復雜網絡論文

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復雜網絡論文:網絡穩定性復雜數據通信論文

1數據通信網絡穩定性評估的模型

現在一般網絡穩定性評估研究具有很強的針對性，主要針對小型數據通信網絡。這種小型數據通信網絡從網絡架構上進行評估，架構非常簡單，因為網絡中有很少的節點數量，在這種情況下對其進行與之相關的建模行為非常容易，并且對穩定性的評估相對簡單。隨著科技不斷的發展，計算機不斷高科化，網絡規模也越來越大，其中也提升了結構的復雜性。利用傳統式的穩定性評估指標對數據通信網絡的穩定性情況來進行評估，在傳統的基礎上穩定性評估會大大降低它的性和可信度，這其中最主要的一個原因就是現在計算機發展的度在很大程度上根本適應不了一些復雜性數據通信網絡的穩定性評估，一大部分初步性的數據很難根據有效測量來進行完善獲取，比如，信息指標和網絡節點數據等，很大一部分的數據還需要有一個系統的理論推算演變過程。數據通信網絡穩定性評估對數據的依賴性和一些簡便的網絡結構相比較之下，只需節點設備中2個過程中的參數指標即可。對于相對比較復雜的網絡而言就需要使數據在每個狀態之間進行相應的轉移行為，這種轉移數據需要根據參數估計方法，通過對原始資料進行統計分析來進行取得。

2數據通信網絡穩定性評估辦法

狀態枚舉法狀態枚舉法也叫狀態窮舉法，這種叫法主要是由這種方法中的性質來決定的。這種方法的主要特征從狀態集合中逐一列舉各種發生狀態，列舉這種發生狀態主要是從利用概率，從較大的狀態開始，于此同時，根據他們之間一些與之相關的條件來進行合理的計算，從而確切的合理分析。狀態枚舉法的基礎展開式為：（p1＋q1）（p2＋q2）（p3＋q3）…（pN＋qN）；P（）i=fi（x+1，Y-1）+fi（x+1,y+1）-fi（x-1，y-1）-fi（x-1，y+1）；q（）i=fi（x-1，y+1）+fi（x+1，y+1）-fi（x-1，y-1）-fi（x+1，y-1）；展開式中：P1，q1分別指的是第i個節點設備處在工作狀態時和失效時的概率；N代表網絡系統中的節點量；T（s）指的是系統狀態概率；Nf，N－Nf分別是狀態失效和正常的節點量。由上面的式子不難看出，任何相互之間的枚舉狀態相互排斥，由此可知道累計失效概率在實際工作中的表現形式是各失效狀態概率之間的和。對于此中的枚舉終止，枚舉法則是把枚舉終止于通過失效階數而確定的層次。

3結束語

綜上所述，計算機通信技術是一種現代較為先進的通信技術，其主要以數據形式出現的，在計算機與計算機或者計算機與終端設備之間的信息傳遞技術，由于其自身的信息傳遞快，數據安全性高，以及抗干擾的能力強。所以，在現代化的社會各項領域中得到了較為廣泛的應用。

作者：李旭港 單位：深圳市公安邊防支隊

復雜網絡論文:復雜動力網絡軟件工程論文

1復雜動力網絡的意義分析

諸多的軟件工程專家都表示，復雜動力網絡的研究具有劃時代的意義，例如，復雜動力網絡在解決如何提升大規模網絡的傳輸效率，不斷增加網絡的可信度和穩定性，以及避免惡意襲擊和隨機錯誤給人們所帶來的經濟損失等方面，都有著非常重要的作用。而且，這些問題的解決必須要依據復雜網絡的理論知識和技術上的發展。

2復雜動力網絡的特征分析

2.1復雜動力網絡的同步效應

網絡上的同步這是社會中廣泛存在的一種非常重要的非線性現象。并且在現實生活中，有著非常復雜網絡在弱耦合情況喜愛可以在很大程度上展示同步的傾向性，而且，在對于全連接的網絡中，無論是耦合強度大小，只要是網絡進行充分連接，對于一個全局耦合的網絡就一定要能夠進行相應的同步，對于最近的鄰居耦合網絡，若一個局部耦合網絡也不一定能夠進行同步，在更為寬泛的意義上看，網絡上的同步要分情況來看，有時是有優勢，但是有的時候也會有害處。有益的網絡同步可以更好地運用在軟件工程中去，例如，可以更好地運用在保密通信和語言涌現和組織管理的協調上進行高效運行，如果是有害的同步，則很有可能會造成傳輸控制協議的增加，或者是出現網絡信息堵塞的情況，從目前的情況來看，網絡上的同步在核磁共振和激光設備中運用更加廣泛和成熟。所以，對于有益的網絡同步，我們一定要切實采取各種技術手段來保持網絡系統上的同步性，但是，對于有害的網絡同步，就必須要加以制止。

2.2復雜動力網絡上的控制

復雜動力網絡由于具備大量的節點，以及相對復雜的拓撲結構，使得傳統的控制手段已經不能地適應當前軟件工程的運用。人們相繼提出了自適應控制和線性反饋控制、切換控制以及牽制控制等方面。在當前復雜動力網絡系統中，我們就不僅僅可以通過控制網絡上的所有節點來實現一個既定的目標，而且，在大多數的情況下，就是希望能通過控制盡量少的節點來實現各種目標，這就是牽制控制。復雜網絡的牽制控制方面，基本上有兩種不同的控制策略，主要是可以分為，隨機控制策略和目的性選擇策略?？偟膩碚f，就是隨機選擇一些節點來進行牽制控制，但是，目的性的控制策略，就是嚴格按照一定規則來選擇有效地節點進行控制，實際上，牽制控制所涉及的領域非常廣，其中就包括網絡結構和節點動力學，以及相應的網絡耦合強度等一些方面，為此，對于牽制控制來說，如何來選擇網絡耦合強度和牽制控制器的數目就是當前牽制控制兩個最為基本的問題，從具體上看，就是可以給定復雜網絡系統和牽制控制策略和網絡耦合強度，必須要對多個牽制控制器才能更好地實現網絡上的穩定性，所以，這些問題都是需要我們面臨的問題。

3復雜動力網絡在軟件工程中的有效運用

在過去的幾年當中，有很多的專家和學者都將復雜網絡的理論和方法有效地運用在軟件工程中去，例如，可以有效地運用復雜網絡的工具分析，并進一步分析了軟件網絡各種統計特征和網絡可視化的軟件研究，并得到廣泛的運用和發展。在網絡化的軟件運用過程中，網絡軟件從某種意義上是一種多結構和多方位的動態演化軟件，具有很強的適應性和自組織性以及開放性。從另外一個角度上看，這是相對于傳統的網絡軟件來說，網絡式軟件的組成單位顯得更加主動，并且耦合度也非常松散，在規模上可以適當地進行收縮和拓展，而且網絡化的軟件可以切實通過發現和挖掘網絡資源，從而可以實現資源的有效利用，為客戶提供可持續性和安全上的交互與協調服務，更好地滿足用戶的各種需求。同時，軟件系統的運用過程中，這是一種人工上的比較復雜的系統，從而可以導致了統計意義上出現規律上的附和，這就必然會造成軟件設計方法和開發過程匯總的某些原則之間存在的關聯性。尤其是在200年以來，復雜動力網絡闡述了面向對象軟件網絡的結構與傳播代價之間的內在關系，可以說，網絡評價傳播代價和軟件網絡之間存在緊密的聯系。并且兩者的相關系數可以隨著網絡中的邊數結構的增加而減少，這樣就能夠充分說明在節點一定的情況下，隨著邊數的增加，可以在網絡中形成很大的中樞節點，進而可能導致了平均最短路徑長度的減少，同時，平均傳播代價也隨著減少，平均傳播代價和出入度之間的范圍都存在負相關，這也在一定程度上會造成網絡環境上的異質化更高，其中的平均傳播代價就越低，這就是為什么能夠出現真實的軟件網絡，而且網絡傳播代價顯得相對較小，而且，規則網絡卻使得平均傳播代價更大，為此，這就必須要對具體的情況做出詳細的分析，才能更好地推動復雜動力網絡在軟件工程中的應用。

4結語

從以上的情況分析中可以得知，筆者認為，只有深入分析復雜動力網絡的結構特征，并對軟件工程的運用情況做出詳細分析，之后，筆者還進一步闡述如何使得復雜動力網絡運用在軟件工程中去，才能更好地發揮復雜動力網絡在軟件工程中的效用。

作者：李岱 單位：鄖陽師范高等?？茖W校

復雜網絡論文:計算機復雜網絡系統論文

一、計算機復雜網絡系統競爭性傳統方法研究缺陷

1．1分析過程中個體研究不足

在對計算機復雜網絡系統競爭性的研究中，主要的研究對象是對于整體的研究，忽略了個體對于整體的影響作用，個體與整體、微觀與宏觀的并沒有統一，個體和整體關系不密切，產生分離，因此對于它們之間難以建立有效的聯系，而且在兩者之間沒有基本的過渡階段，缺乏基本的聯系。成員之間競爭性的分析方式主要是從整體上分析競爭系統，然后再根據長期以來對于其的跟蹤研究工程，了解其性能和工作狀態，只是在乎整體研究，可是卻沒有認識到整體是由個體而組成的，因此在研究整體的變化過程需要根據個體的情況來總結，而不是站在宏觀的角度上研究。尤其是在研究成員的競爭力時，一般只研究整體的競爭力，對于個體并不細致研究，這也是由于個體的競爭力難以估量，很難系統的對組成個體的競爭力進行研究，這樣就很可能忽略了個體競爭力變化過程以及特征和作用的分析，對于整體分析也有嚴重的影響。因此在分析成員之間競爭力的時候要從個體角度出發，分析每個個體的競爭力，進而分析整體的競爭力，這樣才能保障整體的競爭力分析的程度，因此這方面我們要加以改進。

1．2對于競爭系統的分析系統性、完整程度不夠

在研究計算機復雜網絡系統的競爭性時，由于系統的復雜性和不確定性，因此分析過程并不細致，尤其是對于系統中的復雜性中的非均衡狀態，缺乏有效的描述手段，這部分是對于競爭系統分析的重要組成部分，更沒有細致的分析。同時也過于強調均衡狀態和不動點的分析，分析重點有所偏差，造成原本就不完整的競爭系統分析更加錯誤。另外在系統內部元素的刻畫上并不細致，系統內部的各個元素是保障其正常運行的基本元素，也應該是競爭系統分析刻畫的重點，這些元素主要包括系統內部的內部結構、性質、個性特征以及演化趨勢等，分析刻畫不細致直接導致了競爭系統分析的不完整。因此在競爭系統分析刻畫的時候，不能過于籠統，而是需要針對系統內部的各個基本元素進行分析，不能忽略每個元素的重要作用，同時分析過程應細致，為競爭系統的整體分析做好基礎。以上兩點是在計算機復雜網絡系統競爭性分析中存在的主要問題，究其原因還是對于系統整體太過重視，分析過程按照整體為單位，沒有真正意識到個體和內部元素對于分析刻畫過程的重要性。針對這一缺陷，我們在日后的分析工作中就可以有針對性地進行解決，保障競爭系統分析的合理。

二、計算機網絡系統復雜性問題

2．1開放的復雜系統

計算機的網絡系統是一個開放性的系統，而且具有資源共享的特點，所以能夠擁有龐大的用戶人群。隨著經濟的快速發展，計算機網絡系統包括各種政治、經濟、文化以及科學人文等內容，這也是互聯網擁有龐大用戶群的主要因素，也能促使互聯網發展，同樣互聯網的發展也影響著社會的發展。

2．2成員群體龐大

互聯網的發展，擁有龐大的用戶群體，而計算機網絡系統中的成員是由用戶終端、交換機、網關、路由器等各種終端設備組成的，因此各種各樣、大量的用戶以及交換節點使計算機網絡系統變得更為復雜。

3．3成員之間的聯系

計算機網絡系統的運作是由系統中人員之間相互合作而完成的，系統中的每一個成員都存在著一些聯系，但是值得我們注意的是網絡協議系統是分散的，在系統中，成員之間除了相互合作也相互競爭，相互競爭就會導致系統的癱瘓等問題，因此，可以通過網絡協議系統進行調節，從而保障各成員之間的有序合作。

2．4系統由多層次組成

計算機系統的復雜性也包括系統的層次性，計算機網絡系統的結構構建是分層化的，這也是網絡體系結構構建的出發點。計算機網絡中分層體系的有很多，如通信標準和TCP，以及網絡拓撲結構。所以說層次性也是計算網絡復雜系統的重要特性。3．5系統信息的復雜性在傳遞信息時，成員之間相互發送信息、接受信息，處理信息以及轉發信息等，由于信息量多，信息的服務性以及信息的設備的多樣化，使計算機網絡系統中的成員之間會產生競爭，這也是計算機網絡系統的復雜性之一。

三、計算機網絡系統競爭特性分析

3．1局域網系統成員之間的競爭特性

我們最關心的局域網問題就是它們之間的互訪，這也是目前的熱點話題，我們主要采取有序控制的措施，可以避免成員之間的沖突，這也是有序沖突的實質。有序控制的方式有輪詢，輪詢的方式有很多種，包括限定式、窮盡式、門限式以及混合式，主要根據網絡成員之間的需要，網絡控制程序按照順序依次詢問，若需要立即被使用，不需要則問下一名成員，因此避免了成員之間的沖突。另外我們還可以采用預約的方式，這種預約的方式分為分布式預約和集中預約兩種，這種方式和輪詢本質上是一樣的，也是根據需要的網絡成員進行資源分配，但是在方式上有很大不同，需要網絡資源的成員得先預約，然后再按順序進行分配。還有一種是令牌控制，這種方式在局域網中應用的比較多，令牌控制就是一個通行證，網絡成員抓住沒有用到的令牌，才可以把需要的資源信息寫上去，這種令牌通常分為單令牌和多令牌。一種是叫做時槽方式，時槽方式也分為兩種，即固定式槽環和隨機式槽環，這種方式把網絡的傳輸時間分為幾段，其中每一段是一個時槽，時槽在用戶之間的作用是傳遞信息。還有其它一些不常用的有序控制方式，例如寄存器插入和信道復用等。

3．2路由器的競爭問題

由于網絡速度的提高，導致當局域網中大量信息抵達時寬帶不夠使用的情況，從而引起網絡成員之間的沖突。因此為了避免這種狀況，應采取兩種辦法用來解決和預防。

(1)沖突解決解決沖突的有效方式通過“丟棄”數據這一項操作進行，它是任何的交換節點都支持的一項操作。當網絡中大量的數據包爭奪有限的輸入、輸出緩存和輸出寬帶時，由于需求小于供給，就需要對一些數據包進行丟棄，但是在什么時間丟棄也有不同的算法，算法包括兩種，一種是丟尾算法，另外一種是隨即早期檢測算法。

(2)提高路由器的性能路由器操作系統中還有很多問題，我們應努力更新和完善路由器系統，修改默認口令，將普通的默認口令改為高級的默認口令，同時也可以采用修改內部一些核心模塊的方式，另外還有修改詞法分析器、解釋器以及查詢執行器等。

計算機復雜網絡的競爭性有其利弊，對于系統內部的競爭我們應加以改進和解決，并且盡量避免這些沖突，提高網絡的利用率。我們還應根據計算機復雜網絡的特性，有效解決競爭帶來的沖突，促進網絡成員之間的合作，使網絡安全有效的運行。

作者：孫萬里 單位：黑龍江建筑職業技術學院

復雜網絡論文:復雜網絡拓撲論文

復雜網絡可視化方案設計的關鍵在于可視化工具和算法的選擇，本文設計的方案中，可視化工具選擇基于Python的軟件包NetworkX[7]，壓縮算法采用提出的一種基于節點和邊的關鍵性壓縮網絡拓撲的算法（NECB，NodeandEdgeCentralityBasedNetworkCompressingAlgorithm），布點算法則選擇基于FDA改進的經典FR算法[8]，整體方案如圖2-1所示。原始的網絡拓撲數據經過NetworkX作圖生成網絡拓撲圖，而NECB算法和FR算法則利用NetworkX通過Python編程實現。

1NetworkX介紹

NetworkX是一基于Python語言開發的網絡可視化工具，集成了眾多專門針對復雜網絡的分析算法，非常適合復雜網絡拓撲的可視化，并能結合其它的Python軟件包，比如Numpy、Scipy、Matplotlib、Pygraphviz、Mayavi2等數據分析和可視化工具進行使用。NetworX支持鄰接矩陣、邊列表、GML、Pajek等多種類型的網絡拓撲數據的讀寫，也可逐個添加或刪除單個節點和邊，同時還提供了大量直接生成某一類型復雜網絡的函數，針對網絡拓撲的性能分析，NetworkX也提供了許多算法，對于同類型的網絡，還支持并集、交集、差、子圖等集合操作。

2NECB壓縮算法

基于節點和邊的拓撲壓縮關鍵在于壓縮標準的制定，如何評判壓縮算法的有效性也是重要的方面。

2.1壓縮節點的選擇NECB壓縮算法中的壓縮是針對節點進行的，這里僅針對簡單無向圖進行討論，對于網絡拓撲G=(V，E)中任意節點v，是否刪除它的參考標準主要有兩點：節點v的度deg(v)和網絡拓撲中經過該點最短路徑數。節點的度是網絡拓撲最重要的屬性之一，如果一個節點的度數越大，說明它與很多節點都有關聯，那么它在網絡拓撲中也就顯得很關鍵[9]。NECB算法采用的計算公式如下。是為了將其值歸一化在[0，1]范圍內。網絡拓撲的平均最短路徑長度也是其重要的屬性之一，如果網絡拓撲中多條最短路徑經過某一節點，顯然該節點扮演著重要角色[9]，NECB算法采用的計算公式如下。用Wpath(v)的值衡量節點v關于最短路徑的關鍵性，Π(s，t)表示網絡拓撲中所有最短路徑的集合，π表示經過節點v的最短路徑，(|V|-1)(|V|-2)/2是經過節點v的最短路徑數較大可能值，乘以2/((|V|-1)(|V|-2))可以將其值歸一化在[0，1]范圍內。

