基于社交网络信息的新冠疫情抽检策略研究

为解决全员定期核酸检测成本高,导致间隔周期长且效率低的问题,给出了基于社交网络信息的抽检策略,将在线社交网络信息与新冠肺炎传播规律融合,建立了带抽检策略的新冠肺炎传播模型。在此基础上,研究了随机抽检策略、熟人监测策略、度大节点目标抽检监测策略三种策略对新冠肺炎传播的影响。研究发现在校园等人群密集接触的环境下,熟人和度大节点目标抽检策略在峰值幅度、峰值时间、早期预警等指标下都好于随机监测策略,减少了新冠病毒传播天数以及感染人数,能更早、更快地控制住疫情,预警效果从高到低依次是度大节点目标监测策略、熟人监测策略、随机监测策略。     

多种攻击策略下无标度网络修复策略

为了更有效地对遭受攻击的复杂网络进行修复,需要寻求各种攻击策略下最有效的修复策略。分析了复杂网络的三种攻击策略：随机失效、故意攻击和不完全信息下的攻击。建立了复杂网络的修复模型,在此基础上定义了三种修复策略：平均修复策略、重点修复策略和偏好修复策略。以无标度网络(BA模型)为例,运用仿真方法研究了三种修复策略在不同攻击策略下的适用性,给出了各种攻击策略下最有效的修复策略。     

蓄意攻击策略下危险品运输网络级联失效仿真

在构建危险品运输网络级联失效模型的基础上,通过控制模型参数,研究了危险品运输网络级联失效特性及不同蓄意攻击策略对网络级联失效的影响。基于大连市危险品道路运输网络特征值,构建了基于WS小世界网络的危险品运输复杂网络生成算法;提出了具有时间阶段特性并带有可调参数的节点初始负载模型,确定了"失效"节点负载分配的择优分配概率模型和节点容量模型,并利用节点负载动态分配概率值,动态描述节点"正常""暂停"和"失效"三种状态,从而构建危险品运输网络级联失效机制模型;以网络级联失效平均规模和相变临界值作为网络抗毁性度量,通过构建两种蓄意攻击策略,对比研究了不同攻击策略对危险品运输网络级联失效抗毁性的影响。仿真结果及理论分析表明:1)构建的危险品运输网络级联失效模型是有效的;2)节点容量系数、过载承受能力调节参数和网络平均节点的度对蓄意攻击策略的变化是不敏感的,但通过提高它们的取值,能够有效降低网络级联失效平均规模,提高网络抗毁性;3)对于节点度的降序攻击策略,可调参数越小,网络抗毁性越强,但对于节点度的升序攻击策略,可调参数越大,网络抗毁性越强,且两种攻击策略下的相变临界值曲线在可调参数为0.5处相交。这些结论为防范蓄意攻击策略的制定提供理论依据。     

基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性仿真

通过构建危险品运输超网络模型,分析了网络之间的相互作用和影响,继而建立了危险品运输网络模型生成方式;通过引入危险品运输网络"最短路径"、"平均最小风险路径距离"和"网络最大连通子图"概念,提出了"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度模型;根据网络流量特性,构建了危险品运输网络介数模型。以危险品运输网络为例进行仿真,仿真结果表明:危险品运输网络抗毁性表现为对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,抗毁性更接近于无标度网络;其抗毁性是由少数节点和边维系的,且网络对节点攻击的抗毁性低于对边攻击的;网络最大连通度性能优于网络风险效率,适当增加系统冗余性可提高网络抗毁性。     

不同攻击类型下风险厌恶型企业信息安全投资策略

基于期望效用理论,通过建立两企业的投资博弈模型,并考虑随机攻击和定向攻击两种情形,对风险厌恶型企业的信息安全投资决策进行了研究,给出了信息共享情况下企业的最优信息安全投资策略,并分析了风险厌恶水平,黑客攻击概率与网络暴露程度等相关因素对最优安全投资策略的影响.研究结果表明,随机攻击情形下,当企业极度厌恶风险时,企业最优信息安全投资随着风险厌恶水平的增加而增加;当企业轻微厌恶风险时,若潜在损失较小或者黑客攻击概率较小或者网络暴露程度太高或者太低时,企业的最优信息安全投资随着风险厌恶水平的增加而减小,若潜在损失较大或者黑客攻击概率较大或者网络暴露程度中等时,最优信息安全投资随着风险厌恶水平的增加而增加.而定向攻击情形下,当企业极度厌恶风险时,企业最优信息安全投资随着风险厌恶水平的增加而减小.     

R&D网络风险相继传播模型构建及仿真

基于风险矩阵和风险来源两个维度识别出R&D网络的不同风险类型. 从节点风险负荷、风险阈值和失效节点如何影响邻居节点三个方面入手，构建了R&D网络风险相继传播的动力学模型，并对该理论模型进行了仿真. 仿真结果发现风险相继传播过程可在短时间内迅速完成，R&D网络的抗风险能力与各节点企业风险阈值分布的平均程度正相关，而与网络平均度无关，外源性风险比内源性风险对网络的破坏力更大，度大袭击与随机袭击比度小袭击更易于导致网络崩溃. 该研究成果对提高R&D网络的抗风险能力、保持其健康持续发展具有重要启示.     

