基于藕合系数的无标度网络建模

经典的无标度网络模型在全局范围内按照一定的概率选取节点进行优先连接,而现实网络很难做到这一点。为了解决这一问题,在BA无标度网络模型的基础上,通过新增两个参数耦合系数和吸引因子来构建基于耦合系数的无标度网络模型,并通过理论计算得出该演化模型的度分布。分析发现,它具有更明显的无标度网络特性。实验仿真结果也表明,其度分布在服从幂律分布的基础上更具有平稳性和广泛的适用性。     

基于能力优先的作战体系模型构建方法研究

BA 无标度网络模型在模拟现实战争环境方面存在局限性,针对其算法无法体现军事应用领域武器装备作战体系特性的问题,对算法进行扩展。将原算法中全局选择连接机制改为按 OODA 作战环进行类内和邻类间选择连接,描述了一种武器装备能力的计算方法,并依据计算出的能力值将概率择优机制改为基于节点能力择优选择连接机制。由新算法生成的作战体系模型更贴近作战单元的实战部署,弥补了 BA 无标度模型后进节点难以发展为核心节点的不足,使能力值高的节点在网络中充分发挥作用。实验证明新算法具有较低的时间复杂度,通过对二者度分布、聚类系数和平均路径长度的对比分析,证明了新模型具有更好的鲁棒性。     

给定平均连接度的无标度网络演化模型

由于Internet、www等网络的复杂性，需要构造符合真实网络特性的仿真网络来对其进行研究。在BA模型的基础上，提出了一种给定平均连接度无标度网络演化模型，网络生长时，按照概率pk添加k个连接。通过速率方程证明了该网络是节点度分布符合幂律分布的无标度网络，其幂指数为-3，且平均连接度为给定值。仿真结果和理论计算值很好地吻合。     

改进的BA 网络演化模型的研究及应用

利用主方程和连续域理论分析了BA无标度网络的度分布以及初始吸引因子对网络节点度分布的演化过程。对BA模型进行了改进和推广,提出了随机吸引因子网络演化模型。此网络演化模型通过理论分析和数值模拟验证是吻合的,该模型是无标度网络演化模型。实验结果表明,改进的模型能够很好地反映现实系统中的一些重要性质,具有实际应用价值。     

HK网络演化模型的研究和改进

研究一种高集聚度的无标度网络模型,以Holme和Kim（HK）模型为基础,通过引进新增节点所应该具备的连接动态性,改进HK模型的局部特性。分析和仿真表明,改进模型HK’不仅继承了HK模型的高聚类效应和无标度特性,且它的幂律指数可在2～3之间变化,网络成员间的竞争机制也与现实社会网络较接近。     

自增长网络模型及其算法

众所周知,现实世界的网络大部分都不是随机网络,少数的节点往往拥有大量的连接,而大多数的节点连接却很少,这正是无标度网络的重要特性。于是对于无标度网络性质的研究,因为其实用性而变得及其重要。首先定义了一种新的自增长网络模型,对它的基本参数进行计算,证明了它的无标度性。其次验证模型的最大叶子生成树的度分布服从幂率分布,并且得到了网络的平衡集,从而对无标度网络有了初步探索。最后给出了一个计算平均路长的算法。     

考虑节点亲密度的社交网络谣言传播研究

考虑到真实社交网络中节点间亲密程度对谣言传播的影响,提出一种新的SI2R传播模型,建立谣言传播动力学方程组,研究谣言在无标度网络上的传播特性。该模型中不同节点间谣言传播率的非一致性同时取决于节点度与节点间亲密度,理论分析得到了无标度网络上谣言传播阈值表达式。随后,在BA（Barabási-Albert）无标度网络中就节点亲密度对谣言传播过程的影响进行了仿真实验,并利用Twitter和Live Journal两种真实网络数据集对仿真结果进行验证。研究表明,无标度网络中节点间平均亲密度随网络聚类系数的增大而减小,随着网络中节点间平均亲密度增大,谣言传播最终范围变大。研究还发现,节点间亲密度的存在使无标度网络中存在传播阈值,传播阈值随着节点间平均亲密度增大而减小。     