2.2壓縮算法流程NECB算法中的壓縮本質上就是刪除節點，這里對刪除進行一下說明：對于網絡拓撲G=(V，E)，刪除節點v是指從E中刪除所有包含v的邊，然后從V中刪除v生成新的網絡G’，NECB算法流程如圖2-2所示。

首先計算網絡拓撲中各個節點的度和所有節點之間的最短路徑，然后根據公式和分別計算Wdeg(v)和Wpath(v)，刪除值相對較小的次要節點，保留值相對較大的重要節點，再將得到的兩個節點集合并。假設合并后的節點集合為V1，對于復雜網絡，通常情況下，節點集合V1構成的壓縮圖是連通的，若不連通，則需要對壓縮拓撲進行補充，選擇一個最小的節點集合V2補充到壓縮拓撲中，至少使得由V1∪V2中節點構成的壓縮圖是連通的，這是一個NP問題，NECB采用的是一種叫做KeepOne的策,。V1中節點在G中的任意一條最短路徑上的所有節點組成V2，V1∪V2的圖與原始網絡拓撲G的交集即為最終的壓縮網絡拓撲G’。

作者：張暢謝鈞胡谷雨段偉偉單位：解放軍理工大學，指揮信息系統學院

復雜網絡論文:基于復雜網絡理論的網絡拓撲論文

1研究假設與模型

復雜網絡理論是在十幾年前才被人們挖掘并總結出來的一門嶄新的理論學科，盡管該理論的研究內容并不豐富，但鑒于計算機網絡技術的快速發展及其在全社會范圍內的迅速普及，促使復雜網絡理論內容的研究也趨于成熟，并為計算機網絡拓撲特性提供了的理論分析內容，使計算機網絡拓撲成為了一種具備科學性、合理性的一種系統網絡架構，維系著網絡空間環境的有序運作，促進了互聯網領域的健康、穩定發展。而要想具體的對計算機網絡拓撲的研究假設與模型進行驗證，這就要從復雜網絡理論的框架、網絡行為內涵，以及復雜環境中的計算機網絡拓撲行為所遵循的理論基礎等方面來入手實施。

1.1復雜網絡理論的框架及其內涵從長期以來的研究過程來看，將復雜網絡理論應用到計算機拓撲行為研究的過程中極為可行，因其能夠更為明晰地呈現出在較高技術水平下的計算機網絡拓撲結構，從而便可以對網絡性能及其流量進行更細致的分析，所得出的相關分析成果可以反作用于實踐當中，不斷提升計算機拓撲項目的延展性。復雜網絡理論的研究內容所涉及到的學科較廣，具備較強的跨學科特色，因其與數理學科、生命學科以及工程學科等諸多學科領域有著密切的關聯，同時，也正是由于復雜網絡理論本身的跨學科特性存在，對復雜網絡的定量以及定性特征的科學化理解的難度較大。其中，計算機網絡拓撲模型方面的研究較為重要，且為實踐領域提供了諸多可借鑒的經驗。除此之外，復雜網絡理論的內涵中還包括有復雜網絡上的傳播行為、搜索算法以及相繼故障等方面，這些都屬于復雜網絡理論中的核心內容。從現實的角度來看，掌握網絡拓撲行為的演進過程及其規律，便可以實現更品質的、更系統化的網絡結構管理，為網絡中各節點提供更便捷的網絡服務。

1.2復雜環境中的計算機網絡拓撲行為所遵循的理論基礎近年來，網絡行為理論及網絡拓撲架構等項目的研究受到了日益延伸的網絡平臺的影響，在這種傳統計算機網絡理論與模式的影響下，已經不適宜進行對網絡行為的客觀描述，因此，復雜環境中的計算機網絡拓撲行為需要重新修正，并利用復雜網絡理論的核心內容來充實計算機網絡拓撲。從現實環境來看，隨著國內外各領域科學技術的不斷發展，人們的視野較以往更加開闊，對各種事物也都有了更加深刻的認識和理解，因此，人們在諸多領域的建設過程中，對于計算機軟件以及各類型電子設備的體驗與使用要求也日趨提高，簡單來說，人們對于計算機網絡平臺運行的要求有所提升。因此，在復雜網絡理論精髓內容的明確指引下，計算機網絡拓撲模型需要重新創建。

1.3針對計算機網絡同步行為的研究從過去一段時期以來關于計算機拓撲項目的研究內容來看，始終停留在復雜網絡演化模型框架的基礎上，憑借路由器以及自治域這兩個層面的特性來架設并描述計算機網絡拓撲結構。后期，隨著網絡平臺及信息數據的進一步延展，促使計算機網絡同步行為越來越趨于復雜化，同時，由于其復雜化行為所產生的網絡節點過于繁雜，則通過網絡同步行為來探知計算機網絡拓撲也是較為合理的策略，能夠削弱計算機網絡同步行為對整個網絡環境所帶來的負面影響。

2研究設計

通過研究以往有關的資料可知，網絡本身所具有的特性在一定程度上取決于網絡拓撲，而且，不同拓撲結構所構建出來的網絡環境，其性能也有著明顯的差異。實際上，網絡拓撲結構的設計便能夠影響網絡平臺運作的實際效能。在以往，傳統的網絡一般是規則的網絡形式，該種形式較大的特征便是它的網絡節點與其邊的連結方式較為固定，屬于一種近似封閉的網絡環境，但在復雜網絡理論支撐下的計算機網絡拓撲結構的延展性就較強，這一形式的新型網絡拓撲形態通常被人們形容為具有復雜動力學行為以及復雜拓撲結構的網絡模型，該模型的核心特性在于它的無標度性、節點廣泛且規律等方面。

2.1網絡協議分析技術的研究在當前，現代電子信息技術的普及應用，各領域針對信息管理的研究不斷深入，而且大多取得了極富價值的研究成果，并將其在實踐過程中進而驗證。從總體情況來看，基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲研究可以分成如下幾個部分來進行探索：網絡協議分析技術、計算機網絡拓撲行為的特征等。具體的網絡拓撲形態如圖1所示：從圖1中可以看出，傳統的計算機網絡拓撲結構呈現出網狀的態勢，由中心為個終端提供數據轉換等服務支持。其中，TCP/IP協議是網絡協議系統中的重要組成部分，它也是現代網絡信息管理中最核心的協議之一。在傳送數據的過程中，由于IP層的傳輸不會受到過度限制，信息的傳遞順次可能會有所改變。從網絡協議分析的基礎框架結構來看，網絡協議分析技術的理論研究內容仍有一定的挖掘空間。

2.2網絡協議分析技術的應用為網絡拓撲行為的客觀描述夯實基礎依照TCP/IP參考模型，在數據包封裝相關技術研究的基礎上，采取端口檢測以及特征值深度包檢測等協議識別技術，探究網絡協議分析的基本內容。從網絡平臺信息傳遞的效率來觀察，按照TCP/IP協議格式逐層顯示所采集到的網絡數據包的各層協議網絡字段信息，最終構建起網絡協議分析的基礎框架，整個過程較為合理。從具體情況來分析可知，總體的網絡協議分析技術是分為兩部分內容來實現的，一部分為網絡數據采集模塊，另一部分為網絡協議分析處理模塊。這兩個部分的協調運作，便能夠針對網絡拓撲行為進行客觀的描述。

3數據分析與假設檢驗

3.1探知計算機網絡行為所謂的“計算機網絡行為”，指的便是網絡運行的動態變化規律以及用戶主動或者被動采用終端設備通過Internet連接其他終端設備獲得信息數據的行為。這樣看來，計算機網絡行為是構成網絡系統的各個因素經過交互作用后而使系統表現出來的一種行為。從我國計算機網絡運行的總體情況來看，對計算機網絡行為概念的理解和掌握，能夠更好的對網絡狀態做出宏觀的預測，從而在一定程度上提高網絡的整體服務質量。

33.2在網絡協議分析技術支撐下的計算機網絡數據分析一般情況下，網絡環境中的物理地址與IP地址是互相綁定的，這樣可以穩定網絡運行環境中的各項信息資源，以便于網絡參與者執行信息傳輸與操作。但同時，也意味著當有人盜用他人網絡地址進行惡意操作時，就會給正常使用網絡的人們帶來一定的風險，易發生損失。所以，就要發揮出網絡協議分析技術的功能，通過研究物理地址與IP地址的綁定時間范圍，來確定并指認盜用網絡者的非理性行為，進而維護網絡運行安全。

3.3計算機網絡拓撲模型的架設基礎計算機網絡拓撲形態結構當中的每種形態結構都有其獨特的適用環境與搭建標準；再從傳輸技術的角度而言，網絡拓撲結構可以被劃分為兩大類，即點對點的傳播方式與廣泛散播方式，二者都能夠對網絡協議和數據采集過程產生影響，進而對計算機網絡拓撲行為帶來干擾。無論如何劃分網絡結構與形態，網絡協議分析技術需要足夠的網絡數據來支撐，只有當網絡結構中的數據庫中采集到大量的網際間信息數據時，網絡分析技術的框架才可能搭建起來。

4研究結論與建議

計算機技術的涌現為網絡信息的有序流轉提供了可能，隨著技術的不斷升級，人們渴望能夠尋找到一種切實可行的簡便方式來描述計算機的拓撲行為，因此，探知到一種基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲形態，為當前復雜網絡環境下的現代網絡運轉保駕護航?，F階段，我國各領域的發展都離不開計算機相關技術的支撐，然而，讓遇見較為特殊的實際工作要求時，就需要借助專業化的計算機軟件來輔以操作，這樣一來，就需要開展計算機軟件開發項目，以高質量的計算機軟件產品的功用來滿足用戶的個性化需求。從本質上來看，將電子信息技術在實踐領域的應用則意味產業技術的升級，同時，還代表著信息時代的發展成果。隨著電子信息技術的發展，基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲行為等方面的研究也取得了實質性的進步，進而為信息時代環境下的復雜化網絡管理提的理論支撐。

作者：張志鵬單位：渤海大學信息科學與技術學院

復雜網絡論文:復雜網絡理論計算機網絡論文

1國內文獻綜述

袁芳芳（2014）在其公開發表的文章中闡釋了一種傳統的網絡拓撲數值參考體系結構，在該體系結構的影響下，計算機拓撲體系結構可被分成五個主要層次，即過程控制、過程優化處理、生產調配、企業管理以及宏觀經濟這五個層面。復雜網絡理論的網絡拓撲模式往往需要與傳統的模式割裂開來，因其所遵循的理論基礎不盡相同。從實踐的角度來看，計算機復雜網絡信息化系統往往可以由資源管理模塊、生產執行模塊以及過程控制模塊這三部分來執行，從而能夠在復雜網絡理論的支撐下，削減網絡平臺架構中不必要的分支，以此來增強復雜環境下網絡拓撲行為客觀描述的精準度。

2研究假設與模型

復雜網絡理論是在十幾年前才被人們挖掘并總結出來的一門嶄新的理論學科，盡管該理論的研究內容并不豐富，但鑒于計算機網絡技術的快速發展及其在全社會范圍內的迅速普及，促使復雜網絡理論內容的研究也趨于成熟，并為計算機網絡拓撲特性提供了的理論分析內容，使計算機網絡拓撲成為了一種具備科學性、合理性的一種系統網絡架構，維系著網絡空間環境的有序運作，促進了互聯網領域的健康、穩定發展。而要想具體的對計算機網絡拓撲的研究假設與模型進行驗證，這就要從復雜網絡理論的框架、網絡行為內涵，以及復雜環境中的計算機網絡拓撲行為所遵循的理論基礎等方面來入手實施。

2.1復雜網絡理論的框架及其內涵

從長期以來的研究過程來看，將復雜網絡理論應用到計算機拓撲行為研究的過程中極為可行，因其能夠更為明晰地呈現出在較高技術水平下的計算機網絡拓撲結構，從而便可以對網絡性能及其流量進行更細致的分析，所得出的相關分析成果可以反作用于實踐當中，不斷提升計算機拓撲項目的延展性。復雜網絡理論的研究內容所涉及到的學科較廣，具備較強的跨學科特色，因其與數理學科、生命學科以及工程學科等諸多學科領域有著密切的關聯，同時，也正是由于復雜網絡理論本身的跨學科特性存在，對復雜網絡的定量以及定性特征的科學化理解的難度較大。其中，計算機網絡拓撲模型方面的研究較為重要，且為實踐領域提供了諸多可借鑒的經驗。除此之外，復雜網絡理論的內涵中還包括有復雜網絡上的傳播行為、搜索算法以及相繼故障等方面，這些都屬于復雜網絡理論中的核心內容。從現實的角度來看，掌握網絡拓撲行為的演進過程及其規律，便可以實現更品質的、更系統化的網絡結構管理，為網絡中各節點提供更便捷的網絡服務。

2.2復雜環境中的計算機網絡拓撲行

為所遵循的理論基礎近年來，網絡行為理論及網絡拓撲架構等項目的研究受到了日益延伸的網絡平臺的影響，在這種傳統計算機網絡理論與模式的影響下，已經不適宜進行對網絡行為的客觀描述，因此，復雜環境中的計算機網絡拓撲行為需要重新修正，并利用復雜網絡理論的核心內容來充實計算機網絡拓撲。從現實環境來看，隨著國內外各領域科學技術的不斷發展，人們的視野較以往更加開闊，對各種事物也都有了更加深刻的認識和理解，因此，人們在諸多領域的建設過程中，對于計算機軟件以及各類型電子設備的體驗與使用要求也日趨提高，簡單來說，人們對于計算機網絡平臺運行的要求有所提升。因此，在復雜網絡理論精髓內容的明確指引下，計算機網絡拓撲模型需要重新創建。

2.3針對計算機網絡同步行為的研究

從過去一段時期以來關于計算機拓撲項目的研究內容來看，始終停留在復雜網絡演化模型框架的基礎上，憑借路由器以及自治域這兩個層面的特性來架設并描述計算機網絡拓撲結構。后期，隨著網絡平臺及信息數據的進一步延展，促使計算機網絡同步行為越來越趨于復雜化，同時，由于其復雜化行為所產生的網絡節點過于繁雜，則通過網絡同步行為來探知計算機網絡拓撲也是較為合理的策略，能夠削弱計算機網絡同步行為對整個網絡環境所帶來的負面影響。

3研究設計

通過研究以往有關的資料可知，網絡本身所具有的特性在一定程度上取決于網絡拓撲，而且，不同拓撲結構所構建出來的網絡環境，其性能也有著明顯的差異。實際上，網絡拓撲結構的設計便能夠影響網絡平臺運作的實際效能。在以往，傳統的網絡一般是規則的網絡形式，該種形式較大的特征便是它的網絡節點與其邊的連結方式較為固定，屬于一種近似封閉的網絡環境，但在復雜網絡理論支撐下的計算機網絡拓撲結構的延展性就較強，這一形式的新型網絡拓撲形態通常被人們形容為具有復雜動力學行為以及復雜拓撲結構的網絡模型，該模型的核心特性在于它的無標度性、節點廣泛且規律等方面。

3.1網絡協議分析技術的研究

在當前，現代電子信息技術的普及應用，各領域針對信息管理的研究不斷深入，而且大多取得了極富價值的研究成果，并將其在實踐過程中進而驗證。從總體情況來看，基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲研究可以分成如下幾個部分來進行探索：網絡協議分析技術、計算機網絡拓撲行為的特征等。具體的網絡拓撲形態如圖1所示：從圖1中可以看出，傳統的計算機網絡拓撲結構呈現出網狀的態勢，由中心為個終端提供數據轉換等服務支持。其中，TCP/IP協議是網絡協議系統中的重要組成部分，它也是現代網絡信息管理中最核心的協議之一。在傳送數據的過程中，由于IP層的傳輸不會受到過度限制，信息的傳遞順次可能會有所改變。從網絡協議分析的基礎框架結構來看，網絡協議分析技術的理論研究內容仍有一定的挖掘空間。

3.2網絡協議分析技術的應用為網絡

拓撲行為的客觀描述夯實基礎依照TCP/IP參考模型，在數據包封裝相關技術研究的基礎上，采取端口檢測以及特征值深度包檢測等協議識別技術，探究網絡協議分析的基本內容。從網絡平臺信息傳遞的效率來觀察，按照TCP/IP協議格式逐層顯示所采集到的網絡數據包的各層協議網絡字段信息，最終構建起網絡協議分析的基礎框架，整個過程較為合理。從具體情況來分析可知，總體的網絡協議分析技術是分為兩部分內容來實現的，一部分為網絡數據采集模塊，另一部分為網絡協議分析處理模塊。這兩個部分的協調運作，便能夠針對網絡拓撲行為進行客觀的描述。