保护策略下双层耦合网络风险传播模型研究

为更好地提升功能,现实生活中的各类网络变得更加相互依赖,然而安全风险一旦爆发并在各子网之间不断地传播,将造成严重的损失。为降低风险在耦合网络中的传播,构建双层耦合的网络拓扑结构,对基于元胞自动机的风险传播模型进行改进,提出风险评估通用指标,以及两种保护策略降低风险传播,然后在3种演化网络模型和2种真实网络模型上进行仿真分析。仿真结果表明,耦合网络中的风险传播主要受子网拓扑结构的影响。WS-WS耦合网络具有最好的抗风险传播的能力,SF-SF耦合网络最差。在传播的初始阶段对部分节点进行保护可以提高网络抗风险能力。目标保护策略在作用速度上稍逊于随机保护策略,但在对感染规模的抑制方面优于随机保护策略。     

考虑风险感知和项目关联的R&D网络风险传播模型

针对风险传播导致RD网络失败率过高的问题,考虑企业风险感知与企业内项目关联的特点,借鉴SIS模型构建了RD网络风险传播模型.仿真结果显示,风险传播阈值是由研发网络拓扑结构、企业风险恢复力及企业风险感知共同决定的;风险在RD网络中的传播速度和范围会随着企业风险感知的增加而降低,但会随着RD网络内项目关联的企业数量的增加而增大.研究结果表明,可以通过提高企业风险感知能力,减少项目关联的企业个数,降低项目间的关联程度来提高RD网络抗风险的鲁棒性.     

基于复杂网络的两栖水上飞机起降安全风险演化

为了揭示两栖水上飞机起降安全风险的演化规律,有效预防水上飞机起降安全风险,以风险因素间的作用路径为基础,构建两栖水上飞机起降安全风险演化的有权有向网络拓扑结构,验证了该复杂网络的无标度特性;采用Matlab编程仿真分析网络在随机攻击和蓄意攻击情况下的功能鲁棒性和结构鲁棒性;对比度值攻击、介数值攻击、接近度中心性值攻击及综合值攻击下的网络鲁棒性效果,识别网络的关键风险因素,提出断链控制策略。研究结果表明:两栖水上飞机起降安全风险网络是无标度网络;该网络对随机攻击具有较强鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性,且度值攻击的结构鲁棒性最差,综合值攻击的性能鲁棒性最差;综合值较高的节点是网络的关键风险因素,优先处置关键节点有助于预防起降事故。     

考虑企业风险感知的R&D网络风险传播建模与仿真

考虑企业风险感知的基础上，借鉴传染病模型(SIS)思想，将企业状态分为未发生风险有感知、未发生风险无感知和发生风险有感知3种。在此基础上构建了R&D网络风险传播的模型，并进行了数理解析与仿真分析。结果表明：R&D网络风险传播存在稳定状态下的解，即风险传播阈值，该阈值是由企业的风险感知、风险恢复率以及企业间的合作紧密程度决定；考虑风险感知的R&D网络比未考虑风险感知的研发网络具有更高的鲁棒性；随着企业风险恢复概率的不断增大，风险在R&D网络的传播范围越小；企业的风险感知对风险传播速度与传播范围均具有负向影响。该研究成果对于提高R&D网络的抗风险能力具有重要意义。     

竞合视角下研发网络关系风险相继传播模型构建与仿真

在考虑研发网络企业间同时存在合作关系与竞争关系的基础上,引入风险恢复因子,从节点企业风险负荷的定义、阈值的确定,失效后如何影响邻居节点企业三个方面构建了RD网络的风险传播模型,并进行了仿真.结果表明:在竞合的RD网络中,关系风险可以在很短的时间内快速完成传播,三类关系风险中,机会主义风险最易发生影响范围更广泛;竞争企业占RD网络规模的比例越大,竞争程度越激烈,关系风险的传播速度越快和影响范围越大;关系风险传播过程中,合作程度与竞争程度对风险传播都具有重要的影响,且合作程度比竞争程度对风险传播的影响更大;研发网络存在最佳的风险恢复水平,使得风险不再发生相继传播.该研究成果对于RD网络抗风险能力的提高具有重要意义.     

城市道路网络的拓扑性质和脆弱性分析

基于GIS技术和复杂网络理论,研究国内包括杭州、苏州在内的江浙4座城市的街道网络的复杂性.分析了街道网络的基本拓扑性质,如点度分布、路径长度分布、网络效率,发现这4个街道网络尽管规模、历史、经济各不相同,但性质非常相似.然后进行城市街道网络的脆弱性分析,通过比较随机和蓄意两种攻击策略,发现城市街道网络对随机攻击很稳健,而对基于点度和介数的选择性攻击策略很脆弱,说明点度和介数是很有用的,找到关键节点和预先防御的指标,这对城市应急管理、应急交通调度和导航都具有借鉴意义.     