无线传感器网络能量均衡拓扑模型研究

针对BA模型仅考虑节点寿命对网络拓扑结构影响的现状,考虑到拓扑能量利用率不高会缩短网络生命周期,在分析网络平均剩余能量和通信半径对网络生命周期影响的基础上,提出一种无线传感器网络能量均衡拓扑模型.该模型在拓扑演化过程中,综合考虑节点剩余能量、通信半径和节点度,并引入剩余能量调节参数、通信半径调节参数和节点度调节参数,最终使剩余能量大的节点连接概率更高.理论分析和仿真实验结果表明,该模型不仅具有无标度网络的幂律特性,具有较好的稳定性,且能够均衡节点和网络能耗,延长网络的生命周期.     

社交网络中考虑节点度的演化博弈

在谣言传播过程中,针对度不同的节点具有的辨识能力不同,结合节点度定义一种新的博弈收益,借助博弈论建立一种动态复杂网络演化模型。该模型考虑到谣言传播往往与节点利益相关这一特点,通过引入辨识能力描述不同节点的非一致传播率,研究谣言在该模型上的传播动力学行为,并提出两种谣言抑制策略。随后,利用两种典型网络模型进行仿真实验,并在Facebook真实网络数据中对仿真结果进行验证。研究表明,谣言模糊程度对BA（Barabási-Albert）无标度网络和Facebook网络中谣言传播速率及达到稳定状态所需时间影响较小,随着谣言模糊程度增大,谣言在网络中传播范围变大,相对于WS（Watts-Strogtz）小世界网络,谣言更容易在BA无标度网络和Facebook网络中传播;研究还发现,免疫收益增加值相同时,与BA无标度网络和Facebook网络相比,WS小世界网络中免疫节点的增长幅度更大;此外,通过节点危害程度进行抑制比通过博弈收益进行抑制具有更好的谣言抑制效果。     

一种新的在线社会网络演化模型

现有吸引力演化模型的聚类系数较低,并且忽略了对网络增长有阻碍作用的因素。为此,提出一种基于阻尼因子的在线社会网络演化模型。该模型在BA网络模型的基础上,考虑网络节点吸引力并研究网络中节点阻尼因子的存在及作用。将阻尼因子细分为初始吸引力的衰退、节点热度的减退和不可抗拒的自然因素,解决了BA模型和CALW模型中仅考虑网络节点度和吸引力对网络影响的问题。引入三角形形成机制,提高模型的聚类系数。应用平均场理论对该模型生成网络的度分布进行理论分析,运用Matlab工具对度分布进行数值仿真,结果验证了该模型的正确性和有效性。     

无标度网络的级联失效缓解策略

级联失效现象是一种节点失效的动态效应,会瞬间波及全网,造成全局网络瘫痪,成为无标度网络的规模化应用瓶颈.针对无标度网络的级联失效问题,提出一种可抵御任意单个节点失效引发的级联失效的缓解策略.在无标度网络中,节点容量是恒定的,根据这一特点建立级联失效模型,推导出网络发生大规模级联失效的承载极限,进而针对按节点度降序攻击的节点失效行为,提出相应的级联失效缓解策略.仿真实验结果表明,只对网络中小部分节点度大的超载节点采取一次缓解策略,可以显著改进无标度网络对此类攻击的级联失效抵御能力,同时通过数值模拟发现,网络总节点数和节点容量与网络的级联失效抵御能力正相关.     