4數據分析與假設檢驗

4.1探知計算機網絡行為

所謂的“計算機網絡行為”，指的便是網絡運行的動態變化規律以及用戶主動或者被動采用終端設備通過Internet連接其他終端設備獲得信息數據的行為。這樣看來，計算機網絡行為是構成網絡系統的各個因素經過交互作用后而使系統表現出來的一種行為。從我國計算機網絡運行的總體情況來看，對計算機網絡行為概念的理解和掌握，能夠更好的對網絡狀態做出宏觀的預測，從而在一定程度上提高網絡的整體服務質量。

4.2在網絡協議分析技術支撐下的計算機網絡數據分析

一般情況下，網絡環境中的物理地址與IP地址是互相綁定的，這樣可以穩定網絡運行環境中的各項信息資源，以便于網絡參與者執行信息傳輸與操作。但同時，也意味著當有人盜用他人網絡地址進行惡意操作時，就會給正常使用網絡的人們帶來一定的風險，易發生損失。所以，就要發揮出網絡協議分析技術的功能，通過研究物理地址與IP地址的綁定時間范圍，來確定并指認盜用網絡者的非理性行為，進而維護網絡運行安全。

4.3計算機網絡拓撲模型的架設基礎

計算機網絡拓撲形態結構當中的每種形態結構都有其獨特的適用環境與搭建標準；再從傳輸技術的角度而言，網絡拓撲結構可以被劃分為兩大類，即點對點的傳播方式與廣泛散播方式，二者都能夠對網絡協議和數據采集過程產生影響，進而對計算機網絡拓撲行為帶來干擾。無論如何劃分網絡結構與形態，網絡協議分析技術需要足夠的網絡數據來支撐，只有當網絡結構中的數據庫中采集到大量的網際間信息數據時，網絡分析技術的框架才可能搭建起來。

5研究結論與建議

計算機技術的涌現為網絡信息的有序流轉提供了可能，隨著技術的不斷升級，人們渴望能夠尋找到一種切實可行的簡便方式來描述計算機的拓撲行為，因此，探知到一種基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲形態，為當前復雜網絡環境下的現代網絡運轉保駕護航?，F階段，我國各領域的發展都離不開計算機相關技術的支撐，然而，讓遇見較為特殊的實際工作要求時，就需要借助專業化的計算機軟件來輔以操作，這樣一來，就需要開展計算機軟件開發項目，以高質量的計算機軟件產品的功用來滿足用戶的個性化需求。從本質上來看，將電子信息技術在實踐領域的應用則意味產業技術的升級，同時，還代表著信息時代的發展成果。隨著電子信息技術的發展，基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲行為等方面的研究也取得了實質性的進步，進而為信息時代環境下的復雜化網絡管理提的理論支撐。

作者：張志鵬單位：渤海大學信息科學與技術學院

復雜網絡論文:基于復雜網絡的網絡輿情論文

1模型應用的必要性

基于網絡的真實數據進行實證性研究是研究網絡輿情演化規律的有力方向，但由于網絡結構復雜、海量的個體和真實數據難以獲取等原因，雖有一定進展，但成果不顯著．而通過模型構建來反應個體的觀點交互進而解釋網絡輿情的傳播規律成為大量學者的選擇．模型不是現實，而是虛構的對象，旨在通過某些可測量，在一定程度上達到與所研究現實世界的同構性．模型通常是將研究對象簡單化，關于其相關變量和交互都考慮得不夠周全，但是模型是獲得事實的有益工具．簡單的模型可以作為研究更加復雜和現實的起點，不的模型可以讓我們專注于復雜現象的特殊屬性或評估缺失變量的重要性．在網絡輿情建模研究上，有來自物理學、數學、計算機與信息科學、傳播學、心理學、社會學、情報學等多學科的學者分別在自己的研究視域內開展，不同學科的交叉更促進了其發展速度．研究者們利用統計物理學、觀點動力學、社會動力學、社會心理學等領域的方法，著重描述個體之間意見交互和觀點形成的過程，進而得出群體的宏觀輿論涌現，為后續研究儲存了深厚的積淀，并產生了深遠的影響．輿情網絡是典型的社會復雜網絡，具有復雜系統的特征．復雜網絡理論的逐步發展，提供了比以往其他方法都更有效的表達社會網絡結構及關系的方法．復雜網絡中的個體行為傳播與集體活動的演化等引發了學者們的關注．隨著社會系統的復雜化和信息技術的快速發展，網絡傳播的模式也越來越多元化復雜化，利用復雜網絡分析方法分析互聯網，尤其是Web2．0網絡中的輿情信息發生、發展、演化的機理成為一個研究熱點．

2基于復雜網絡的網絡輿情傳播模型

2．1傳染病模型由于信息傳播與病毒感染的前提條件存在一定的相似性(有向性和相鄰性等)，并且具有相同的動力學特點，所以傳染病模型被借以模擬網絡輿論尤其是謠言的傳播［7］．傳染病模型最早是1926年Kermack和McKen-drick構造的SIR(susceptibleinfectedrecovered)模型，以及1932年提出的SIS(susceptibleinfectedsus-ceptible)模型．在SIR模型中，將人群分為易感人群(S)，染病人群(I)和免疫人群(R)．該模型適用于染病后自動免疫并不會被二次感染的疾病，如水痘、百日咳，或者不能治愈終會死亡的疾病，如艾滋病等．SIS模型則只有易感人群和染病人群，適用于被治愈以后仍然恢復為易感人群的疾?。畬τ谕恢{言，接觸的次數并不影響已經被傳播的后果，所以很多謠言傳播模型借鑒了SIR模型．Daley和Kendal在1965年首次根據流行病模型構建了謠言傳播的D－K模型，該模型借助隨機過程理論，將謠言相關個體分為三類，未聽說過謠言(相當于易感人群)，傳播謠言的人(相當于染病人群)和聽說過謠言但不傳播(相當于免疫人群)，并假定角色以一定概率轉換．Maki和Thompson等隨后構建了M－T模型［9］．這兩個模型在謠言傳播上得到廣泛使用．隨著復雜網絡的興起，謠言傳播重新被學者重視，并取得了較大的研究進展．Kitsak等將謠言傳播的SIS模型和SIR模型應用在了一些真實復雜網絡中，分別為:LiveJournal．com上的550萬人的朋友圈、倫敦大學學院計算機科學系的郵件聯系網、瑞典的病人聯系網和imdb．com上提供的電影演員的合作網絡，并得出了一些重要結論．Zanette首次應用了小世界網絡理論研究謠言傳播，建立了SIR平均場方程，結論顯示，謠言傳播有一定的臨界值．隨后，Zanette比較了謠言傳播在小世界網絡和動態小世界(dynamicsmallworlds)兩種復雜網絡機制下的異同，結果顯示，動態小世界網絡更接近實際，并具有易分析和便于數值處理等優勢．Moreno和Nekovee則在無標度網上了構建了謠言傳播模型，并對隨機分析和計算機模擬兩種分析方法得出的結論進行了比較．Xiong等提出了SCIR模型，該模型側重微博轉發行為導致的信息傳播，其中，C表示已獲知信息但對是否轉發該信息尚處于猶豫狀態，并基于規則網格和無標度網絡進行了仿真．國內也有大批研究成果出現．潘灶峰和汪小帆等在改進的無標度網絡(聚類系數可變)上構建了謠言傳播模型，發現增加網絡聚類系統，即增加信息的透明度是抵制謠言的有效手段．陳靜等綜合了SIS模型和SIR模型，提出了針對在線網絡傳播形式的SICRS傳播模型．該模型加入了起過渡作用的治療狀態(cured)，通過對該模型的仿真，發現了復雜網絡尤其是無標度網絡中輿情傳播的三階段規律:初期的爆發、中期的周期性波動和后期的穩定狀態．此外，作者還具體闡述了輿情傳播的影響因子．陳福集等［20］重要關注了網絡輿情傳播建模中的衍生效應，通過仿真的數值設定實驗，在傳統SEIRS模型基礎上引入話題衍生率，同時考慮輿情傳播的社會影響作用和個體記憶因素等，分析其對輿情傳播的影響．陳波基于泛在媒體環境，考慮現有模型對網絡個體狀態處理太過簡單，引入了兩個新的變量:直接免疫率和潛伏個體，建立了一個帶直接免疫的SEIR模型，并采用了starlogo仿真軟件驗證了該模型．朱恒民等將SEIR模型應用到BA無標度網絡上，重點考慮媒體對網絡輿情話題傳播的影響，提出了輿情話題傳播模型，結果表明，媒體會加快輿情傳播速度．錢穎基于SIR模型建立了微博輿情的傳播模型．

2．2觀點動力學模型研究輿論或共識形成過程的模型可以追溯到應用數學領域的French模型，該模型創建于1956年，研究在離散條件下，考慮個體以某種不同權重值采用他人意見時，團隊內部的意見相互影響的復雜性問題．隨著問題不斷被研究者重視，出現了多個能用于模擬網絡輿情傳播的模型，經典的元胞自動機模型、Sznajd模型、Hegselmann－Krause模型、Deffuant模型、Wu－Huberman模型等均在一定程度上影響了后續網絡輿情傳播模型的構建．隨后，大量學者將觀點動力學上的模型應用到輿情中觀點的傳播，進一步考察輿論的形成等．Alves［等首次提出宏觀的輿論模型正逐漸被基于局部個體空間相互作用的微觀離散動力學模型所代替．國內學者紛紛在元胞自動機模型的基礎上提出多個改進模型．方薇團隊考慮元胞堅定性特點設計了元胞移動遍歷的輿情傳播模型，并進一步構建了協同元胞自動機模型．王鹍鵬提出了三位元胞自動機模型來模擬網絡輿情傳播動態．潘新等改進了Wu－Huberman模型，考慮社會網絡中的個體交互，構建了網絡輿情傳播模型，該模型可用來衡量輿情傳播的速度．

2．3其他模型博弈論因為其分析個體關系的優越性，被應用到網絡輿情傳播中．王楊等基于博弈論，考慮網絡社區內外部對輿情傳播的影響，構建了網絡輿情的傳播模型．結果表明，網絡輿情在網絡社區中的傳播具有初期傳播穩定、后期形成具有影響力的輿論的一般特點．韓少春、劉錦德等利用了不信息演化博弈模型，分析了網絡輿情傳播的羊群行為，并提出了控制羊群行為的主要策略．其他學者拋開經典模型，嘗試構建新的病毒模型來模擬輿情傳播、模擬群體極化的動力模型;也有學者利用復雜網絡的方法，分析網絡輿情傳播的特點和規律，或者構建相應的模型，對實際的網絡輿情引導起到指導作用，例如在新浪微博、高校BBS等方面的應用．

3現有研究的總結及發展趨勢

3．1研究總結

3．1．1建模方法多數網絡輿情傳播模型采用了自上而下的建模方法，重點關注網絡輿情宏觀的演變及群體整體的觀點變化．這類模型將研究對象看成一個系統，在不同層次研究系統的整體．最典型就是利用傳染病模型模擬謠言傳播過程進而反映網絡輿論的傳播過程．

3．1．2建模工具基于復雜網絡的模型構建，利用恰當的軟件或工具能起到事半功倍的效果．目前常用的建模工具有Starlogo、Netlogo、Swarm、Ucinet、Pa-thon等軟件工具．也有不少學者自行開發了相關軟件平臺，如武漢大學信息管理學院開發了NEView-er，用于復雜網絡的演化分析，這些工具都在相關研究中發揮了重要的作用．

3．1．3模型對實踐的指導目前，大多是結合理論研究和實證分析來研究網絡輿情傳播的規律和特點，從理論上深入探討網絡輿情傳播演化的數學或物理模型，建立清晰的理論框架，同時在大數據的背景上，借助數據倉庫和數據挖掘等先進信息技術獲取大量實證數據，驗證理論模型的有效性，修正理論模型的假設．盡管目前已構建了基于不同理論基礎的多個模型，但是模型如何指導實踐，用于引導網絡輿情朝正確方向發展，或控制負面輿情的發展等方面，仍需要進一步深入研究．

3．2發展趨勢隨著復雜網絡理論的不斷發展，網絡拓撲結構更加接近真實網絡，促進了基于復雜網絡理論建模的復興．通過網絡微觀生產機制來探尋網絡宏觀性質成為一項有意義且具有挑戰性的工作．盡管統計物理學和數學等學科領域的經典模型可以借助到網絡輿情的觀點演化研究上，學者也展開了一些實際的應用研究，但是社會網絡的復雜性，使得目前學界的研究成果對于描述實際網絡輿情演化狀況仍顯簡化，存在較大的改進空間．移動網絡已成為更重要的輿情傳播陣地，所以針對移動網絡社區的輿情傳播特性，例如微信群等，構建相應模型將成為一個新的研究熱點．自適應網絡代表了一類新的網絡結構和網絡行為，主要特點是能夠相互反饋，這類網絡能夠反應真實的合作演化過程，所以流行病模型在自適應網絡上的應用受到越來越多的關注。

作者：任立肖檀柏紅張亮單位：天津科技大學經濟與管理學院

復雜網絡論文:復雜網絡數據挖掘論文

1復雜網絡數據流密度分析

對于一個多種網絡形式并存的復雜網絡，假設復雜網絡作為一個網絡社區，在復雜網絡中存在的網絡類型數即社區數。我們用一個無向遍歷圖GV,E來表示整個網絡社區，如果網絡中有兩個節點有兩條不重合的網絡路徑，則說明這兩個節點處于一個網絡環路當中，網絡中的數據流需要經過網絡環路到達特定的節點。當在某個時間段里需要傳送的數據流個數大于網絡節點數時，則說明該網絡的數據流密度較大，為了能夠地在復雜網絡中挖掘出所需的數據流，則需要根據數據流密度來劃分整個網絡社區，尋找數據流處于哪個社區，再確定數據流所在社區的環路。在這里我們通過設計算法確定網絡數據流密度，來對復雜網絡進行社區劃分，再對社區進行無向環路遍歷，并通過遍歷得到該社區網絡的所環路，確定所需查詢的數據流位于哪個環路。以下為復雜網絡中需要用到的符號說明。

2增量子空間數據挖掘算法

為了能夠有效地在復雜網絡中挖掘出目的數據流，使用了復雜網絡數據流密度的分析方法在對復雜網絡進行社區劃分后，通過對社區網絡進行無向環路遍歷并得到社區網絡的所有環路。接下來挖掘算法先后挖掘出目的數據流所屬的社區以及環路，最終確定目的數據流的具體位置。

2.1基于社區網絡遍歷的數據流挖掘

當數據流i與社區k的相關度較大時，說明數據流i位于社區k的可能性就較大。但是當多個數據流的大小區別不大時，以數據流的大小作為指標來定義相關度會導致挖掘精度較低。這里我們也引入數據流的特征集和數據流中的分組隊列長度來計算相關度。

2.2基于多增量空間的數據流挖掘

在采用基于社區網絡遍歷的數據流挖掘方法得到數據流的所屬社區后，我們接著采用基于多增量空間的數據流挖掘方法來挖掘出數據流的所屬環路。先將社區網絡的環路進行多增量空間擴展，即先得到

目標數據流所經過的環路，再得到數據流所經過的節點與時間的相關系數，這樣就可以在時空上確定目的數據流位于環路的哪個節點中。

3實驗結果

為了驗證本文提出的基于復雜網絡數據流密度的增量子空間數據挖掘算法的效果，我們通過matlab7.0軟件進行算法仿真，其中仿真的復雜網絡由多種網絡形式組成，網絡節點有200個，數據流大小為500bytes，節點的接收能耗為10nJ/bit，發射能耗為50nJ/bit，進行信號處理和功率放大的能耗為10nJ/bit。其他節點干擾而產生的能量消耗為5nJ/bit。在對本文算法進行分析的過程中，我們采用了對比分析的方法，Lopez-Yanez等人提出一種基于時間序列數據挖掘的新的關聯模型，該模型是基于伽瑪分類，是一種監督模式識別模型，目的是為了挖掘已知模式中的時間序列，以預測未知的值。由Negrevergne等人提出的一種PARAMINER算法：一個通用的模式挖掘算法的多核架構。多核架構采用的是一種新的數據集縮減技術（稱之為EL-還原），在算法中通過結合新的技術用于處理多核心架構的并行執行數據集。為了驗證本文算法的挖掘有效性，我們分別在增多節點數量和社區網絡數的情況下獲取算法的數據挖掘精度。實驗采用的精度為NMI[16]，實驗結果如圖3和圖4所示。在不同節點數量下基于復雜網絡數據流密度的增量子空間數據挖掘算法的挖掘精度更高，挖掘精度高于85%，而文獻[14]的挖掘精度在77%以上，挖掘精度在76%以上。因為、提出的關聯模型、提出的多核架構沒有把握數據流在不同時間段里與環路位置的相關情況。而本文算法采用社區網絡遍歷和多增量空間的方法可以有效地確定這種相關性。圖4為不同社區數下的算法挖掘精度，從圖中可以看出，當社區網絡的種類增多時，會對算法的挖掘精度造成影響，本文算法的挖掘精度在社區數為10時是95.7%，當社區數增加到50時為87.5%。而基于時間序列數據挖掘方法的挖掘精度在社區數為10時是88.6%，在社區數為50時是77.4%，而PARAMINER算法在社區數為10時是86.7%，社區數為50時是78.2%。因此從數據分析來看，本文算法的數據挖掘精度在社區數增多時仍能保持在較高水平。

