利用复杂网络理论研究三峡库区流域水华暴发

根据复杂网络(CNs)理论初步建立三峡流域的水华暴发动力学模型,利用水华暴发的三类因素建立起水华暴发CNs无边接连基本模型图,参考实际水域水华暴发因素设定各节点子节点范围,建立各节点的边连接,从而初步建立水华暴发的CNs模型.模型中代入2007年春季嘉陵江、长江和2002年乌江"黑潮"8月份乌江渡水库监测数据,计算得出两个区域水华暴发CNs模型的平均路径长度L和聚类系数C,发现发生水华的流域平均路径长度L越小流域水华暴发的可能性越大,且现场监测数据与CNs理论结果相符.同时,水华暴发流域的聚类系数比未暴发流域小,表明水华暴发前后聚类系数C是一个先增加后减少再增加的过程.因此水华暴发周期内(暴发前期、暴发时期、消退期),各因素间的相互作用是先增强后减弱再增强的过程.     

基于复杂网络理论的网络容量估算

基于复杂网络理论统计参数的介数概念,给出了网络在发生随机故障后,网络中边的最大介数估算公式.边的介数是指通过该边的最短路径数量,网络中拥有最大介数的边在通信过程中最容易出现拥塞,提出估计公式的意义在于:能够更好的估算在各种情形下网络所能容纳的通信连接的数量,即可以更准确的估计网络容量.实验表明,所提出的估计公式具有合理性,为边的介数估算提供了一种新的方法,也可以为流量工程的设计及网络规划等提供重要依据.     

随机派系网络模型统计性质研究

提出派系作为构建复杂网络的基本模体,在随机选择规则下,采用自然增长方式构建随机派系网络的方法,并比较分析在此方式下网络的度分布、平均路径长度和聚类系数.研究发现随机派系网络的度分布服从多重泊松分布,且派系大小n越大,分层越多;随机派系网络相比于ER随机网络具有更高的聚类系数,且派系大小n越大,聚类系数越大;随机派系网络相比于ER随机网络具有更短的平均路径长度,且派系大小n越大,平均路径长度越短.随机派系网络模型是一个具有高的聚类系数和短的平均路径长度的网络模型,可以较好地描述现实中的复杂网络的高聚类小世界的性质,它为小世界网络模型的构建提供一种新的思路.     

复杂网络与软件度量分析

用复杂网络理论研究软件系统的复杂性,选取两款面向对象开源软件框架webwork和spring作为研究对象,无(有)向图节点代表类,边代表类间的依赖和关联等关系,将系统抽象为网络图,并对其拓扑结构进行分析.研究表明:无(有)网络具有较大的聚类系数和较小的平均路径长度,具有小世界特性.由于框架都使用了依赖注入和控制反转,程序中类之间的关系,完全由spring容器来控制,而不是由代码控制,容器运行时会根据spring提供的配置信息注入到组件中.用依赖注入的一个结果是改变了编译阶段部分类之间的相互关系,由原来的关联实体类到关联加载配置文件类,从而影响节点的度包括入度和出度,使无(有)向图的边(弧)数改变.实验结果表明:度分布统计特性仍然具有无标度特性.     

基于边迭代的复杂网络平均路径长度分析研究

复杂网络可以用来描述现实世界中许多复杂系统,而平均路径长度则是其中一个研究重点。针对基于边迭代的复杂网络,以Farey网络这一类网络族为实例,分析和研究其平均路径长度。研究方法将加深对这些确定性网络模型的研究,并为随机复杂网络提供新的思路。     

基于复杂网络的债券型基金投资组合结构特性分析

本文以中国基金市场的债券型基金为研究对象,分别建立了基金网络和债券网络,分析了两个网络的度分布、聚集系数、平均距离以及度为k的所有节点聚集系数的平均值等统计特征.得出债券型基金投资组合中,基金网络是一个小世界网络,不具有无标度特征,而债券网络既具有无标度特征,同时也是一个小世界网络.     

最大度受限LBA网络模型研究

传统BA无标度网络模型中节点的最大度随着网络规模无限增大,使得网络中存在少数度非常大的hub节点.考虑实际的网络构建过程中由于成本限制,节点的最大度都是有限的,因此本文在BA无标度网络模型生长规则的基础上提出最大度受限的BA网络模型——LBA网络模型.并进一步研究最大度限制K不同取值下,LBA网络的平均路径、聚类系数和...     

基于复杂网络理论的有向多关系网络级联失效研究

针对复杂网络中关键节点识别仅限于单个关系网络的问题,根据复杂网络理论构建有向多关系网络级联失效模型,研究多关系网络中节点重要性的识别与网络鲁棒性问题;依据所建模型提出多关系网络节点及连边指标与节点重要性识别公式。通过对网络模型采取不同攻击方式,验证所提指标与关键节点识别的有效性。研究结果表明,所提指标可以很好的反映网络模型的结构与特点,优先攻击高重要性的节点后网络失效节点比例快速增加,网络连通性大大降低,破碎程度迅速增大,对网络鲁棒性的影响大于随机攻击与高度数攻击;证明了所提关键节点识别方法的有效性,优先保护本文所提重要节点可以大大降低网络构建成本,提高网络抗风险能力。     