基于有限节点集的网络毁伤最大化问题研究

对网络实施攻击时,人们希望在有限的资源下获得最大的毁伤效果,而节点排序策略并不能实现毁伤最大.针对这种情况,定义攻击有限节点集的网络毁伤最大化问题,并给出问题的近似求解算法.由于近似求解算法计算复杂度较高,进一步提出基于重要节点的贪婪算法(greedy algorithm based on important nodes,GABIN).对无标度网络的实验表明:GABIN算法能够有效地减少计算时间,且效果接近于近似求解算法;当无标度网络的度指数$\gamma\geqslant2.5$时,GABIN算法的效果明显优于排序算法,所得节点集中超过30%的节点不同于排序算法.对Power网络的毁伤实验表明,GABIN算法适用于较大规模的实际网络,且效果显著优于度、介数、接近度、删除节点等排序算法.实验发现,利用GABIN算法获得的关键节点集包含大量的非中心性节点,这为网络攻击或网络防护提供了一个新的思路.     

计算机病毒免疫信息网络发布算法

结合传统的网络拓扑结构和单机节点访问率,改进了无标度网络结构下病毒传播模型,进而提出了新的目标节点的定义。根据新的网络病毒传播模型,提出了一种基于门限判决的计算机病毒免疫算法。利用OPENET仿真实验平台,比较了该算法与以往免疫算法的性能和效率。仿真结果表明该算法免疫更少的节点即可达到全网免疫状态,且时间更快,效率更高。因此,该文算法能有效遏制病毒大规模爆发和传播,具有一定的社会意义和经济价值。     

基于随机游走的蠕虫网络演化研究

鉴于无标度网络的健壮性和小世界特性是蠕虫网络的理想特征,借助于复杂网络理论,提出了一个基于随机游走的蠕虫网络演化模型。该模型依据主机性能和网络的带宽采取择优的方式从蠕虫网络中选择合适的节点与新感染的主机建立连接。理论分析和模拟实验表明：所建立蠕虫网络具有无标度网络的性质。     

基于智能Agent的复合网络演化模型

为了更好地理解网络结构与网络行为之间的关系,提出了一种基于Agent的动态网络演化模型DA,把网络中的每个节点建模成一个智能Agent,每个Agent节点具有一定的寿命并根据自己的演化策略进行演化。实验结果显示该模型涌现出了许多真实网络所具有的特性,准确地刻画了真实网络的演化规律,并且增强了传统模型在受到攻击时的鲁棒性。     

基于网络生长点的加权局域世界电力网络演化模型*

以变电站选址与定容为出发点,在局域世界电力网络演化模型的基础上,该文将重心选址法和随机选址法结合应用到网络生长点的选取中,提出了一种基于网络生长点的加权局域世界电力网络演化模型。对新模型的节点度分布和权重分布分析表明新模型可以得到幂律分布的度分布和具有幂律尾的节点权重分布。通过仿真,证实了重心法和随机法以不同的概率选取网络生长点时,节点度分布曲线仍然表现出一定的无标度特性,并且此概率的变化只是在度分布曲线尾部对度分布有影响;随着重心法因素的加强,部分节点随着网络生长时间的增长,节点权重越来越大,节点权重分布曲线的尾部畸变,不服从平均分布。     

在线社会网络演化模型

在分析在线社会网络的拓扑结构、特征及演化规律的基础上,借鉴了前人网络模型的思想,提出了在线社会网络演化模型,引入动态的加权方式,提出了一种在线社会网络演化模型。理论分析和仿真表明：在线社会网络演化模型具有无标度和小世界特性,点权、边权、度分布呈现幂律特性,具有较多的簇系数、较小的路径长度且可调。这种无标度和小世界特性与现实中的在线社会网络较为一致。     

加权无标度网络的级联失效模型

在加权的无标度网络中,为了抵抗网络的级联失效,增强网络的鲁棒性,提出了一种参数可调的级联失效模型.该模型从全局和局域的角度,将节点介数、节点度、节点权重和邻居节点权重相结合构建节点的初始负载,并建立节点容量与初始负载的比例关系,当节点失效后,通过结合失效节点邻居的容量来制定负载重分配规则,进而通过对网络级联失效的分析,推导负载参数的演化过程,得出模型中的参数对网络鲁棒性的影响.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.