4結論

為了提高網絡數據流的挖掘精度，本文提出了一種基于復雜網絡數據流密度的增量子空間數據挖掘算法，該算法對復雜網絡進行數據流密度分析，根據數據流密度并采用無向環路遍歷的方法來劃分整個網絡社區，確定數據流所屬社區。利用基于社區網絡遍歷的數據流挖掘方法來挖掘出數據流位于哪一個社區，接著采用基于多增量空間的數據流挖掘方法來挖掘出數據流的所屬環路，并最終確定數據流在某一刻時間里位于哪個節點。在實驗中通過數據分析和對比，證明了算法在數據挖掘精度上的有效性。

作者:侯燕李巍文喬農單位:周口師范學院西南科技大學

復雜網絡論文:關于計算機復雜網絡交疊團分析與信息挖掘研究論文

摘要:針對復雜網絡交疊團的聚類與模糊分析方法設計問題,給出一種新的模糊度量及相應的模糊聚類方法,并以新度量為基礎,設計出兩種挖掘網絡模糊拓撲特征的新指標:團間連接緊密程度和模糊點對交疊團的連接貢獻度,并將其用于網絡交疊模塊拓撲結構宏觀分析和團間關鍵點提取。實驗結果表明,使用該聚類與分析方法不僅可以獲得模糊團結構,而且能夠揭示出新的網絡特征。該方法為復雜網絡聚類后分析提供了新的視角。

針對復雜網絡交疊團的聚類與模糊剖析辦法設計Issue(問題),給出一種新的模糊度量及對應的模糊聚類辦法,并以新度量為根底,設計出兩種發掘網絡模糊拓撲特征的新目標:團間銜接嚴密水平和模糊點對交疊團的銜接奉獻度,并將其用于網絡交疊模塊拓撲構造微觀剖析和團間關鍵點提取。實驗后果標明,運用該聚類與剖析辦法不只能夠取得模糊勾結構,并且可以提醒出新的網絡特征。該辦法為復雜網絡聚類后剖析提供了新的視角。

關鍵詞:網絡模糊聚類;團—點相似度;團間連接緊密度;團間連接貢獻度;對稱非負矩陣分解;網絡宏觀拓撲

團結構是復雜網絡普遍而又重要的拓撲屬性之一,具有團內連接緊密、團間連接稀疏的特點。網絡團結構提取是復雜網絡分析中的一個基本步驟。揭示網絡團結構的復雜網絡聚類方法[1~5]對分析復雜網絡拓撲結構、理解其功能、發現其隱含模式以及預測網絡行為都具有十分重要的理論意義和廣泛的應用前景。目前,大多數提取方法不考慮重疊網絡團結構,但在多數網絡應用中,重疊團結構更為普遍,也更具有實際意義。

現有的網絡重疊團結構提取方法[6~10]多數只對團間模糊點進行初步分析,如Nepusz等人[9,10]的模糊點提取。針對網絡交疊團結構的深入拓撲分析,本文介紹一種新的團—點相似度模糊度量。由于含有確定的物理含意和更為豐富的拓撲信息,用這種模糊度量可進一步導出團與團的連接緊密程度,以及模糊節點對兩團聯系的貢獻程度,并設計出新指標和定量關系來深度分析網絡宏觀拓撲連接模式和提取關鍵連接節點。本文在三個實際網絡上作了實驗分析,其結果表明,本方法所挖掘出的網絡拓撲特征信息為網絡的模糊聚類后分析提供了新的視角。

1新模糊度量和化逼近方法

設A=[Aij]n×n(Aij≥0)為n點權重無向網絡G(V,E)的鄰接矩陣,Y是由A產生的特征矩陣,表征點—點距離,Yij>0。假設圖G的n個節點劃分到r個交疊團中,用非負r×n維矩陣W=[Wki]r×n來表示團—點關系,Wki為節點i與第k個團的關系緊密程度或相似度。W稱為團—點相似度矩陣。令Mij=rk=1WkiWkj(1)

若Wki能反映點i與團k的緊密度,則Mij可視為對點i、j間相似度Yij的一個近似。所以可用矩陣W來重構Y,視為用團—點相似度W對點—點相似度Y的估計:

WTWY(2)

用歐式距離構造如下目標函數:minW≥0FG(Y,W)=Y-WTWF=12ij[(Y-WTW)。(Y-WTW)]ij(3)

其中:?F為歐氏距離;A。B表示矩陣A、B的Hadamard矩陣乘法。由此,模糊度量W的實現問題轉換為一個化問題,即尋找合適的W使式(3)定義的目標函數達到最小值。

式(3)本質上是一種矩陣分解,被稱為對稱非負矩陣分解,或s-NMF(symmetricalnon-negativematrixfactorization)。s-NMF的求解與非負矩陣分解NMF[11,12]的求解方法非常類似。非負矩陣分解將數據分解為兩個非負矩陣的乘積,得到對原數據的簡化描述,被廣泛應用于各種數據分析領域。類似NMF的求解,s-NMF可視為加入限制條件(H=W)下的NMF。給出s-NMF的迭代式如下:

Wk+1=Wk。[WkY]/[WkWTkWk](4)

其中:[A]/[B]為矩陣A和B的Hadamard矩陣除法。

由于在NMF中引入了限制條件,s-NMF的解集是NMF的子集,即式(4)的迭代結果必落入NMF的穩定點集合中符合附加條件(H=W)的部分,由此決定s-NMF的收斂性。

在求解W之前還需要確定特征矩陣。本文選擴散核[13]為被逼近的特征矩陣。擴散核有明確的物理含義,它通過計算節點間的路徑數給出任意兩節點間的相似度,能描述網絡節點間的大尺度范圍關系,當兩點間路徑數增加時,其相似度也增大。擴散核矩陣被定義為K=exp(-βL)(5)

其中:參數β用于控制相似度的擴散程度,本文取β=0.1;L是網絡G的拉普拉斯矩陣:

Lij=-Aiji≠j

kAiki=j(6)

作為相似度的特征矩陣應該是擴散核矩陣K的歸一化形式:

Yij=Kij/(KiiKjj)1/2(7)

基于擴散核的物理含義,團—點相似度W也具有了物理含義:團到點的路徑數。實際上,W就是聚類結果,對其列歸一化即可得模糊隸屬度,需要硬聚類結果時,則選取某點所對應列中相似度值較大的團為最終所屬團。

2團—團關系度量

團—點相似度W使得定量刻畫網絡中的其他拓撲關系成為可能。正如WTW可被用來作為點與點的相似度的一個估計,同樣可用W來估計團—團關系:

Z=WWT(8)

其物理含義是團與團間的路徑條數。很明顯,Z的非對角元ZJK刻畫團J與團K之間的緊密程度,或團間重疊度,對角元ZJJ則刻畫團J的團內密度。

以圖1中的對稱網絡為例,二分團時算得

Z=WWT=1.33760.0353

0.03531.3376

由于圖1中的網絡是對稱網絡,兩團具有同樣的拓撲連接模式,它們有相同的團內密度1.3376,而團間重疊度為0.0353。

3團間連接貢獻度

ZJK度量了團J與團K間的重疊程度:

ZJK=na=1WJaWKa(9)

其中:WJaWKa是這個總量來自于點a的分量。下面定義一個新指標來量化給定點對團間連接的貢獻。假設點i是同時連接J、K兩團的團間某點,定義點i對團J和團K的團間連接貢獻度為

Bi=[(WJiWKi)/(na=1WJaWKa)]×(10)

顯然,那些團間連接貢獻大的點應處于網絡中連接各團的關鍵位置,它們對團間連接的穩定性負主要責任。將這種在團與團間起關鍵連接作用的點稱為關鍵連接點。為了設定合適的閾值來提取團間關鍵連接點,本文一律取B>10%的點為關鍵連接點。

4實驗與結果分析

下面將在三個實際網絡上展開實驗,首先根據指定分團個數計算出團—點相似度W,然后用W計算團—團關系和B值,并提取關鍵連接點。

4.1海豚社會網

由Lusseau等人[14]給出的瓶鼻海豚社會網來自對一個62個成員的瓶鼻海豚社會網絡長達七年的觀測,節點表示海豚,連線為對某兩只海豚非偶然同時出現的記錄。圖2(a)中名為SN100(點36)的海豚在一段時間內消失,導致這個海豚網絡分裂為兩部分。

使用s-NMF算法聚類,海豚網絡分為兩團時,除30和39兩點外,其他點的分團結果與實際觀測相同,如圖2(a)所示。計算B值并根據閾值提取出的五個關鍵連接點:1、7、28、36、40(虛線圈內),它們對兩團連接起到至關重要的作用。圖2(b)為這五點的B值柱狀圖。該圖顯示,節點36(SN100)是五個關鍵連接點中B值較大者,對連接兩團貢獻較大。某種程度上,這個結果可以解釋為什么海豚SN100的消失導致了整個網絡最終分裂的影響。本例說明,s-NMF算法及團間連接貢獻程度指標在分析、預測社會網絡演化方面有著獨具特色的作用。

4.2SantaFe科學合作網

用本算法對Newman等人提供的SantaFe科學合作網絡[15]加以測試。271個節點表示涵蓋四個學術領域的學者,學者合作發表文章產生網絡連接,構成了一個加權合作網絡。將本算法用于網絡中一個包含118個節點的較大孤立團,如圖3(a)所示。公務員之家

圖3(a)中,四個學科所對應的主要組成部分都被正確地分離出來,mathematicalecology(灰菱形)和agent-basedmodels(白方塊)與文獻[15]的結果一致,中間的大模塊statisticalphysics又被細分為四個小塊,以不同灰度區分。計算了24個點的團間連接度貢獻值B,從中分離出11個B值大于10%的點作為關鍵連接點:1、2、4、6、11、12、20、47、50、56、57,其標號在橫軸下方標出,見圖3(b),并在圖3(a)中用黑色圓圈標記,這些連接點對應那些具有多種學科興趣、積極參與交叉研究的學者。除去這11個點時,整個網絡的連接布局被破壞,見圖3(a)下方灰色背景縮小圖,可見關鍵連接點的確起到重要的溝通各模塊的作用。

4.3雜志索引網絡

在Rosvall等人[16]建立的2004年雜志索引網絡上進行測試。網絡節點代表雜志,分為物理學(方形)、化學(方形)、生物學(菱形)、生態學(三角形)四個學科領域,每個學科中各選10份影響因子較高的刊物,共40個節點,若某刊物文章引用了另一刊物文章,則兩刊間有一條連線,形成189條連接。使用s-NMF對該網4分團時,聚類結果與實際分團情況一致,如圖4(a)所示。

由本算法得出的團—點相似度W在網絡宏觀拓撲結構的挖掘方面有非常有趣的應用,如第2章所述,用W計算團—團相似度矩陣Z=WWT,其對角元是團內連接密度,非對角元表征團與團的連接緊密程度,故Z可被視為對原網絡的一種“壓縮表示”。如果將團換成“點”,將團與團之間的連接換成“邊”,利用Z的非對角元,就能構造出原網絡的一個壓縮投影網絡,如圖4(b)所示。這是原網絡的一個降維示意圖,也是團與團之間關系定量刻畫的形象表述,定量地反映了原網絡在特定分團數下的“宏觀(全局)拓撲輪廓”,圖上團間連線色深和粗細表示連接緊密程度。由圖4(b)可以看到,physics和chemistry連接最緊密,而chemistry與biology和biology與ecology次之。由此推測,如果減少分團數,將相鄰兩團合并,連接最緊密的兩團必首先合并為一個團。實際情況正是如此:分團數為3時,biology和ecology各自獨立成團,physics和chemistry合并為一個大團,這與文獻[11]結果一致。

5討論

網絡模糊聚類能幫助研究者進一步對團間的一些特殊點進行定量分析,如Nepusz等人[9]用一種橋值公式來刻畫節點在多個團間的共享程度,即節點從屬度的模糊程度。而本文的團間連接貢獻度B反映出節點在團間連接中所起的作用大小。本質上它們是不同的兩種概念,同時它們也都是網絡模糊分析中所特有的。團間連接貢獻度指標的提出,將研究引向對節點在網絡宏觀拓撲模式中的影響力的關注,是本方法的一個獨特貢獻。無疑,關鍵連接點對團間連接的穩定性起到很大作用,如果要迅速切斷團間聯系,改變網絡的宏觀拓撲格局,首先攻擊關鍵連接點(如海豚網中的SD100)是最有效的方法。團間連接貢獻度這一定義的基礎來自于對團與團連接關系(Z)的定量刻畫,這個定量關系用以往的模糊隸屬度概念無法得到。由于W有明確的物理含義,使得由W導出的團—團關系Z也具有了物理含義,這對網絡的宏觀拓撲分析非常有利。

6結束語

針對復雜網絡交疊團現象,本文給出了一個新的聚類后模糊分析框架。它不僅能對網絡進行模糊聚類,而且支持對交疊結構的模糊分析,如關鍵點的識別和網絡宏觀拓撲圖的提取。使用這些新方法、新指標能夠深入挖掘潛藏于網絡的拓撲信息。從本文的聚類后分析不難看出,網絡模糊聚類的作用不僅在于聚類本身,還在于模糊聚類結果能夠為網絡拓撲深入分析和信息挖掘提供支持,而硬聚類則不能。今后將致力于對團間連接貢獻度指標進行更為深入的統計研究。

復雜網絡論文:交通運輸網絡復雜性研究

摘要：在實際生活中很多系統都可以抽象為節點與便組成的網絡系統，尤其是隨著經濟建設的不斷加深以及科學技術水平的不斷提高，網絡的復雜程度也在不斷加深，交通運輸與我們的生活息息相關，同時經濟的發展也離不開交通作為中間的重要環節。因此交通運輸網絡是社會和經濟發展的重要基礎，然而作為一項巨型的網絡系統，我們應該并且深入的了解其內在運行機制與規律，從而提高交通運輸網絡的管理水平，使其發揮更大的作用。針對交通運輸網絡的復雜性進行簡要分析，并且提出相關的建議。

關鍵詞：交通運輸網絡；復雜性；研究；建議

隨著經濟發展的不斷深化，近些年來交通運輸網絡的研究已經成為了國內外的一個熱點項目，盡管逐漸受到了重視，并且研究的程度也逐漸加深，但是效果卻并不明顯。交通運輸網絡不僅僅只包括陸地上的公路、鐵路等，還包括航空網絡和航海網絡，盡管這三者之間的類型、功能以及規模都存在很大的不同之處，但是這三者之間卻有著一定的聯系。對于一個網絡來說，是由點和線組成的，所以如果網絡之中重要的節點遭到了破壞則會影響整個網絡的功能，使其不再具有連通性。對交通運輸進行研究不僅可以提供更好的交通運輸條件，還可以使交通運輸設計得到優化。

1交通運輸網絡復雜性的研究現狀

1.1從復雜網絡角度分析。作為一門剛剛開始的新綜合交叉學科，交通網絡復雜性的研究是將交通科學與復雜科學相結合而產生的，因為交通網絡作為一種典型的復雜網絡所以受到了復雜網絡研究領域的重視，同時研究交通運輸網絡的復雜性也可以對現今的交通運輸網絡進行改進與優化，使其發揮較大的功效。在針對交通運輸網絡進行研究時應該依據不同的網絡采取不同的研究方法，首先航空網絡應該是交通運輸網絡中具有代表性的，因為在所有交通運輸網絡中航空運輸網絡的發展是最早的，在行業內部數據也比較完備，同時一直以來都受到學者的廣泛研究，所以在學術研究方面也具有一定的基礎，在針對航空網絡研究時往往采用L空間。另外，在城市街道網絡研究時往往采用原始和對偶兩種方式進行研究，因為如果只是采用原始法研究，雖然可以保留該地區原始的一些地理信息，但是在所得到的網絡點度上卻沒有明顯的無標度性，所以綜合對偶方式進行研究，解決原始法沒有無標度性的問題。另外，對于鐵路網絡、船運網絡等通常也采取L空間和P空間?？傊?，在進行不同類型的交通運輸網絡系統研究時，應該根據具體的需要采取最適宜的方式進行研究。

1.2從交通科學角度分析。隨著科學研究水平的逐漸加深，交通科學領域的學者已經逐漸注意到復雜科學和復雜網絡理論之間的聯系，并且正在向著將交通科學應用于交通網絡復雜性研究的領域發展。在交通科學領域可以采用交通流分配問題、控制理論以及動力學等多種手段為交通運輸的研究做出貢獻，在交通運輸網絡的研究中一直都是以追求一個平衡狀態為標準的，例如針對一個交通網絡的旅行時間最小的平衡設計，交通運輸網絡的出行成本與交通流量之間成正比例關系，即出行成本隨著交通流量的增加而增多，期間由于交通流量的增多而導致的交通堵塞與擁擠會使成本也隨之增加，在不斷的反復過程中交通網絡會出現一種平衡狀態。從整體來講，目前我國交通學者們已經開始重視交通網絡復雜性的問題，隨著研究時間的不斷增長以及投入力度的不斷加大，到目前為止已經取得了重要的成果。但是對于徹底了解交通運輸網絡復雜性來說還有一定的距離，所以仍然需要在此方面努力。

2交通運輸網絡復雜性研究的難點

在交通運輸網絡復雜性研究方面盡管近年來已經逐漸受到了重視，并且也得到很大的發展，但是針對其中的一些難點仍然沒有科學的解決。在刻畫研究方面缺少系統的理論基礎知識并且刻畫的程序也不夠完整，另外，在刻畫方面由于需要以大量的數據作為基礎，因此需要需要一段時間才能夠進行有效的刻畫，所以在實際中影響了刻畫方法的實用性。最關鍵的是對于交通運輸網絡復雜性的認識還只是停留在比較淺顯的階段，對于復雜性的管理與控制仍然處于空白的狀態。