基于级联失效的战域保障网络节点容量优化

通过分析战域保障网络的构造和特点,提出了基于级联失效的战域保障网络节点容量优化模型,进而研究了3种优化策略对级联失效抗毁性的影响:度升序优化策略、度降序优化策略、随机优化策略.结果表明按度降序策略优化约50%的节点可以有效提高战域保障网络级联失效抗毁性.     

基于SIRV病毒传播理论的装备保障网络级联失效分析

针对装备保障网络遭受敌方攻击时所显现出的复杂性现象,对比分析网络级联过程与病毒传播过程的相似性。在已有的负载容量级联故障传递模型基础上,融入了病毒免疫传播的过程,定义保障节点的4种不同状态,构建基于病毒免疫传播理论的装备保障网络级联传递模型,更好地再现了我方保障机构受到敌方实际打击和舆情攻击时的真实状况。通过仿真对比分析表明,在防御资源有限和时间迫切的情况时,优先考虑主动免疫策略,能够取得较好的抵御级联失效的效果,还可以辅助实施目标免疫策略,从而使装备保障网络具有较强的健壮性和较好的恢复能力。     

地铁建设对公交系统鲁棒性的影响北大核心CSCD

为提高城市公交系统的鲁棒性,制定了基于换乘的加边策略。以济南市公交-地铁复合网络为例,研究了网络的特性参数和鲁棒性,并提出基于换乘的加边策略提高网络鲁棒性。研究表明:复合网络具有小世界和无标度网络特性;网络在蓄意攻击下比随机攻击更具脆弱性;在介数攻击下,高度加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使网络瘫痪时被攻击站点比例提升50.46%;在随机攻击和度攻击下,高介数加边策略对网络鲁棒性提升较为显著,使被攻击站点比例分别提升23.35%和39.81%。     

复杂网络上疫情与舆情的传播及其基于免疫的控制策略

较为全面的综述复杂网络的免疫问题,包括:真实疫情和舆情传播场景的抽象与建模、疾病传播模型、全局免疫策略和局域免疫策略等。在若干真实网络和模型网络上模拟免疫控制的结果表明,基于中心性、图划分、熟人免疫等策略的免疫效果比随机免疫好,这说明免疫策略的选择对传播控制具有实际指导意义。在选择免疫策略时,应考虑网络的拓扑结构特性和信息的完整程度,才能达到较佳控制效果。     

基于资源有限模型的无标度网络动态抗毁性优化

为有效防止复杂网络的级联失效,对复杂网络的容量分配策略进行研究。构建了资源有限的级联失效模型,假设网络总容量不变、容许参数可变,该模型可用于比较多种容量分配策略的有效性。在此基础上,提出了4种典型的容量分配策略。针对移去介数最大节点的攻击方式,在无标度网络上进行了仿真。仿真结果表明,负荷偏好容量分配策略是最有效的容量分配策略,网络节点的重要度与节点介数大小强相关,而与节点的度弱相关。通过优化负荷偏好容量分配策略的偏好指数,提高了复杂网络的动态抗毁性。     

不同攻击策略下作战体系网络抗毁性研究

信息化条件下,作战体系网络抗毁性成为提升体系作战效能的重要研究内容。在分析作战体系网络结构以及常用抗毁性测度基础上,提出了基于自然连通度的复杂网络抗毁性测度;依据攻击方掌握信息程度的不同,将攻击策略分为随机攻击、恶意攻击和条件攻击策略3种,以及去点和去边两种攻击方式。在不同的攻击策略下,通过仿真分析探索了不同复杂网络结构与复杂网络抗毁性之间的规律。     

基于代价的复杂网络边攻击策略有效性分析

针对已有复杂网络边攻击研究中未考虑边攻击代价的问题,提出基于代价的复杂网络边攻击模型。该模型考虑了边攻击代价因素,以边的权重近似衡量攻击代价,以最大连通子图和平均路径长度作为网络鲁棒性测度指标,将边攻击策略和权重参数对普通无标度网络与指数可调无标度网络的鲁棒性影响进行了仿真模〖JP3〗拟。结果表明:边权参数取不同值时,边的权重由大到小策略攻击效果都不是最好的;攻击代价较小时,边的权重由小到大策略攻击效果最好。与现有模型相比,采用该模型研究复杂网络边攻击策略有效性较符合实际,具有一定的参考价值。     

提高加权供应链网络鲁棒性的问题

针对供应链网络崩溃后危害程度大、影响范围广等问题,考虑供应链网络复杂性与无标度性的特点,对网络鲁棒性进行量化研究,构建加权供应链网络鲁棒性分析模型。采用改进节点收缩法和三角模糊数法对网络中节点间的关系进行全面客观的评价;分析加权供应链网络在蓄意攻击和随机攻击两种情况下的鲁棒性的变化,并提出改善措施。结合实例,分析该供应链网络的鲁棒性,发现在随机攻击下加权供应链网络具有较好的鲁棒性,而在蓄意攻击下,攻击重要度大的节点会使网络迅速地崩溃。为了提高网络弹性或稳定性,提出针对蓄意攻击的应对策略,以提高加权供应链网络的鲁棒性,这为实际工作中保护网络重要节点、优化网络设计提供了一定的研究思路。