得更好的免疫效果.通过数值仿真对理论分析进行了验证. 关键词： 无标度网络 病毒传播 交通流量 免疫策略     

Epidemic spreading in scale-free networks including the effect of individual vigilance

In this paper, we study the epidemic spreading in scale-free networks and propose a new susceptible-infected- recovered (SIR) model that includes the effect of individual vigilance. In our model, the effective spreading rate is dynamically adjusted with the time evolution at the vigilance period. Using the mean-field theory, an analytical result is derived. It shows that individual vigilance has no effect on the epidemic threshold. The numerical simulations agree well with the analytical result. Furthermore, we investigate the effect of individual vigilance on the epidemic spreading speed. It is shown that individual vigilance can slow the epidemic spreading speed effectively and delay the arrival of peak epidemic infection.     

无标度网络中最大传染能力限定的病毒传播问题研究

传统的病毒传播模型在无限大无标度网络上不存在病毒传播阈值,即无论病毒的传播速率多么低,病毒始终能够在网络中传播.但研究发现,这个结论是在网络中存在超级传染者的假设下得到的,然而许多真实的无标度网络中并不存在超级传染者.因此,文章提出了一个最大传染能力限定的病毒传播模型,并从理论上证明了在最大传染能力限定的无限大无标度网络上,病毒传播阈值是存在的;同时,也分析了最大传染能力限定下非零传播阈值与有限规模网络下非零传播阈值的本质区别,并解释了为什么人们总是认为传统病毒传播模型对许多真实网络病毒感染程度估计过高的 关键词： 无标度网络 最大传染能力 传播阈值 感染程度     

Modelling the spread of sexually transmitted diseases on scale-free networks

In this paper a new model for the spread of sexually transmitted diseases (STDs) is presented. The dynamic behaviors of the model on a heterogenous scale-free (SF) network are considered, where the absence of a threshold on the SF network is demonstrated, and the stability of the disease-free equilibrium is obtained. Three immunization strategies, uniform immunization, proportional immunization and targeted immunization, are applied in this model. Analytical and simulated results are given to show that the proportional immunization strategy in the model is effective on SF networks.