3對于研究過程中一些關鍵問題的解決方案

交通網絡作為無標度的網絡，在研究時應該考慮如何找到公共網絡的集散點，并且將研究的內容與實踐性很強的公交網絡平衡配流研究相結合。首先是HUB點的確定，及時步就是對交通運輸網絡中各條路段流量的確定，一般可以應用公交網絡用戶平衡配流的方法可以實現，并且度很高；但是實際中有時候需要對某一路徑的流量給出的值，面對這種要求需要采用極大熵網絡模型對該平衡網絡進行求解，得出的路徑流量；另外，在對網絡中某個點進行流量求解時需要依靠前面步驟求得的路徑流量，即用已經求得的路徑流量簡介算某點的流量；另外，對于交通運輸網絡中站點的處理不只是要求求出流量，還要根據求得流量的大小對站點進行排序，之后計算出每一個站點流量在總流量中占據的比例，找出網絡中的HUB點，上述這種方法是目前國際上所研究出的一種既可以找出HUB點度又很高的方法。在實際研究中對現實的交通網絡應用無標度網絡的理論進行網絡規劃、設計、建設及管理是當前研究的主要方向，應該針對研究之中遇到的問題進行有效解決。上述方法是包括了所有能夠上下乘客的節點網絡，然而實際的情況卻與此有較大的差別，如果將多種交通交通工具進行轉換這一事實加入到分析的條件中，則情況就應該另行考慮?？梢詫⒛芰s束問題進行兩方面的分類，即不考慮能力限制與考慮能力限制兩種?？傊?，交通運輸網絡具有復雜性，實際研究時需要考慮的約束條件有很多，因此需要交通學者在分析交通網絡時要有足夠的耐心，并且考慮所有涉及到的條件以及情況，只有這樣才能夠保障研究結果具有一定的意義。

4交通運輸網絡復雜性研究的方向

交通運輸的主要目的就是為人們帶來生活上的方便，所以在研究方向上應該構建出一套規范的基礎理論和程序，并且針對上文提到的需要大量的數據才能夠進行刻畫的情況應該進行適當的改進，使小數據也可以適用，另外，應該將復雜性刻畫應用于交通運輸系統的管理和控制之中。以上所提到的就是當前研究的方向，想要實現交通運輸系統的科學管理，首先必須做的就是對交通運輸系統有一個的了解，之后以此為基礎進行復雜性的研究，應用復雜性科學的理論與方法對系統的復雜性績效刻畫，并且根據結果選擇最為適合的科學方法對交通運輸網絡進行控制與管理，同時這也是交通運輸網絡系統管理的發展方向。無論對哪個系統進行研究，首先都必須要明確所研究的方向，研究交通網絡的復雜性就必須要在明確研究方向的前提下進行，針對其中的一些問題找到合適的解決辦法。

5結論

隨著經濟發展速度的不斷加快以及科學技術信息的不斷發展，網絡的概念已經深入到了各個系統之中，網絡將一個系統中的各個散點與分離的部分相結合起來，交通運輸網絡作為復雜性網絡的代表已經引起了交通學者的關注。針對交通運輸網絡研究的現狀可以從復雜網絡角度和交通科學角度進行分析，得出結論，明確研究過程中的難點，并且給出合理的解決方案，也可以針對其中存在的問題提出擬解決方案。要根據實際研究情況明確研究方向，使交通運輸的管理與控制系統化。

復雜網絡論文:網絡信息下的復雜工業過程建模與控制

摘要：復雜工業過程控制在工業生產中有著重要作用，其不僅能提高工業生產效率，而且能更好保障工業生產質量、降低能耗，從而促進工業發展。復雜工業過程控制存在著一定的繁瑣性，且控制過程極易遭受人為因素及外部客觀因素的影響，所以對復雜工業過程進行建模有著重大意義。在網絡信息模式下，復雜工業越來越趨于現代化，控制過程也逐漸變得智能化以及自動化。該文主要以復雜工業過程為研究對象，對網絡信息模式下復雜工業過程的建模與控制進行了合理分析，提出了一些建議。

關鍵詞：網絡信息模式；復雜工業過程；建模；控制

在社會經濟的推動下，我國的現代化工業得到了較好發展，各類工業產品不斷涌現，順應了城市化發展的潮流。在復雜工業生產過程中，對其過程進行控制有著重要作用，不僅能促進復雜工業的規范生產、降低風險因素，而且能提高工業生產質量。但是復雜工業過程控制存在較多隱患。因此，在網絡信息模式下，如何通過復雜工業過程建模實現有效控制成為我們面臨的重大問題。

1網絡信息模式下復雜工業過程建模與控制概要

在社會經濟的推動下，我國的各種科學技術有了較大發展，給復雜工業的進步帶來了一定機遇。隨著現代化工業不斷發展，工業控制的重要性越來越突出，其不僅是保障工業生產順利進行的關鍵，也是提高生產質量、降低能耗的重要途徑，因此，加強復雜工業過程控制有著重大意義。在網絡信息模式下，各類信息技術被引用進復雜工業控制中，致使過程控制體系越來越繁瑣，涉及的內容也不斷增多。在許多復雜工業中，控制系統都呈現出龐大、繁瑣的狀態，包括電力、化工、煉油等方面，整體控制系統存在著多種子系統，各子系統之間都存在一定的聯系，而且與外部也有著緊密關聯，致使過程控制系統極易遭受外部客觀因素的影響。復雜工業過程對控制系統提出了較高要求，因此，在對復雜工業過程進行控制時，我們不僅要對每個控制環節進行調控，而且基于復雜工業的特性，我們必須對整個過程控制系統進行優化，這樣才能更好提高工業生產質量、降低整體能耗。在復雜工業過程傳統的控制的理念中，我們大都偏重于控制系統的輸入以及輸出，沒有從整體性進行考慮。但是在實際情況中，隨著網絡信息的不斷發展，現代化工業過程越來越復雜，控制系統也越來越繁瑣，各子系統之間的聯系也越來越緊密，在這種情況下，傳統的控制理念難以發揮出較好效果，整體控制質量也并不高。很多我們在對復雜工業進行控制時，往往只從復雜工業生產的一個循環進行考慮，但是基于復雜工業特性，其生產過程的每個循環之間都有著緊密聯系，因此，傳統的控制理念已經難以適應現代工業發展的需求。在網絡信息模式下，控制系統的子模塊不斷增多，復雜性也逐漸增強，所以我們必須對現有的復雜工業過程控制模式進行優化，并通過過程建模更好發揮出過程控制的作用，從而更好促進復雜工業的生產。

2網絡信息模式下復雜工業過程建模與控制方法

2.1網絡信息模式下復雜工業過程建模分析

在網絡信息模式下，基于復雜工業特性，我們在對其過程進行建模時，需從多方面進行考慮，深入分析復雜工業過程的控制理念，從而更好實現復雜工業過程有效控制。基于復雜工業運作特性，其要求軟測量模型能夠自動適應工業運作過程，一般情況下，我們會通過一定的樣本數據在滑動窗口的作用下進行在線建模，但是在實際情況中，這種建模方式無法在保障建模速度的同時較好維持一定的建模精度。因此，面對這種問題，我們可以采用在線核偏最小二乘KPLS建模法，這種建模法以相關數據為建?；A，在實際中能起到較好作用。一些學者對多變量過程故障診斷進行了深入研究，并對一些統計學方法進行了合理分析，包括獨立成分分析法、主成分分析法等，并將其引進復雜工業過程建模。我們可以將一些獨立成分進行融合，建立故障分析指標，經相關仿真檢驗，能取得較好效果。復雜工業過程控制系統一般具有較繁瑣的結構，在網絡信息模式下，這類控制系統大都屬于非線性模式，而且具有多變性以及強耦合性的特點，因此，我們可以采用動態逆系統解耦法，并有效應用自適應滑模控制器，從而更好實現控制效果。

2.2網絡信息模式下復雜工業過程控制方法

在對網絡信息模式下的復雜工業過程進行控制時，技術人員必須從多方面出發，注重控制的整體性，并采取多種約束機制，從而實現復雜工業過程的有效控制。在網路信息模式下，復雜工業系統的模塊化趨向越來越大，因此，我們可以從分布式預測控制著手，對分布式預測控制算法進行合理應用，這種控制算法從屬于串聯系統，對提高控制系統的整體性能有著重要作用，我們可以建立氧化鋁碳分解串聯過程仿真試驗，以檢測分布式預測控制算法的實用性，從而更好對復雜工業控制進行控制。在控制系統運作時，其輸出以及輸入方面可能會存在一定隱患，因此，我們可以從這兩方面著手，將其轉化為非線性問題，為了更好保障輸入以及輸出的穩定性，提高相關數據的性，我們可以采用雙層結構控制法，從而提供輸出靜差以及輸入穩態值的度，促進控制系統與復雜工業過程的相容性，從而實現有效控制。過程控制系統一般具有多層次性以及多模塊性，當其在運作時，系統的非線性程度與模塊之間的切換有一定的聯系，而這種聯系對系統的運作有著一定影響，因此，我們可以對模型切換方法進行優化，提高控制系統的整體性能，從而更好對復雜工業過程進行控制。

3結束語

在社會經濟的推動下，我國的現代化工業得到了較大發展，各企業的生產力不斷提高，但是在實際情況中，復雜工業過程極易遭受人為因素及外部客觀因素的影響，因此，對復雜工業過程進行控制有著重要作用。在網絡信息模式下，傳統的復雜工業控制模式已經難以適應社會發展的需求，因此，對復雜工業過程進行建模勢在必行，在建模效果下，能夠更好促進復雜工業生產的順利進行，從而提高工業生產質量。

復雜網絡論文:復雜網絡理論下計算機網絡拓撲研究

1研究設計

1.1網絡協議分析技術

當今時代計算機的普及給人們帶來了很多的方便，各行各業對于信息技術的深化研究也都取得了較為明顯的價值，并且在應用過程中得到了良好的驗證，給復雜網絡技術的研究帶來了新的思路。傳統的計算機網絡結構相對簡單，普遍為主從式的結構，以控制終端為中心，給外延的設備提供支持和服務，TCP/IP協議是溝通主從之間的渠道，也是當前網絡信息技術中的關鍵協議。在進行信息傳輸過程中，為了提高信息的傳遞效率，可以根據需要改變傳遞次序，目前的復雜網絡理論仍然有進一步深化研究的空間。

1.2網絡協議的應用

按照目前的網絡連接協議模型，利用數據包封裝技術，可以對當前網絡協議的基本內涵進行探究，根據目前的網絡協議特點，控制中心分別從各個連接設備中收集數據包，并通過對數據進行整合構成網絡的整體框架，這個過程結構清晰，符合網絡技術的基本特點?？刂浦行母鶕δ芸梢詣澐譃閮蓚€模塊：數據收集模塊和數據處理模塊，兩個模塊共同工作，維持網路技術的正常工作。

2數據分析

2.1網絡行為的分析

網絡行為指的是用戶或主動或被動獲取需要信息的行為，可以通過網絡技術進行偵和管理，網絡行為是網絡技術應用到實際中的直觀表現，也是復雜技術經過交互設計后呈現出的簡單操作。按照我國目前計算機網絡的應用程度來說，對網絡行為進行分析，能夠在宏觀上對當前社會的網絡運用進行把握，給未來網絡技術的進一步發展提供參考，也有助于提升網絡服務質量。

2.2在網絡協議分析技術支撐下的計算機網絡數據分析

一般情況下，網絡環境中的物理地址與IP地址是互相綁定的，這樣可以穩定網絡運行環境中的各項信息資源，以便于網絡參與者執行信息傳輸與操作。但同時，也意味著當有人盜用他人網絡地址進行惡意操作時，就會給正常使用網絡的人們帶來一定的風險，易發生損失。所以，就要發揮出網絡協議分析技術的功能，通過研究物理地址與IP地址的綁定時間范圍，來確定并指認盜用網絡者的非理性行為，進而維護網絡運行安全。

2.3計算機網絡拓撲模型的架設基礎

計算機網絡拓撲形態結構當中的每種形態結構都有其獨特的適用環境與搭建標準;丙從傳輸技術的角度而言，網絡拓撲結構可以被劃分為兩大鄉鑫，即點對點的傳播方式與廣泛散播方式，二者都能夠對網絡協議和數據采集過程產生影響，進而刊計算機網絡拓撲行為帶來干擾。無論女口何劃分網絡結構與形態，網絡協議分析技術需要足夠的網絡數據來支撐，只有當網絡結構中的數據庫中采集到大量的網際間信息數據時，網絡分析技術的框架才可能搭建起來。

3結語

我國發展到現階段，各行各業對于網絡技術都有著嚴重的依賴性，加快計算機網絡技術的發展是社會的基本需求。計算機網絡的發展離不開基礎理論的支持，一些較為特殊的行業需要專門開發軟件項目，來滿足用戶個性化的需求，將電子信息技術應用到各個領域不僅僅改變了傳統的工作模式，也促進了計算機網絡技術自身的不斷發展，復雜網絡計算機拓撲行為的研究已經取得了階段性的成果，對其進行進一步的深入研究十分必要。

作者：車江濤 馬立 單位：河南機電職業學院

復雜網絡論文:復雜網絡的物流業競爭關系探索

以物流企業在某地區分支機構的數量的多少作為衡量物流企業產品同質化程度的網絡建模方法與物流企業競爭關系的實踐存在一定的差距；其次，對物流網絡的結構和物流基礎設施發展水平等物流屬性對企業競爭關系的影響通常沒有考慮；，由于企業經營層面統計數據的缺乏和難以獲得性，大多數研究采用宏觀統計數據。鑒于復雜網絡理論在定量描述復雜系統結構、屬性和演化機制等方面所表現出的優越性，本文在已有研究的基礎上，采用復雜網絡方法，結合物流企業規模、區域性特點、業務類型、營業額等因素構建物流企業競爭關系的布爾網絡和加權網絡模型，并以東莞市物流企業為研究樣本，研究網絡的拓撲結構屬性，并分析其產業組織意義。

1物流企業競爭關系復雜網絡模型的構建

1.1物流企業競爭關系的構建物流業屬于流通服務業，提供的產品為物流服務，物流企業提供的服務產品具有空間分布的特性。物流企業之間的競爭關系主要表現為企業提供服務的業務類型和經營的地域范圍是否相同，如果物流企業在經營的業務類型和地域范圍上有相同的市場或目標顧客，那么企業之間就存在競爭關系。通常，在界定物流企業競爭關系時，僅考慮了企業經營業務類型和以行政區劃界定的市場覆蓋范圍素的影響，未對物流企業規模和物流行業特性等因素給予充分考慮。事實上，物流企業的經營規模和物流行業特性也是影響競爭關系的關鍵因素。首先，物流企業經營規模的大小對營業覆蓋范圍有著顯著的影響，企業經營規模越大，營業覆蓋范圍越廣。另外，物流企業所在區位的交通干道走向和路網結構影響了企業的業務覆蓋范圍。物流企業為了擴展客戶群體，提高運作效率，選址時多靠近港口、機場和貨站等交通樞紐以及與公路、鐵路、水路等交通動脈?；谝陨显?，本文在構建物流企業競爭關系模型時，主要考慮了企業規模、經營覆蓋范圍、交通干線和業務類型四種因素的影響，具體做法見表1。綜上所述，本文認為共同營業覆蓋范圍具有相同經營業務類型的物流企業存在競爭關系。

1.2物流企業競爭關系網絡模型的構建1.布爾競爭關系網絡模型將每個物流企業作為一個節點，兩個物流企業在相同的經營覆蓋范圍內，有相同一項或者多項業務時，則在兩個節點間連一條邊。根據以上規則，構建出物流企業布爾競爭關系網絡模型（BooleanCompetitiveRelationshipNetwork，BCRN）。BCRN的集合表示為GF,A，其中F為物流企業集合，iF代表物流企業，A為物流企業之間的競爭關系鄰接矩陣。2.加權競爭關系網絡模型布爾競爭關系網絡模型僅考慮了物流企業之間是否存在競爭關系，以及企業面對的競爭對手的多寡，沒有考慮到市場競爭的激烈程度。事實上，掌握物流企業在業務上競爭的激烈程度對制定競爭策略更具有實際意義[7]。本文以市場共同度來度量物流企業競爭關系的激烈程度，市場共同度（marketcommonality）是指目標企業A和競爭對手B共享市場的程度[8]。根據市場共同度的概念，采用物流企業營業額對存在競爭關系的物流企業間的競爭壓力進行量化，以競爭壓力為邊權構建加權競爭關系網絡模型（WeightedCompetitiveRelationshipNetwork，WCRN）。市場共同度的計算如公式（1）所示，計算市場共同度時，將物流企業的經營規模和企業間的地理空間距離給予了充分考慮。其中，ABM為物流企業B相對于物流企業A的市場共同度；k為物流企業經營的業務類型，k1,2,3；Akp為物流企業A在第k種業務上的營業額；Ap為物流企業A的總營業額；Bkp為物流企業B在第k種業務上的營業額；kp為研究范圍內所有物流企業在第種業務上的營業額的總和。AkApp表示業務k對物流企業A的重要性；Bkkpp表示物流企業B在業務k上的營業額占所有企業在業務上營業額的比例，即B企業的入侵規模。代表路網系數，表示交通因素對物流企業競爭關系的影響。當競爭對手位于物流企業經營的環狀覆蓋范圍內時，=1。對于通過路網連接的競爭對手，根據距離目標企業所在位置的遠近賦予不同的權重值。權重值采用等差遞減的方法進行處理，距離越遠，值越小，最小值為0.1。綜上所述，物流企業B相對于A企業所有業務類型的市場共同度的集合就等于A從B感受到的競爭壓力。

