同时考虑传染媒介和传播延迟的复杂网络病毒传播行为研究

提出一种新的流行病传播模型,基于平均场理论,研究传染媒介和传播延迟同时存在对网络中流行病传播行为的影响.理论分析和仿真结果表明,传染媒介和传播延迟同时存在显著增强了网络中流行病爆发的危险性,并加速了流行病的传播.研究还发现,对于给定的有效传播率,均匀网络中流行病的感染程度分别与传染媒介的传染概率和传播延迟呈对数关系,无标度网络中流行病的感染程度与传染媒介的传染概率呈幂率关系,而与传播延迟之间则存在线性关系。     

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     

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.     

一类高聚类系数的加权无标度网络及其同步能力分析

针对真实世界中大规模网络都具有明显聚类效应的特点, 提出一类具有高聚类系数的加权无标度网络演化模型, 该模型同时考虑了优先连接、三角结构、随机连接和社团结构等四种演化机制. 在模型演化规则中, 以概率p增加单个节点, 以概率1–p增加一个社团. 与以往研究的不同在于新边的建立, 以概率φ在旧节点之间进行三角连接, 以概率1–φ进行随机连接. 仿真分析表明, 所提出的网络度、强度和权值分布都是服从幂律分布的形式, 且具有高聚类系数的特性, 聚类系数的提高与社团结构和随机连接机制有直接的关系. 最后通过数值仿真分析了网络演化机制对同步动态特性的影响, 数值仿真结果表明, 网络的平均聚类系数越小, 网络的同步能力越强. 关键词： 无标度网络 加权网络 聚类系数 同步能力     

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     

具有局部结构的增长无标度网络中传染病传播机制研究

为了研究人群中的一些基本的社会关系结构,如家庭、室友、同事等,对传染病传播过程的影响机制,本文建立了一个具有局部结构的增长无标度网络模型.研究表明,局部结构的引入使得该网络模型能够同时再现社会网络的两个重要特征：节点度分布的不均匀性以及节点度之间的相关性.首先,该网络的节点度和局部结构度均服从幂律分布,且度分布指数依赖于局部结构的大小.此外,局部结构的存在还导致网络节点度之间具有正相关特性,而这种正相关正是社会网络所特有的一个重要特性.接着,通过理论分析和数值模拟,我们进一步研究了该网络结构对易感者-感染 关键词： 复杂网络 无标度网络 局部结构 传染病建模     

可调聚类系数加权无标度网络建模及其拥塞问题研究

针对实现网络特征的真实情况,提出了一类可调聚类系数的加权无标度网络模型,该模型能够重现现实网络权重和节点度呈幂律分布的统计特性．特别是聚类系数与度之间的非线性关系,恰好符合某些现实网络聚类系数与度之间的平头关系特征．最后研究了可调聚类系数加权网络模型中的拥塞问题．采用基于强度优先传递的局部路由策略,分析了网络中的流量传输问题．     

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     

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.     

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.     

Epidemic spreading on a scale-free network with awareness

This paper presents a modified susceptible-infected-recovered(SIR) model with the effects of awareness and vaccination to study the epidemic spreading on scale-free networks based on the mean-field theory.In this model,when susceptible individuals receive awareness from their infected neighbor nodes,they will take vaccination measures.The theoretical analysis and the numerical simulations show that the existence of awareness and vaccination can significantly improve the epidemic threshold and reduce the risk of virus outbreaks.In addition,regardless of the existence of vaccination,the awareness can increase the spreading threshold and slow the spreading speed effectively.For a given awareness and a certain spreading rate,the total number of infections reduces with the increasing vaccination rate.     

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.     

在二部无标度网上的两性疾病传播

利用易感-感染-易感(SIS)传播模型研究人类性接触网上的病毒传播.当仅仅考虑异性性接触时,该网络是一个二部的无标度网.对这个网络上的SIS传播模型,通过率方程的方法分析了男性感染率和女性感染率与传染阈值之间的关系,发现女性感染者与男性感染者之比由网络的拓扑和男女感染率之比所确定.这一结果表明性接触网的拓扑对性传染病传播的重要性.最后给出了支持理论结果的数值模拟. 关键词： 性传染病 两性性接触网 无标度网络 二部图     

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.     

Epidemic spreading on networks with vaccination

In this paper, a new susceptible-infected-susceptible (SIS) model on complex networks with imperfect vaccination is proposed. Two types of epidemic spreading patterns (the recovered individuals have or have not immunity) on scale-free networks are discussed. Both theoretical and numerical analyses are presented. The epidemic thresholds related to the vaccination rate, the vaccination-invalid rate and the vaccination success rate on scale-free networks are demonstrated, showing different results from the reported observations. This reveals that whether or not the epidemic can spread over a network under vaccination control is determined not only by the network structure but also by the medicine's effective duration. Moreover, for a given infective rate, the proportion of individuals to vaccinate can be calculated theoretically for the case that the recovered nodes have immunity. Finally, simulated results are presented to show how to control the disease prevalence.     

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.