基于复杂网络的济南市公交网络研究

本文运用复杂网络的相关知识对济南市公交网络进行了实证性研究,通过统计各站点的线路,绘出了它的度分布和累积度分布图像,证实济南市公交网络是一个无标度网络,并进行了分析,最后提出了一些建议。     

用复杂网络理论研究疾病的传播

概述了用复杂网络的理论来研究两个传染病模型,即SIR模型和SIS模型,以及在这两个模型中如何计算疾病的传播阈值.由复杂网络的局部渐近性质--在图中节点的总个数趋于∞时,图具有局部树形结构,可知SIR模型可以用分支过程理论来研究,从而根据母函数的方法可得到一些很好的性质.而SIS模型可以通过平均场的理论得以理解,且知不论在度相关Scale-Free网络中还是度不相关Scale-Free网络中都不存在非零传播阈值.     

BA指数网络结构特性精确计算

度分布和平均路径长度是复杂网络的两个重要结构特性.对于随机增长的网络,其平均路径长度一般主要通过计算机模拟给出数值结果,尚无一个普适的解析计算方法.为此首先利用主方程的方法对BA随机指数网络的度分布进行解析推导,与Barabási等的结果相比所得度分布与计算机模拟值更接近.然后对BA随机指数网络和BA确定性指数网络的平均路径长度进行解析计算,所得结果与经典的ER随机图相似,即平均路径长度以网络大小的对数形式增长.此外,对BA随机指数网络平均路径长度的模拟值与解析计算结果相吻合.最后,对BA确定性指数网络的度分布与直径进行了解析计算,并对两个网络的结构特性作了比较.比较结果表明,BA随机指数网络和BA确定性指数网络的结构性质虽然存在量上的差异,但从定性角度来说,其拓扑结构是相同的.     

有先行者优势的确定性网络

提出了一个确定性网络模型.模型考虑了新生成节点有不同的强弱状态,用节点度刻画节点的强弱,即强节点的度比较大.通过解析计算,得到了网络的特征系数,其特点是幂律度分布、大集聚系数和幂律簇度相关性,即模型生成了一个无标度层次网络.认为网络是无标度的是由于其生成方式上的特点,越早生成的节点拥有的度越大,这与BA(Barabási-Albert)无标度网络生长方式相似.如果节点度代表了个体拥有的资源、能力及社会关系等,那么越早生成的节点度越大,恰好对应于占先策略,即先行者优势.     

Mashup服务网络及其拓扑结构分析

基于从Programmable Web所爬取的原始数据(包括Mashup服务、Web API,以及Tag信息),采用Jacard相似度系数计算2个Mashup服务间的相似度,构建出了大规模的Mashup服务网络,并引入复杂网络理论中的度与度分布、平均最短路径长度、聚集系数以及网络密度与集中性等指标对Mashup服务网络进行度量与分析.结果表明:该Mashup服务网络是一种节点度差异较大、平均最短路径长度较小、聚集系数较高的复杂网络,具有"小世界"和"无尺度"的特性,为后续的基于Mashup服务网络的服务分类与发现、推荐与组合有很好的导向作用.     

城市公交网络的拓扑特性分析

本文以城市公交网络为研究对象,研究城市公交网络的拓扑特性.以南京市公交网络为实例,建立了南京市公交路线与站点网络的数据库,分别构建了基于公交线路的网络模型、基于邻接站点的网络模型、基于换乘站点的网络模型.利用复杂网络理论分析了这三种网络模型的拓扑结构,通过计算网络的静态参数(特征路径长度、度分布、集聚系数等),分析了不同网络的拓扑特性.利用复杂网络理论研究城市公交网络为城市交通规划与发展提出了新的参考建议.     

有向复杂网络的Poisson模型

考虑了节点到达过程是Poisson过程的有向复杂网络.本文研究了这类网络的瞬态度分布和稳态平均度分布.利用Poisson过程理论对这类网络进行了分析,获得了度分布的解析表达式.结果表明,虽然这类网络的稳态平均入度和稳态平均出度分布与节点的到达过程无关,但瞬态入度和出度分布依赖于节点的到达过程.     

一种基于复杂网络属性值的K-means聚类算法

传统-means聚类算法的性能依赖于初始聚类中心的选择.本文将复杂网络节点的属性值作为节点的度、聚集度与聚集系数的加权值,通过计算所有节点的加权综合聚集特征值,选取综合聚集特征值高,并且彼此之间无高聚集性特征的K个节点作为聚类的初始聚类中心,然后进行聚类迭代过程.实验结果表明,新算法对初始聚类中心的选取更迅速有效,避免了传统K-means算法初始聚类节点选取的敏感性,进而提高K-means算法的聚类质量.     

基于复杂网络的电力信息相依网络鲁棒性研究

电力信息相依网络是目前智能电网发展的主要趋势,研究相依网络的鲁棒性是智能电网必须解决的挑战之一.为了实现这一目标,首先基于复杂网络建立单层电网和双层相依网络模型;其次根据评估指标从多种故障模式分析单层电网鲁棒性和相依网络的鲁棒性,并用IEEE30和IEEE118节点系统进行仿真验证,仿真结果表明相依网络的鲁棒性低于单层...