2樣本選擇及算例說明

樣本選擇物流企業依靠當地的地理優勢和經濟條件而發展。東莞市位于我國經濟發達的珠三角地區，地處廣州、深圳黃金走廊之間，距離香港百余公里，發展現代物流業區域優勢明顯。改革開放后，隨著東莞市對外貿易和制造業的發展，產生了巨大的物流需求，物流業迅速發展。旺盛的物流需求，不僅吸引了國際性大型物流企業入駐，而且本土的中、小型物流企業也迅速成長，企業經營的業務類型涉及到運輸、倉儲、貨代等多個領域。就東莞市的公路網絡而言，通車里程和等級路密度在廣東省乃至全國均名列前茅。由此可見，東莞市物流業概況與模型具有一定的匹配度，物流企業之間的競爭關系能夠較好地反映出我國物流業的競爭態勢。根據東莞市稅務部門提供的數據，全市2006-2009年度物流企業營業額大于0分別有601家、1600家、2094家、2095家，物流企業經營的業務類型主要為倉儲業務、運輸業務和貨代業務。因此，在構建網絡模型時主要考慮了以上三種業務類型。就東莞市路網結構而言，由于海港和空港、鐵路的欠發達，貨物運輸以公路運輸為主。據統計，東莞市高達88.5%的貨物是以公路運輸的方式實現的。因此，在實證分析時，主要考慮了公路路網結構對企業競爭關系的影響。由于受廣深“走廊帶”交通流量大的影響，東莞市高速干道存在“縱強橫弱”的特征，市內的廣深、107國道、莞深縱向網絡發展較為成熟，橫向的發展較為成熟路線主要有北環快速、西部干道/東部快速和?；⒏咚?。鑒于以上原因，構建網絡模型時主要考慮了以上交通干線對物流企業競爭關系的影響?？紤]到以東莞市物流企業為研究對象，各鎮區間距離較?。ㄝ^大的鎮區虎門和長安的距離僅為12公里左右），將小型企業的經營范圍界定為輻射半徑為15公里的環狀區域。大、中型物流企業經實力較強，將中、大型企業的環狀輻射范圍界定為輻射半徑分別為30公里和45公里的環狀區域，中型企業沿路網延伸50公里，大型企業沿路網延伸100公里。

3經濟學背景解釋

BCRN網絡的拓撲指標變化可以說明物流企業競爭關系的演變特性。2006-2008年物流企業布爾競爭關系網絡模型的平均節點度和平均節點度標準差變得越來越大，表明物流企業的競爭對手越來越多，競爭越來越激烈。同時，各企業競爭對手數量越來越分化，競爭變得越來越不均衡，存在局部激烈競爭的情形。這主要是因為2005年國內物流市場開放，市場進入門檻較低，中、小型物流企業迅速發展所致。由于中、小型大部分物流企業主要選擇資本投入較少的貨代和運輸業務為主營業務，致使物流市場存在無序競爭的態勢。2008年至2009年幾項指標差別不大，主要是受金融危機影響的原因。金融危機致使國內外市場迅速萎縮，整個物流市場不景氣，部分規模較小、經營業務類型單一的小型企業在競爭中被市場淘汰，物流市場增長緩慢。WCRN節點強度符合無標度分布，表明在物流企業競爭關系網絡中有極少數的HUB點。2009年的具體數據分析顯示，2095家企業中僅有109家企業的節點強度在1.00以上，大量企業的節點強度在1.00以下。節點強度超過10.00的企業僅有8家企業，節點強度前三位企業是順豐速運、聯邦快遞、中外運——敦豪，這些企業在市場上處于領導地位，對物流市場的發展起著舉足輕重的作用。大量節點強度小于1.00的物流企業為小型企業，主要經營運輸和貨代業務。以上分析表明目前我國物流業仍然處于初級發展階段，物流市場集中度低，市場缺乏有效整合，無法形成有效的規模經濟。網絡的同配性研究結果表明在物流企業競爭關系網絡內部存在著一些聯系緊密競爭激烈的物流企業群，這些企業群與節點強度大的企業之間存在著競爭關系。這種競爭關系的存在的主要原因與影響物流企業選址的因素有關。物流企業選址時主要基于兩個方面的考慮，一方面是所在區域的物流需求，另一方面是所在區域運輸的便捷性。南城區、虎門鎮、寮步鎮等地區為東莞市經濟發展較發達的鎮區，制造業、工商管理企業較多，物流需求旺盛。這些地區是路網結構的樞紐節點，交通便捷，成為了許多大、中、小型企業的經營地點。另外，大部分企業經營的業務類型較為單一，主要為運輸、貨代業務。選址區域與業務領域的相似性致使物流企業間的競爭不僅表現為同等級別企業間的競爭，同時大型企業與中、小企業之間也存在著競爭。聚集性分析結果表明節點度（強度）值大的節點反向組團的能力較弱，即它們的對手互為競爭對手的概率較低。這主要是因為節點度（強度）大的企業所在鎮區通過路網結構相連的鎮區較多，而競爭對手所在鎮區在地域上不相鄰，因此不存在競爭關系。另外，節點度（強度）大的企業經營業務類型不止一種，但是它們的競爭對手多數經營業務單一，即使競爭對手在同一區域，由于經營業務類型不同，也不存在競爭關系。反之，節點度值小的節點由于競爭對手經營區域集中且經營業務單一，所以競爭對手互為競爭對手的概率大。由此可見，路網結構、企業的經營的業務類型等要素是影響物流企業競爭關系網絡結構的重要因素。

4結語

本文采用復雜網絡方法，構建了布爾競爭關系網絡模型和加權競爭關系網絡模型，并以東莞市物流企業為研究樣本進行了實證分析。與以往研究相比，本文在構建物流企業競爭關系網絡模型時，突破了傳統的行政區劃限制，考慮了物流基礎設施和物流企業規模等因素對競爭關系的影響，研究結果表明該模型實用、有效，能夠真實反映出我國物流企業的競爭狀況和態勢。通過對物流企業競爭關系網絡模型拓撲結構指標以及其經濟學背景分析，發現在物流產業中：（1）存在少數企業占據了絕大部分的市場份額，這些企業的市場行為會對整個物流業的發展產生極其重要的影響。為了保持物流業的快速健康的發展，應該密切關注這些核心企業的市場運作。（2）大部分物流提供的產品仍然局限于傳統的運輸、倉儲、貨代等業務，產品差異程度低，這是造成我國物流企業無序競爭的主要原因之一。（3）隨著物流業的發展，物流企業面臨著越來越多的競爭對手，承受著較大的競爭壓力。（4）在物流業中，存在著一些聯系緊密且競爭激烈的中、小型物流企業群體，它們與占據市場份額前幾位的大型物流企業間也存在著一定的競爭關系。本文只是采用復雜網絡方法對物流企業競爭關系進行研究的一個初步探索，僅研究了網絡模型的拓撲結構屬性，以后值得研究的問題仍然很多，如網絡模型的演化機制；另外，由于不同業務類型的物流企業競爭特性不同，亦可構建不同業務類型的物流企業競爭關系模型并分析網絡的結構特性和演化機制。

作者：高秀麗孟飛榮單位：廣東海洋大學經濟管理學院華南理工大學工商管理學院

復雜網絡論文:復雜網絡理論下的計算機網絡拓撲

1復雜網絡理論

1.1表現

通俗的說復雜網絡就是表現出高度復雜性的網絡，其表現主要有以下幾方面:一是結構復雜，這是復雜網絡最明顯的一個表現，主要是因為復雜網絡的節點數目巨大，同時網絡結構差異性較強，相互之間都有不同的結構特征。二是連接的多樣性，這表現在節點之間的連接上，節點之間的連接權重有所不同，在這個差異之外，還存在一個不同，那就是連接還存在方向性。三是節點多樣性，這主要是指復雜網絡中的節點可以代表任何事物。四是動力學復雜性，它的節點集屬于非線性動力系統，表現在節點狀態隨著時間的變化而變化，這是由于社會中人在不同的時間里使用計算機。五是網絡進化，主要是說它的節點產生與消失是隨時變化的。六是多重復雜性融合，也就是它的多重復雜性相互影響后，導致更難預料的結果。

1.2特性

首先是小世界，它作為復雜網絡的基本單元，將兩個原件之間的任意一點相連，形成的公用通道是作為數據傳輸的網絡紋線。復雜網絡中有無數個小世界，把它們都連接起來就可以形成許許多多的網絡紋線。其次是以小世界為基本元件形成的集團性交互連接態勢更加明顯，作為眾多小世界的集合體，復雜網絡也包含了各個資源件的集團性，這些內部的交互性也使得復雜網絡整體架構的兼容性與再塑性得以進行多元化拓展。是冪律的度值涵蓋的視域趨向多元，度值是節點以及相關聯的單位數量。

2復雜網絡理論應用

2.1網絡同步行為的研究

各節點同步化行為普遍存在于復雜網絡之中，產生的原因是網絡拓撲的動力學性質和單個節點自身的特點，而非某個單獨因素可以決定，這種現象會給網絡運行環境帶來危害。比如在網絡中，不同的網絡節點發送信息，這些信息會有兩個結果，一是同時，二是都不，及時種情況會造成網絡信息的擁堵，第二種會造成信息無法傳播。不管哪一種都是具備危害性的，盡管在這方面可以采取一些降低危害的方法，但卻始終無法杜絕這一現象。

2.2計算機網絡拓撲行為的演化模型

一直到現在，針對計算機網絡拓撲主要是依據自治域和路由器這兩種不同層次來對計算機拓撲結構進行描述的，根據這兩種不同的層次形成了BA模型和局部演化模型。從自治域來說，若干個自治域形成了一個網絡系統結構，自治域間存在對等連接，那就成為了其中的一條邊。路由器作為網絡的節點，將路由器放在整體中，它就是一個節點，但是在兩個網絡節點之間存在的物理連接，卻相當于邊。通過對二者的研究，卻發現二者所實現的都僅僅是簡單網絡情況下的的拓撲演化規律，面對復雜的網絡結構都是心有余而力不足，因此還需要對此進行長遠的探究，從而使拓撲結構能夠適應更加復雜多變的網絡環境。

2.3網絡病毒擴散模型及防范措施

隨著網絡的發展和計算機技術的進步，現代社會中網絡和計算機已經大大地方便了人們的生活工作。但是與此同時，另一個問題卻悄然爆發，那就是隨著技術的提高完善，很多應用程序的操作都越來越自動化、傻瓜化，自動化較高的程序，既可以幫助不懂的人自動完成某些復雜的操作，但也有可能在程序中添加惡意代碼，通過應用在網絡中傳播，加上自動化程度高了，很多人就省去手動操作的習慣，慢慢地就降低了對惡意程序的防范，使其在網絡中肆虐。針對這個問題，除了要求用戶注意防范，還應該在網絡中加以阻止。但是基于目前的現狀，對網絡病毒的傳播，到現在依然是一個讓人們頭疼的問題，即便是到了現在，也沒有一個解決的策略，對于網絡病毒的危害，也只是停留在預防的策略上，還有降低病毒在網絡中傳播的速度和效率，降低其對網絡的危害，阻斷病毒傳播鏈。防范網絡病毒，減少網絡病毒的危害，這些是遠遠不夠的。在過去，預防病毒，主要方法是基于規則網絡病毒傳播模型上，這種方法的原理是，根據病毒感染強度的閥值，基于病毒大于一個固定閥值的情況下將會在網絡中長期存在，否則感染的節點會衰減。而提出的方法是隨機免疫的方法，在進行免疫時平等對待這些節點，隨機地選擇節點，也沒有優先順序。但是這種方法很明顯存在一個問題，網絡上的節點太多，隨機選擇節點也無法兼顧全局，無法阻止病毒的大規模爆發。而在復雜網絡理論的基礎上，人們對于病毒的防范有了新的認識，漸漸意識到網絡拓撲的結構對計算機網絡病毒的防范具有深遠的影響，計算機具備小世界和無標度雙重特征，同規則的網絡環境相比，小世界的網絡病毒更易于傳播，同時在無標度的網絡上病毒的傳播沒有正傳播閥值，盡管只感染很少的節點，但卻可以在網絡上長期存在，在這個過程中一旦有其他節點被感染，就有爆發大規模病毒的可能。面對這一認識，人們需要重新建立一個完整地病毒傳播模型，而這個模型中必須具備病毒的傳播原理、網絡的拓撲結構，還有就是二者的相互作用機制。改變以往的觀念，防范病毒不僅僅是降低病毒的傳播，更重要的是針對病毒傳播的手段，通過改變網絡拓撲結構，從而達到控制病毒傳播的目的。

2.4計算機網絡的脆弱性和魯棒性

脆弱性是因為即便是少量的網絡節點被破壞掉也會對整個網絡運行起到很大作用，甚至導致其奔潰、癱瘓，這個特點使得計算機網絡系統的節點一旦遭到破壞很容易就會對整個網絡的運行起到毀滅性的打擊。一般來說，但整個計算機網絡的節點有5%-10%的中心節點被摧毀就會導致整個網絡的潰散或者形成一個個信息孤島，進一步導致整個系統的潰散。魯棒性是為了應對計算機的脆弱性而設計的，在設計時考慮到計算機網絡中某些節點和線路的脆弱性，容易遭到他人的破壞，因此有必要將使其具備一定的自愈能力，進而確保整個計算機系統不會因此癱瘓。這個想法最初是被運用在軍隊信息的傳遞上，一般情況下，無標度性的拓撲網絡結構使得計算機網絡即便是在局部遭到破壞的情況下，依然可以保持工作，同時保持節點的穩定性。經過研究發現，隨意選擇80%的的節點進行摧毀，剩余的網絡依然可以保持兩點間的順利連接。

3結論

未來可以針對復雜網絡的某些統計特性，有必要對計算機網絡拓撲的構建、拓撲發現、用戶的動態更新、資源管理、服務發現、服務部署等問題進行研究；通過具體的研究，針對某種具體網絡體系結構服務或應用，構造出性能高、可擴展性好、有利于管理的具有小世界或無標度特性的網絡結構，必須在理論上建立計算機網絡的復雜網絡理論，主要是研究計算機網絡的拓撲演化機制，不同節點對于整個網拓撲演化行為的影響，同時闡述計算機網絡拓撲的基本性質和特征量，通過定量與定性分析方法探究出其性質與特征以及相關應用，尋求能夠真實反映拓撲結構的復雜網絡的構造機制。

作者：王文英單位：陜西郵電職業技術學院

復雜網絡論文:復雜網絡理論的計算機網絡拓撲分析

【摘要】復雜網絡是在計算機科技不斷發展的過程中所產生的一種新的理論。由于傳統的網絡模型無法滿足越來越復雜的網絡結構拓撲性能需求。因此產生了復雜網絡理論，本文對復雜網絡理論的含義進行了詳細的闡述，并介紹了有關的應用方法。

【關鍵詞】拓撲；計算機網絡；復雜網絡理論

復雜網絡理論已經廣泛應用于人們的日常信息生活中，本文將對復雜網絡的研究進展與基礎知識進行介紹。復雜網絡理論的研究工作自身則具有比較鮮明的跨學科特色，在研究過程中會遇到許多難點，本文重點探討在網絡拓撲應用中，復雜網絡理論的模型與特性。

1復雜網絡理論

復雜網絡即是一種具有內部相似性、有組織的網絡形式。復雜網絡的復雜性體現在以下六個方面:及時，結構復雜，復雜網絡內部包含了數量巨大的網絡節點，對各個網絡節點進行排列與組合可以形成不同類型的網絡結構，不同結構所體現出來的特征也是多種多樣的;第二，網絡進化。網絡進行即網絡節點消失或產生的過程，比如鏈接或網頁可能隨時出現或消失，其根本目則在于提高復雜網絡的實用性，體現出網絡進化的特點;第三，連接多樣性。復雜網絡中由于不同節點的特點不同，所采用的連接形式也存在較大的差異;第四，動力學復雜性。在不同結構特征的表現下，不同節點之間會體現出一定的復雜性特點;第五，節點多樣性。節點作為網絡中十分重要的組成部分是網絡不中同事物的一個具體體現，由于不同計算機設備之間存在著巨大的差異，這就造成節點的差異，體現出節點多樣性的特點;第六，多重復雜性融合。這種表現就是以上五點綜合起來所形成的特點，這種綜合性的特點直接決定了拓撲結構的特點。

2復雜網絡理論的應用

2．1計算機網絡同步行為研究

復雜網絡中最常見的現象是同步行為，不同節點與網絡拓撲之間在內部關系上也存在著比較明顯的同步性傾向，然而對于部分特殊情況來說，同步行為可能并不利于提升用戶的使用體驗，甚至會對數據的儲存與計算造成干擾。隨著當前我國無線通信技術的不斷發展，許多網絡內部的信息需要由同一臺路由器進行傳送，不可避免地出現同步現象，所產生的同步行為包含兩種，其中一種是路由信息同時生成，另一種是路由信息同時中止，及時種同步行為可能造成局域網絡擁堵，另一種行為而會造成局域網絡癱瘓。隨著各大通信企業已經會對這方面的問題提出了大量的解決方案，但到日前為止，還能夠哪一種方法能夠徹底糾正同步行為所造成了危害。

