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以复杂网络理论为基础,分析海运网络的拓扑结构具有无标度网络特性,可运用BA无标度网络模型构建演化海运网络.连接概率是BA模型中节点优先连接的重要依据,据此,针对海运网络港口节点进行研究,通过加权量化和MATLAB编程将影响节点间连接的因素组成节点吸引度,引入连接概率公式,改进了BA模型.分别选取2010年全球15个和25个主要集装箱港口的相关数据,运用上述改进BA模型分别得到不同规模的海运网络演化情况,演化结果验证了海运复杂网络具有无标度网络特征,呈现的特性与网络规模没有必然联系,规模大的网络平均路径更长、集聚性更强,度值相差更悬殊.进一步运用全球班轮航线实际网络进行验证,得到两者结构特性基本相同.     

高度重叠社区的社区合并优化算法

当原图转换成边图后,在边图上进行社区发现可以天然地得到重叠社区,然而得到的社区往往相互大面积重叠,甚至相互包含,导致社区模块性质量较低.针对这一问题,在得到边图下重叠社区发现算法结果的基础上,我们将进一步以优化重叠社区模块化质量函数为标准进行社区合并,以获得高质量的重叠社区.本文首先提出一种描述社区间重叠程度的重叠系数,并基于此进一步提出一种构建带权社区图的启发式方法,能够快速有效地完成社区合并的过程.在人工生成网络与真实世界网络上的实验,进一步验证了该算法能够在不削弱边图方法速度优势的前提下,提高高度重叠社区的模块性.     

基于 k-壳分解的集装箱海运网络度分布研究

运用复杂网络理论,研究集装箱海运网络度分布情况。以往研究中多认为海运网络节点度分布具有无标度特性,文中基于k-壳分解法获得不同层次的东亚区域集装箱海运拓扑网络,并计算出不同层次网络的节点度分布;通过分析不同层次网络的节点度分布情况,发现东亚区域集装箱海运网络存在明显的度值分层,并在双对数坐标下不存在显著负相关性。鉴于幂律分布是惟一满足无标度特性的分布形式,且实证网络中不同层次节点度分布图均明显存在不符合幂律分布的迹象,可见东亚区域集装箱海运网络分布不具备无标度特性,并提出造成这种状况的原因。     

集装箱航运网络拓扑特性研究

从复杂网络理论角度出发,验证了集装箱航运网络具备无标度和小世界特性,由集装箱航运网络节点度分布、度相关性以及度与介数相关性分析得到了度较大的节点对集装箱航运网络影响程度较大的结论.选择度较大节点作为优先攻击目标,随机生成节点序列作为出错目标,进而比较出错和攻击对集装箱航运网络聚集系数、平均距离和网络效率等重要网络特性的影响.通过分析发现集装箱航运网络具有较好的鲁棒性,同时也具有较大的脆弱性.     

复杂供应链网络中牛鞭效应的评估

牛鞭效应的存在严重影响了供应链网络的运作效率和管理复杂度.本文首先构建了供应链网络中库存状态的系统动力学机制,基于线性定常策略中的订货点策略,通过客户节点需求扰动导致供应商与中间商的库存波动对牛鞭效应进行了刻画,提出一种复杂供应链网络牛鞭效应的评估方法;随后考虑到供应链网络具有复杂网络的结构特征,本文对无标度供应链网络和随机网络中的牛鞭效应进行了量化分析.通过案例研究发现,节点库存波动与演化时间存在指数函数的关系,可以定量分析牛鞭效应对节点的影响程度,网络拓扑结构的变化对牛鞭效应的影响有限,但网络规模对牛鞭效应具有显著影响.     

基于改进BA模型的海运复杂网络演化研究

以复杂网络理论为基础,分析海运网络的拓扑结构具有无标度特性.据此,针对港口节点进行研究,分析节点连接概率的影响因素,通过加权量化和MATLAB编程得到节点吸引度,进而改进了BA网络模型中的节点连接概率.选取2007和2010年全球15个主要港口的相关数据,运用上述改进模型分别得到2 a的海运网络演化情况,验证了海运网络具有小世界和无标度网络特征,并得出2010年海运演化网络平均路径更短、集聚性更强,度值相差更悬殊,网络连接更加频繁与高效.     