2．2計算機網絡拓撲行為的演化模型

當前世界范圍內所廣泛應用的網絡拓撲模型主要包含兩種，其中一種是局部演化模模型，另一種是復雜網絡演化模式。通過自治域與路由器兩個層面對拓撲結構進行刻畫。在路由器層面，不同網絡節點通過路由器體現出來，路由器設備的連接即是網絡邊際。在自治域層面，不同節點之間的連接通過邊界網關體現出來。

2．3計算機網絡拓撲模型的架設基礎

計算機網絡拓撲形態結構當中所具有的各種形態結構都需要圖2拓撲結構在單獨的搭建標準與適用環境中才能夠發揮作用，在傳輸技術方面，網絡拓撲結構主要包含兩大類，分別是廣泛散播方式與點對點傳播方式，這兩種傳播方式都一定程度會干擾至計算機網絡拓撲行為，即使要對網絡形態與結構進行改良，也需要在數據資源充足的條件下才能夠發揮出網絡協議分析技術的調整作用，只有在數據庫能夠采集至網際間信息數據時，網絡分析技術才能夠投入應用。

2．4病毒防治方法

做好網絡安全工作本質上就是綜合運用各種手段解除病毒或是抵抗病毒，較大程度上將病毒對于網絡的破壞降到低限度。已往所采用的防毒措施是在特定網絡病毒傳播模型的基礎上，平等對待全部網絡節點，對網絡內部的各個節點進行隨機選取，然而這種防毒方法所體現出來的局限性是十分明顯的，無法防止病毒進一步的蔓延。而單位計算機出現病毒感染的概率比較低，一旦發生感染，病毒侵犯的面積則可能會十分龐大，防御計算機病毒工作即是挑戰也是機遇。利用復雜網絡理論，程序設計人員可以制作一個病毒傳播模型，依照人們對于病毒傳播原理的有關見解，產生專門的拓撲結構，使網絡拓撲結構與病毒傳播原理相互作用，對病毒的蔓延起到阻止作用，其中重點的研究內容是延緩病毒傳播速度與防御病毒兩個方面。

3復雜網絡理論的應用前景

復雜網絡理論需要仍處于比較初級的發展階段，但在人類對于網絡世界的理解與認識上，復雜網絡起到了理論豐富與知識拓展的作用?？梢灶A見的是，在當前社會進行信息化時間的大背景下，復雜網絡理論所發揮出來的重要作用是其他理論與技術不可替代的，計算機網絡拓撲與復雜網絡理論相結合，可以在未來一段時間內形成一套固定的規律并投入到技術應用中，在有關研究成果與應用經驗的不斷積累下，能夠對現有的網絡結構進行進一步的優化，提高網絡信息傳遞效率，改善用戶的網絡信息應用體驗。

4結語

計算機網絡具有系統復雜性與規模龐大性兩方面的特點，通過已往所采用的排列與組織方法很難理清龐大且復雜的網絡拓撲結構。這就需要針對計算機網絡的復雜性特點專門形成一套理論體系，即復雜網絡理論，通過這種理論，人們可以通過一種更加快捷、更加簡單的方式來刻畫出計算機拓撲行為，使人們能夠發現優化網絡拓撲行為的方法，推動網絡信息的合理化發展。

復雜網絡論文:試論復雜網絡的災害信息傳播特征研究

論文摘要：運用復雜網絡相關理論對災害信息傳播方式和特征進行分析；以臺風“羅莎”災害信息傳播過程為例將災害信息傳播過程劃分為4個階段；構建了災害信息傳播網絡，給出了災害信息傳播網絡的形成、結構和統計性質。在此基礎上總結了災害信息傳播網絡節點的大規模性、網絡連接的稀疏性、連接結構的復雜性、信息傳播的時間復雜性、信息傳播的變異性、信息傳播引發衍生災害可能性等6個方面的特征。

論文關鍵詞：復雜網絡；災害信息；傳播特征

災害是指由某種不可控制、難以預料的破壞性因素引起的、突然的或在短時間內發生的、超越本地區防災力量所能解決的大量人畜傷亡和物質財富毀壞的現象。由于災害發生的突然性和破壞性，20世紀80年代以前我國在災害信息傳播上采取了謹慎的態度。而隨著社會的不斷進步和新的媒體形式層出不窮，網絡媒體、手機媒體、數字電視以及即時通訊軟件、“博客”等新型網絡形式使得信息傳播的渠道由單一化向多元化發展，因此災害信息傳播已經不可能受到單方面的控制。

“非典”前期，由于政府和主流大眾傳媒保持沉默，使得各種謠言通過網絡和手機等新型信息傳播方式在全國范圍內大量傳播，導致了嚴重的社會恐慌。由此可以看出災害信息傳播一旦失控，會使本來失序的社會更加混亂，并由此帶來衍生災害，造成不必要的社會恐慌和經濟損失。因此，在當前的信息傳播狀況下對災害信息傳播方式和特征進行相關方面分析是十分必要的。

目前國內在災害信息傳播方面主要是從新聞學的方面來研究：災害報道應該實現新聞價值與社會價值的平衡、新聞媒介在公共危機事件中起到重要作用，以及系統介紹災害信息的發展史等。沒有從災害傳播本身的特征進行研究，忽視災害傳播特征對災害信息傳播的影響。為了更有效地實現對災害傳播的控制，有必要針對災害信息傳播特征進行相關研究。

本文首先對災害信息傳播過程進行分析，在此基礎上運用復雜網絡相關理論對災害信息傳播方式和特征進行了初步探討。

1災害信息傳播的過程分析

根據當前災害信息的多樣化，其傳播內容主要可以分為政府和主流大眾傳媒的災害信息和各種謠言、負面信息兩大類。各種謠言、負面信息是指由于在災害信息傳播過程中出現的隱瞞或虛報、延遲報道而產生的各種、負面的受眾不信任的信息。

本文以fink(1986)提出的危機4階段論為基礎，對災害信息傳播過程進行了相關分析，給出災害信息傳播的4個階段，分別為潛伏期、突發期、蔓延期、解決恢復期。以2007年臺風羅莎信息傳播過程為例(數據來源：百度指數)，分析這4個階段(圖1)。

(1)潛伏期由災害發生到災害信息開始傳播的這一階段。隨著現代信息傳播的速度加快，潛伏期的時間越來越短。要對災害信息傳播進行控制，好的方法就是在災害信息傳播的潛伏期對災害進行有效控制，減小對社會產生的影響。臺風羅莎10月2日08時在菲律賓以東洋面上生成，4日02時加強為強臺風。即10月2日至10月4日為臺風羅莎信息傳播的潛伏期。

(2)突發期從災害信息開始傳播到災害信息開始迅速傳播的階段。突發期是年階段中時間最短、對受眾心理沖擊最嚴重的一個階段。如果在突發期內對災害信息進行刻意隱瞞或虛報、延遲、模式化報道，會使受眾失去對傳播者的信任，增加公眾的疑惑，導致社會危機及衍生災害的產生。10月5日、6日為臺風羅莎信息傳播的突發期。

(3)蔓延期災害信息從迅速傳播到平息的一個階段。在新的信息傳播環境下，災害信息從迅速傳播到平息需要一個相當長的時間。網絡媒體、手機媒體、數字電視、即時通訊軟件、多種傳播形式使得災害信息傳播速度快、影響范圍廣、破壞性強。即使當災害得到平息和解決時，在新型傳播媒介中仍會存在很多議論和大量負面信息。臺風羅莎在我國大陸l0月10日結束，但其仍然受到大眾的普遍關注。10月7日至l0月16日為臺風羅莎信息傳播的蔓延期。

(4)解決恢復期災害妥善解決、人民生活恢復正常、物質生產得到恢復、社會恐慌得到平息、整個社會恢復到災害發生前的狀態。在解決恢復期中，做好災害信息的傳播機理和影響的研究工作，總結災害信息傳播的經驗和教訓，為完善和健全相關的防災體系提供依據。以10月17日起為臺風羅莎的解決恢復期。

2災害信息傳播網絡

2．1災害信息傳播網絡的形成

目前國際上在流行病傳播、計算機病毒在in．ternet上的傳播等領域利用復雜網絡進行研究是比較多的。此外，國內外專家對謠言的傳播也進行了相關工作zanette研究了在小世界網絡中的傳播情況；moreno等發展了daley等在1964年提出的謠言傳播模型，認為非均勻網絡傳播過程最終聽過但不傳播的人數與感染概率有著緊密聯系；

dotts和watts認為無論是社會網絡還是信息網絡中的傳播蔓延現象，相應的模型都可以歸結為泊松模型和臨界值模型。

災害信息傳播的基礎是社會網絡，因此可以應用復雜網絡的觀點來闡釋災害信息傳播的特征。災害信息傳播的網絡模型示意圖如圖2所示。

用節點表示災害信息傳播中的個體，如果兩個個體之間可以通過某種方式直接發生傳播與被傳播關系，就認為這兩個個體之間存在連接，這樣就得到了傳播網絡的拓撲結構，進而可以建立相關模型來研究這種傳播行為。而災害信息傳播模型研究的關鍵是傳播規則的制定和網絡拓撲結構的選擇。

2．2災害信息傳播網絡的結構

2．2．1災害信息傳播網絡結構的劃分

災害信息的傳播途徑與謠言基本一致，可以參照moreno等人提出的謠言傳播模型。的研究方法對災害信息傳播網絡模型的結構進行分析，將災害信息傳播網絡中的個體分為災害信息未知者(igorants)、災害信息傳播者(spreaders)、災害信息知情者(stiflesr)三種類型。i(t)、s(t)、和r(t)分別代表這三種類型在人群中的比例。

如圖3所示，災害信息在災害信息傳播者、災害信息未知者之間傳播。災害信息傳播者向它的鄰居節點傳播信息。當接到信息的節點是災害信息未知者的時候，災害信息未知者以入的概率變成一個災害信息傳播者。而如果信息傳給了災害信息傳播者或者災害信息知情者，則前者以1／a的概率變成一個災害信息知情者。

2．2．2網絡結構中各參數的分析

參數a代表著信息傳播過程中數據會出現丟失的情況，并不是每次連接都成功。參數是表示一個災害信息傳播者在變成一個災害信息知情者前連接的災害信息傳播者或災害信息知情者的平均次數。

災害信息傳播者把災害信息傳遞到它的相鄰節點時，如果該節點為災害信息未知者，后者也將以入的概率變成一個災害信息傳播者，信息傳播成功。如果后者已經知道了災害信息，則會導致災害信息傳播者失去傳播信息的興趣，從而以l／a的概率變成一個災害信息知情者，此次信息傳播的小過程失敗。

2．3災害信息傳播網絡的統計性質

災害信息傳播網絡的統計性質反映著網絡內部結構的不同和系統功能的差異。它的統計性質有以下幾個方面。

(1)平均路徑長度是指所有節點之間的較大距離的平均值，它描述了網絡中節點間的分離程度，即網絡有多小，也就是災害傳播網絡中所有傳播途徑傳播信息的平均長度。

(2)聚集系數用來描述網絡中節點的聚集情況。在災害信息網絡中表示災害信息傳播者與災害信息未知者、災害信息知情者的關聯程度。

(3)度和度分布一個節點與其他節點相連的邊數稱為該節點的度。節點度分布是指網絡中度為k的節點的概率p(k)隨節點度k的變化規律。在災害信息傳播網絡中，度就是表示一個災害信息傳播者向k個災害信息未知者或災害信息知情者傳播信息。頂點的度指標用于描述該傳播者對傳播網絡中其它傳播者的直接影響力。節點度的分布函數反映了災害信息傳播網絡的宏觀統計特征。

(4)介數分為邊介數和節點介數。節點介數為網絡中所有的最短路徑中經過該節點的數量比例；邊的介數是網絡中所有的最短路徑中經過該邊的數量比例。介數反映了相應的節點或者邊在整個網絡的作用和影響力。在災害信息傳播網絡中，節點介數說明該節點對于網絡中信息流動影響的大小。介數的分布特征反映了不同傳播者在網絡中的地位，即其傳播速度、傳播范圍和影響程度。對于評價各種傳播媒介的重要性、評價防災體系有著十分重要的意義。

3基于復雜網絡的災害信息傳播特征分析

3．1網絡節點的大規模性

一個重大災害發生后，其信息傳播網絡的節點數必定十分龐大。要做到災害信息傳播既維護了公眾的知情權，又不會造成社會恐慌和由此帶來的衍生災害，就應該對大規模的災害信息傳播網絡節點進行分析，找到網絡中的關鍵節點，即公眾信任度高、社會責任感強、在網絡的影響大的節點。衡量這些節點是否關鍵的主要依據是它們的介數和度分布。

3．2網絡連接的稀疏性

在災害信息傳播網絡中，并不是所有節點的聚集系數和度分布是相同的。主流大眾傳媒由于其傳遞信息的真實性、性，受到公眾的普遍信賴，那么主流大眾傳媒所代表的節點的聚集系數和度就要比其他節點的高。在這一區域的網絡連接就比較密集。反之，過于失實的災害信息會受到公眾的質疑，其傳播范圍就比較小，則這部分的網絡連接就很稀疏。

3．3連接結構的復雜性

災害信息傳播網絡的節點是由主流媒體、網絡媒體、手機媒體、數字電視等傳播者和受眾組成，因此每個節點都具有自己的動力學特征，且各個節點之間相互影響、相互制約，從而整個災害信息傳播網絡也就具有極為復雜的動力學特征，不能簡單的用規則網絡和隨機網絡對其進行分析。因此，災害信息傳播網絡具有連接結構的復雜性。

3．4信息傳播的時間復雜性

信息在網絡中傳播所花費的時間與下一節點對信息的敏感程度、傳播節點的度和介數及信息的度等有關。沿海的人們對于有關臺風的信息就會比較關注，而對于內陸城市的人而言，此類信息就不很重要。這就體現了災害信息傳播的時間復雜性。

3．5信息傳播的變異性

在一個災害信息傳播者向災害信息未知者傳遞信息的這一過程中，信息內容是否不會發生變異以及信息來源是否真實，這就是信息傳播的變異性。

3．6信息傳播引發衍生災害的可能性

災害本身具有破壞性，由于災害信息內容不同，公眾對災害信息的關注程度也不同，必然導致信息傳播的速度不一樣。而災害信息的傳播也可能引起各種社會問題，甚至形成衍生災害。例如在“非典”期間各種有關sars的信息肆意傳播，引起某些藥品的短缺、物價的抬高以及社會不安定因素突增。在災害信息傳播網絡中可表現為信息中心增多、傳播過程的重復性。

4結束語

本文將災害信息傳播過程分為潛伏期、突發期、蔓延期、解決恢復期等4個階段，并以臺風羅莎信息傳播過程為例對4個階段進行分析。

利用復雜網絡的理論，構建了災害信息傳播網絡，對災害信息傳播網絡的統計性質進行分析。結合以上工作，得到基于復雜網絡的災害信息傳播特征為網絡節點的大規模性、網絡連接的稀疏性、連接結構的復雜性、信息傳播的時間復雜性、信息傳播的變異性、信息傳播引發衍生災害的可能性等6方面的特征。

災害信息傳播包括謠言傳播、主流媒介信息傳播等，如何構建的災害信息傳播網絡，制定合理的傳播規則和選擇恰當的網絡拓撲結構等工作，需要進行進一步的研究。

復雜網絡論文:復雜網絡模型及其供應鏈系統應用研究綜述

內容摘要：近年來，復雜網絡的研究正廣泛展開，積累了大量的研究成果。本文對國內外關于復雜網絡理論及其應用的研究現狀進行綜述，整理和總結了復雜網絡目前在供應鏈建模方面的主要研究結果：復雜網絡應用于供應鏈系統的主要研究方法、結論，并展望其未來發展方向。

關鍵詞：復雜網絡 拓撲結構 演化模型 小世界 無標度

問題的提出

自然界和人類社會中廣泛存在著復雜系統，而復雜網絡是描述各類復雜系統的有效的理論和工具。復雜網絡是對真實復雜系統的高度概括和抽象，是包含了大量個體以及個體之間相互作用的系統。它將復雜系統中的某種現象或某類實體抽象為節點，將個體之間的相互作用抽象為邊，從而形成了用來描述這一系統的圖。這樣的圖，是對系統模型化的抽象與表達。近年來，復雜網絡的研究受到了來自科學和工程各個領域研究人員的廣泛關注，已經成為一個研究熱點。

供應鏈作為一個系統，由大量的相互聯系的企業構成，這些企業之間并不是同質的， 包含供應商、制造商、分銷商、零售商等子系統，分布在不同行業、區域或階段，在網絡中作用和功能各不相同，構成供應鏈網絡系統的各個子系統是非同質的；這些企業作為子系統又由眾多的組成部分形成，每個子系統又可以看成一個獨立的系統進行研究，子系統內部的結構也較復雜，供應鏈網絡系統具有明顯的層次結構；供應鏈中的子系統之間存在復雜的信息流、物流和資金流的交互作用，存在競爭、協同的關系，各節點企業相互依賴，各工序環環相扣，子系統之間存在著緊密的相互作用；可以說供應鏈系統是一個具有層次結構的復雜巨系統。供應鏈呈現復雜的網狀結構，供應鏈管理不僅涉及到上下游相關組織，甚至涉及到供應商的供應商、客戶的客戶，不只是簡單的鏈條管理，而是管理一個盤根錯節的“供應網絡”。