基于复杂网络理论的快递网络脆弱性分析

快递网络是快递行业运营的基础和保障,有意或者无意地攻击快递网络会使网络出现不同程度的"瘫痪",影响正常的快递运营。基于复杂网络理论分析了我国快递网络的拓扑特性和脆弱性。对快递网络的拓扑特性分析发现该网络为无标度网络,具有小世界现象,网络没有社区结构,这些特征均说明了快递网络节点之间连接密度较大、网络特性良好。进一步对网络的脆弱性分析发现网络在面对随机故障时能更好地保持原有网络性能,此外文章提出考虑节点异质性的"社会效益",来评价快递网络的脆弱性。结果表明快递网络在遭受攻击后,网络的社会效益比其他指标下降得更慢,尤其是随机故障。     

北京市地铁网络拓扑结构复杂性研究

针对北京市地铁实际网络及运营关系，分别构建了SpaceL和SpaceP拓扑结构模型．基于复杂网络理论，应用现有和新的特征统计指标对两种不同的拓扑结构模型复杂性进行了分析．对SpaceL模型的研究显示，其节点度符合指数为4．1的幂律分布，满足无标度特性；其网络平均距离为15．26，连通度为0．36，代表容错性的补图效率为96．7％，说明其具备小世界网络短距离、高容错性的特点，但不同节点的补图效率显示，少量hub节点的故障会对网络造成较大损失，需重点防护．对SpaceP模型的研究显示，其网络度分布同样具有“幂律结尾”的无标度特性，幂指数为4．2；其平均距离为2．68，小于网络规模的对数（5．2），聚类系数达到0．94，具有明显的小世界特征．研究表明无论是实际网络还是运营层面上，地铁线网都具有复杂网络特征，这对进一步研究地铁线网的结构特性具有启示作用．     

基于不同划分优度的因特网拓扑聚合特征

因特网拓扑的社区聚合特征对网络性能具有重要影响.本文选取两种不同的社区划分算法：基于模块度Q的MOME算法与基于伸缩变换覆盖测度SCM的SACA算法,利用10年实际测量数据,对因特网AS层拓扑分别进行社区划分,获得的社区结构具有显著差异,究其根源在于两种算法采用的社区划分优度不同.分析发现：微小社区占大多数的幂律分布以及社区结构以星型为主的现象是SCM测度自身限制的效果.基于模块度Q的社区划分显示因特网拓扑聚合程度显著且呈增长趋势,社区规模随网络规模增长,社区结构以稠密的非星结构为主.研究表明,设计适当的社区划分优度及划分算法对于正确理解实际网络真实聚合特征具有重要意义.     

公共汽电车复杂网络模型构建与特性分析——以淄博市为例

研究公共汽电车网络特性对于合理优化线路及站点布局具有重要作用。基于复杂网络理论,使用L空间、P空间和R空间三种建模方法,分别建立公共汽电车加权网络模型,并利用Gephi软件分析网络的节点度、平均路径长度、聚类系数等静态拓扑参数。进而对淄博市公共汽电车网络进行实例分析,并与不同规模城市进行对比。研究结果显示,淄博市市区公共汽电车站点网络的度分布符合指数分布,不具有明显的无标度特性,公共汽电车换乘网络和线路网络具有明显小世界特性。居民乘坐公共汽电车出行一次,平均需要经过13.77个站点并换乘1.32次,基本可以满足当前出行需求,但是与国家公交都市建设示范城市相比仍然存在邻近站点之间连接线路不足、具有换乘功能的站点较少、网络稳定性差等问题。     

Brittleness analysis and important nodes discovery in large time-evolving complex networks

The brittleness analysis and important nodes detection have been a hot spot in the complex networks. How to get the overall feature of the whole network and how to find out some important nodes are requisites to solve these problems. In this paper, we adopt the trace of the adjacency matrix and the centrality of the complex networks to give a quantitative and qualitative analysis of networks being studied. Results show that the k-shell plays a more important role than the degree centrality and the betweenness in finding important nodes, and it can also be used to give direction on the immunization and maintenance of complex networks.     

基于复杂网络同步城市快速路协调控制研究

基于复杂网络同步,本文研究城市快速路多入口匝道协调控制问题.采用元胞传输模型建立城市快速路节点耦合的复杂网络动力学模型,以同步为目标设计多入口匝道协调控制器并确定控制策略,其中牵制节点对应需施加控制信号的入口匝道,推导出城市快速路网络系统同步的稳定性条件,以此得到牵制节点和反馈增益矩阵.通过具体例子仿真验证了本文协调控制方法的有效性,能以较小的控制范围代价达到抑制交通拥堵从而提高道路通行效率的目的,控制效果优于传统协调控制方式,可进一步推广到大规模城市交通网络系统.     

复杂网络的邻接矩阵及其特征谱

复杂网络的邻接矩阵全面地刻画了网络中节点之问的相互关系,通过它能够很好地描述复杂系统的特质.文中推导了网络邻接矩阵与网络各特质之间的函数关系,找出了网络邻接矩阵与网络结构的一一对应关系,还对各类网络的邻接矩阵特征谱进行了分析与总结,结果表明不同类型的网络其邻接矩阵谱分布也不相同.     

A Secure Multi-Routing Platform for Ad Hoc Network

In an ad hoc network, it is usually difficult to optimize the assignment of network routing resources using a single type of routing protocol due to the differences in network scale, node moving mode and node distribution. Therefore, it is desirable to have nodes run multiple routing protocols simultaneously so that more than one protocols can be chosen to work jointly. For this purpose,a multiple routing platform for Ad hoc networks is proposed on a higher level of current routing protocols. In order to ensure the security of the platform, a security mechanism and its formal analysis by BAN logic is given. The simulation results of the network performance demonstrate that the proposed multi-routing platform is practicable in some complex applications.     

基于传输效率矩阵的复杂网络节点重要度排序方法

为了提高网络节点重要度评估的准确性,应用复杂网络理论,通过分析非邻接节点对节点重要度评估产生的重要影响,提出了一种基于网络传输效率矩阵的节点重要度排序方法.该方法综合了节点的局部重要性和全局重要性,弥补了节点重要度贡献只依赖于邻接节点的不足.在ARPA网络上对连续移除重要节点的连锁故障进行了仿真.结果表明,相比于节点重要度评价矩阵法,采用本文方法在移除最重要的2个节点后网络的最大连通子图规模降低了23.8%,该结果进一步验证了本文方法的准确性.      

A secure and reliable routing protocol for wireless mesh networks

This study proposes an efficient secure routing protocol which considers symmetric and asymmetric links for wireless mesh networks （WMNs）. A wireless mesh network is a group of wireless mesh routers and several kinds of wireless devices （or nodes）. Individual node cooperates by forwarding packets to each other, allowing nodes to communicate beyond the symmetric or asymmetric links. Asymmetric link is a special feature of WMNs because the wireless transmission ranges of different wireless devices may be different. The asymmetric link enhances WMN coverage. Providing security in WMNs has become an important issue over the last few years. Existing research on this topic tends to focus on providing security for routing and data content in the symmetric link. However, most studies overlook the asymmetric link in these networks. This study proposes a novel distributed routing protocol beyond symmetric and asymmetric links, to guarantee the security and high reliability of the established route in a hostile environment, such as WMNs, by avoiding the use of unreliable intermediate nodes. The routes generated by the proposed protocol are shorter than those in prior works. The major objective of the proposed protocol is to allow trustworthy intermediate nodes to participate in the path construction protocol. The mesh clients out of mesh router wireless transmission range may discover a secure route to securely connect to the mesh router for Internet access via the proposed protocol. The proposed protocol enhances wireless mesh network coverage and assures security.     

基于抗局部攻击的无线传感器网络定位方法

为了解决无线传感器网络定位过程中的常见安全问题,提出了一种抗攻击的定位方法.该方法通过高效的认证机制和检测机制帮助待定位节点验证信标节点的合法性及检测定位信息的可靠性,筛选出值得信赖的定位信息用于节点的定位计算,能够有效抵御定位过程中的女巫攻击和虫洞攻击.实验结果验证了该方法能够在存在安全威胁的网络环境下,有效提高无线传感器节点的定位精度.     

双环网络DL（N,h）（h｜N）的最短路径算法

对双环网络DL（N,h)（满足最大公因数g(N,h)=h)进行了分析,证明了这类双环网络中最短路径形式唯一且可用简单的数学表达来描述,给出了最短路径的公式,在此基础上,给出了一个求最短路径的简便算法,讨论了该类网络的直径等有关问题,证明了两点间的平均距离等于直径的一半。     

多模式复合交通网脆弱性测度

构建了多模式复合交通网络拓扑模型；在传统测度指标的基础上，从各交通方式的差异性、资源公平性和网络可达性相结合的新视角提出了适用于多模式复合交通网的脆弱性测度，分别为子网敏感度、站点分布均衡度和可达指数；选取3种不同攻击策略进行Python仿真，以特点鲜明的东南沿海发达地区和西南边境山区的实际综合交通网为例，对比分析了网络结构脆弱性的差异性和共同点，多重验证了指标的有效性、稳定性和适用性。研究结果表明：浙江省和云南省多模式复合交通网络均符合小世界网络特性，能够使各交通方式间优势互补，降低网络脆弱性；在3组贡献度参数取值下，无论采取何种攻击策略，当失效节点数量相同时，浙江省子网敏感度从大到小总体趋势为公路网、水运网、铁路网，云南省子网敏感度从大到小总体趋势为航空网、公路网、铁路网；浙江省和云南省的公路网站点分布的基尼系数分别为0.196和0.086,均为分布绝对平均，铁路网站点分布的基尼系数分别为0.559和0.702,均为分布差距悬殊，云南省机场分布的基尼系数为0.363,分布相对合理，浙江省水运网港口分布的基尼系数为0.672,分布差距悬殊，说明需要进一步完善铁路网、水运网和航空网的布...