在經濟全球化、信息化及大量不確定性問題背景下，供應鏈作為一個網絡系統，大多缺乏抵御能力甚至不能抵御風險。因此，深入研究供應鏈管理問題，從網絡的角度以系統的眼光審視供應鏈的結構，從系統科學的角度對供應鏈進行建模，加強供應鏈網絡的脆性及魯棒性研究，分析不同干擾情況下供應鏈網絡的脆性及魯棒性表現形式和特點，對于提高供應鏈的運作績效和魯棒性都具有重要的意義。

復雜網絡研究

復雜網絡的研究可追溯到世紀歐拉（euler）開創的圖論。在隨后的多年時間里，圖論一直是研究網絡圖表示的基本方法。歷史上描述系統性質比較常用的是兩類網絡：一類是規則網絡，網絡中的節點只與其緊鄰或次近鄰相連，即每個節點連接的節點數相同，組合數學的圖論討論了各種規則網絡的問題；另一類是隨機網絡，是由匈牙利數學家erdos和renyi兩人（er模型）在20世紀50年代提出的，此后的近半個世紀里，er模型的隨機圖理論成為學術界研究復雜網絡的基本思路和主要數學工具，一直是研究復雜網絡結構的基本理論。他們用相對簡單的隨機圖來描述網絡，簡稱隨機圖理論。兩人重要的發現是隨機圖的許多重要性質都是隨著網絡規模的增大而突然涌現的，其創立的隨機圖理論是研究圖類的閉函數和巨大分支涌現的相變等的重要數學理論。

誠然，圖論可以簡潔的描述各種網絡，而且圖論的許多研究成果、結論和方法業已成為復雜網絡研究的有力工具，能夠自然地應用到現在的復雜網絡研究中去。但是，絕大多數實際復雜網絡結構并不是隨機的。

20世紀90年代以來，以internet為代表的信息技術的迅猛發展，使人類社會大步邁入了信息網絡時代。從internet到www，從大型電力網絡到全球交通網絡，從生物體中的大腦到各種新陳代謝網絡，從科研合作到各種經濟、政治、社會關系網絡等。可以說，人們已經生活在一個網絡世界中。長期以來，通信網絡、電力網絡、生物網絡和社會網絡等分別是通信科學、電力科學、生命科學和社會科學等不同學科的研究對象，而復雜網絡理論所要研究的是各種看上去互不相同的復雜網絡之間的共性和處理它們的普適方法。復雜網絡研究正滲透到數理科學、生命科學和工程學科等眾多不同的領域，對復雜網絡的定量與定性特征的科學理解，已成為網絡時代科學研究中一個重要的挑戰性課題，甚至被稱為“網絡的新科學”。

世紀之交（1998-1999）復雜網絡的科學探索發生了重要轉變，取得了突破性進展?？茖W家

沖破了傳統圖論，特別是隨機圖理論的束縛，以小世界網絡和無標度網絡兩項重要發現為標志，復雜網絡的研究取得了突破性進展。1998年，watts和strogstz發現復雜網絡的小世界（small world）特性。1999年barabasi和albert發現了真實網絡的另一重要特征節點度服從冪律分布，揭示了復雜網絡的無標度（scale free）特性等，并建立了相應的模型來闡述這些特征產生的機理。這些開創性的工作，引起了人們的廣泛關注，開辟了復雜網絡研究的新紀元。

此后，復雜網絡的研究迅速地擴展到了廣泛的學科領域，并不斷與這些學科領域交叉促進，取得了豐碩的成果。目前復雜網絡的研究蓬勃開展，正在向著縱深方向和可能結合實際應用方面發展。

供應鏈復雜網絡建模研究

目前國際上主要是以dirk helbing為首的一批物理學家在采用復雜網絡理論研究供應鏈網絡。dirk helbing（2006）研究發現供應鏈管理中的牛鞭效應，即信息放大效應，和供應鏈網絡拓撲結構性質有關。好的供應鏈結構可以減弱牛鞭效應，同時增加穩定性和抗攻擊性。

douglas r white對美國生物制藥行業的商業關系進行研究發現，由美國生物制藥行業的企業作為節點形成的商業關系網絡中，網絡中各個節點并不是同質的，在網絡中存在著merck、pfizer、myers等核心，與其他生物制藥企業相比他們擁有更多的商業合作伙伴，在網絡中擁有大量的連邊；在研究這一供應鏈演化過程中還發現，網絡規模在不斷增加，企業之間的合作關系即網絡的連邊增速更加迅速。其研究結果預示著供應鏈系統的網絡結構并非一個均勻的網絡，網絡中存在的hub節點，在整個供應鏈系統中起著關鍵作用；網絡規模和網絡中的連接也呈非均勻增長趨勢。christian kuhnert（2006）發現城市的物資供應網絡服從無標度分布，即都有少數的核心節點，發揮重要的物資調度和配送作用。這是在供應鏈系統的實證中較早明確證實供應鏈網絡結構中的無標度特性的。而無標度網絡是復雜網絡中重要的研究結果，也提示了復雜網絡模型在供應鏈系統建模的無限前景。marco laumanns等把供應鏈網絡看成一個物料在其中動態流動的過程，每一個節點看成一個變換器，物流通過某個節點的時候發生變化，可以用一階微分方程模擬，然后用魯棒控制方法實現供應鏈的化目標。

李守偉等（2006）在對我國產業網絡的復雜性研究中也提出我國的半導體產業的供應鏈網絡同樣具有無標度的特性。閆妍等對我國蒙牛乳業所在的供應網絡進行了拓撲建模，利用復雜網絡的方法，考慮級聯效應來評價節點的重要度，識別出了重要節點，用較大連通子圖規模衡量了級聯效應的后果。上面兩個結果通過實際數據的復雜網絡構建，實證了供應鏈系統的無標度特性。郭進利（2006）考察了網絡節點連續時間增加的供應鏈網絡特征，利用更新過程理論對這類網絡進行分析，獲得了度分布的解析表達式。研究表明，供應鏈型有向網絡具有雙向冪律度分布，并且穩態平均入度和出度分布的冪律指數在區間（2 ， + ∞） 內。范旭等針對供應鏈網絡的復雜性和其內外部環境的不確定性，根據復雜網絡理論對供應鏈網絡進行了詮釋，利用分形理論構造了一個可能的供應鏈網絡，闡述了供應鏈網絡在具備一般復雜網絡特點的同時也具有小世界、無標度網絡的大多數特性。根據供應鏈系統的一些特征，仿真了供應鏈網絡的生成演化過程，對結果進行復雜網絡建模，分析了供應鏈系統的特性，給理論界提供了復雜網絡在供應鏈管理上應用的較好范式。

以上研究展示了復雜網絡在供應鏈管理方面的寬廣應用前景。但是以dirk helbing 為代表的研究偏重復雜網絡理論，角度比較窄，對供應鏈本身的研究和思考較少，對供應鏈應急管理的涉及則更少，不能廣泛地揭示供應鏈的特質。立足供應鏈本身，結合復雜網絡思想，從全新的角度進行供應鏈管理研究還有很多可以探討和深入的余地。

結論及展望

雖然對供應鏈的研究目前已經有大量文獻發表，但是缺少的是用系統的觀點，對供應鏈系統整體規律的研究。借助復雜網絡理論可以揭示出供應鏈網絡的整體宏觀性質，研究供應鏈網絡的動態形成變化過程和宏觀行為，分析供應鏈網絡的穩定性和抗風險能力，這是以往的供應鏈管理研究不能完成的任務，研究結果對于這類復雜系統的管理具有很好的借鑒意義。

復雜網絡理論可以幫助人們用全新的觀

去看待供應鏈應急管理問題，它側重從宏觀整體的角度去分析單獨的點和整體網絡之間的關系，也可以借用社會網絡分析的諸多方法以及網絡演化機制去研究供應鏈上的企業關系。用復雜網絡理論研究供應鏈管理，為供應鏈管理提出了新的研究思路，帶來全新的視角和啟迪，應用復雜網絡理論研究供應鏈管理具有重要的實際意義與理論意義。

復雜網絡論文:基于復雜網絡的新聞傳播控制策略研究

摘要　本文引入物理學中的復雜網絡概念，對不良信息網絡傳播行為進行了研究，從一個全新的角度探討了新聞傳播控制的策略，對制定具體的網絡新聞傳播政策和規則具有一定的借鑒意義。

關鍵詞　新聞傳播控制　復雜網絡　隨機控制　目標控制　局部控制

對很多人來講，網絡并不陌生。2l世紀是網絡的世紀。我們進入嶄新的2l世紀僅幾年的工夫，網絡的概念已經深入人心，internet成為絕大多數人獲取信息的重要手段，成為工作生活中不可缺少的一部分。網絡極大地豐富了我們的生活。改變了我們的工作方式。同時，也對新聞傳播控制提出新的課題。

一、新聞傳播控制的必要性

李普曼將現實分為“客觀現實”、“媒介現實”與“主觀現實”三種，客觀現實是指某種外在于人的客觀實在，常被人視為“現實”并借助常識來判斷。媒介現實是對客觀現實的符號化再現，主觀現實則是以上兩者相疊加在個人頭腦中形成的對世界的看法和認識，即個人意識。在現代社會，在個人內心與客觀現實之間，已經不可避免地插入了一個媒介現實，它不斷地影響、限定和修改著個人的態度和行為。由于網絡新聞傳播的信息流程采用的是“傳播者，受眾——網絡媒介——受眾，傳播者”模式，信息流向由傳統的線性變成環狀，使得網民既是受眾。同時也是傳遞者，而且，網民所具有的這種雙重角色在互動傳播的過程中還不斷的相互轉化，這就造成了網絡空間里“把關人”角色在不斷地發生變化，從而使傳統意義上的“把關人”有所缺失，給新聞傳播造成各種負面影響。

及時，容易使輿論偏離正確的導向，造成不良的社會影響；

第二，扭曲事件真相，導致媒體公信力下降；

第三，影響未成年人價值觀的形成，導致價值的淪喪；

第四，被別有用心的人利用，引起社會的恐慌。

二、復雜網絡的概念

近年來，由于計算機數據處理合計算能力的飛速發展，科學家們發現現實中的大部分網絡既不是規則網絡(regular network)，也不是隨機的網絡(randomnetwork)，而是具有與前兩者截然不同的統計特征的網絡，科學家們把這些網絡稱為復雜網絡(complex network)。復雜網絡理論將現實世界中的復雜系統抽象為網絡，研究其結構特性和動態行為等，其復雜性體現在了以下兩個方面：

及時，節點復雜性

在現實的復雜系統中，組成網絡的個體的數目相當大。實際中，具有成千上萬個節點(vertex)的網絡并不罕見。同時，每個個體具有較強的獨立性，即個體能獨立地演化，具有很強的自主性。在某些復雜網絡中，網絡中的節點還可能具有分岔和混沌等復雜非線性行為。

第二，結構復雜性

本來相對孤立節點通過它們之間的連邊(edge)來組織在一起。網絡中的節點連接結構錯綜復雜，看上去極其混亂，同時網絡連接結構還可能隨時間發生變化。例如，萬維網上每天都有新的頁面產生和刪除，新連接關系的建立和取消。在某些網絡中，節點間的連邊還可能具有方向性和權重之分。節點間通過它們的連邊相互影響，更加劇了系統的復雜性。

顯然，基于網絡的新聞傳播行為，具有復雜網絡的特點，其節點由各類網絡媒介組成(網站、博客、帖吧、論壇等)，各節點通過友情鏈接等形式組織在一起，形成了新聞傳播的網絡基礎。將復雜網絡概念引入新聞傳播控制領域，有助于我們從網絡傳播結構的角度來研究并仿真新聞傳播過程，為制定更加有效的控制策略提供決策支持。

三、構建新聞傳播領域的復雜網絡模型

網絡傳播行為的研究最初目的是為了了解疾病的傳播機制。就一般而言，輿論在新聞網絡上的傳播方式與疾病在人群中的傳播方式十分相似，因此，本文將新聞傳播中需要控制的不良信息看作疾病，則可按照已有的疾病傳播模型構建新聞傳播領域的復雜網絡模型。一般用節點表示網絡媒介，如果兩個媒介之間可以存在直接的鏈接途徑，就認為這兩個個體之間存在連接，這樣就得到了新聞傳播網絡的拓撲結構，進而可以建立相關模型來研究這種傳播行為。顯然，網絡傳播模型研究的關鍵是傳播規則的制定和網絡拓撲結構的選擇。

仿照經典的疾病傳播模型，我們可以構建新聞傳播的sis(susceptive—infected—susceptive)模型和sir(susceptive—infected—recovered or removed)模型，它們都將新聞傳播網絡拓撲結構簡單的假定為規則網絡或者充分混合均勻網絡，區別在于傳播規則的不同。這里，s、i、r所對應的概念分別是：

s態：尚未上傳不良信息的網絡媒介(健康節點)；

i態：已上傳不良信息的網絡媒介(染病節點)；

r態：已上傳不良信息，但失去傳播能力的網絡媒介(免疫節點)。

我們以sis模型為例介紹不良信息的傳播過程(如圖1所示)：首先隨機選擇網絡中一個或若干網站，將某色情信息到這些網站上，則這些網站(節點)成為染病節點，其余網站為健康節點；當一個網站瀏覽者閱讀到該色情信息時，他就有興趣把這個信息傳播出去，在傳播過程中，他將隨機進入一個與染病節點有直接鏈接的鄰居網站中，并將色情信息復制到新的網站上，從而使該節點以概率α變成染病節點，α稱為傳染率；另一方面，隨著網絡管理人員的清理，色情信息被及時清除，每個染病節點都依某個事先設定的痊愈率β變成健康節點，上述演化規則在整個新聞傳播網絡中被同時執行。顯然，傳染率越大，痊愈率越小，不良信息就越有可能散布到更多的網絡媒介，一般定義傳染率和痊愈率的比值為傳染強度λ。研究表明，經典sis模型存在一個傳染強度閾值λ≥λc，如果λ≥λc，不良信息的傳播將一直持續下去達到一個穩定的范圍，此時稱染病節點數占總節點數的比例為不良信息的傳播范圍；相反，如果λ≥λc，不良信息持續傳播一段時間后最終將全部被清理。因此，一旦不良信息的傳染強度較大時就必須高度重視其危害，對其的控制措施不能依賴于網絡管理人員的清理，而需要采取隔離保護某些重要網絡節點、強行切斷相關網絡鏈接進而中斷傳播途徑的方法來改變傳播網絡的拓撲結構。

四、復雜網絡下新聞傳播的控制策略

研究復雜網絡上的新聞傳播行為的目的之一是為了更好地控制不良信息的傳播。目前，通常采取的控制力‘法是網絡監管，通過網絡管理人員的監督和管理，及時發現管轄范圍內的不良信息并予以清除，從而使其他網民無法復制并傳播。但在現實中，網民數量龐大無比，網絡媒介也極其繁多，信息的上傳下載十分便利。使得有限的網絡管理人員往往疲于應付。為此，控制策略的研究對提高控制效果具有十分現實的意義。本文將基于復雜網絡的新聞傳播控制策略分為三種：隨機控制策略、目標控制策略、基于鏈接層次的局部控制策略。

1　隨機控制策略

隨機控制策略隨機地選擇網絡中的部分節點進行控制，而沒有考慮網絡中節點之間的任何差異，平等地對待網絡中鏈接多的節點和鏈接少的節點。對于新聞傳播網絡而言，其傳播臨界值隨著網絡規模的無限增長而趨向于0時，控制臨界值趨向于1。這意味著，如果對新聞傳播網絡采取隨機控制策略，需要對網絡中幾乎所有節點都實施控制才能保障最終消滅不良信息的傳播。這對以internet為基礎的新聞傳播網絡來講，幾乎是一件不可完成的事情。

2　目標控制策略

新聞傳播網絡中存在有少量信息交流巨大的關鍵媒介節點，即人們通常所說的門戶網站、熱門博客等，這些媒介鏈接數目多，訪問量大，一旦上傳不良信息。極其容易在網絡中散布，成為重要的不良信息傳染源。因此，如果能及時、有效地控制新聞傳播網絡中的關鍵節點，對不良信息傳播將起到極大的抑制作用?；诖?，本文提出目標控制策略，即選取網絡中那些信息交流巨大的關鍵節點重點監控，及時清除不良信息，這意味著這些節點與其他網絡媒介的直接鏈接都可以從網絡中去除，從而使得不良信息傳播的途徑大大減少。因此，對新聞傳播網絡，特別在資源有限的情況下，有目的地選擇信息量大的節點進行目標控制，其控制效果要大大優于隨機控制策略。事實上，目標控制策略利用了新聞傳播網絡信息流量分布不均勻的特點，越不均勻的網絡，對其采取目標控制策略的效果越明顯，反映了網絡拓撲結構對不良信息傳播和控制的影響。

3　基于鏈接層次的局部控制策略

盡管目標控制策略的效果非常好，但這需要對新聞傳播網絡整體拓撲結構有充分的了解，這仍然是一件很困難的事情?；阪溄訉哟蔚木植靠刂撇呗栽诰W絡全局信息未知的情況下，利用被感染節點周圍的局部信息，控制被感染節點周圍的部分節點，從而達到控制不良信息在整個網絡大規模傳播的目的。它不需要考慮節點的信息流量，僅考慮感染節點周圍一定鏈接層次內的所有節點，因此只需要知道部分節點之間的鏈接關系。從被感染節點出發，用d表征鏈接層次，比如d=1，表示控制范圍為被感染節點及其周圍的鄰居節點；d=2表示控制范圍為被感染節點、及其周圍的鄰居以及鄰居的鄰居，依此類推。進行局部控制后，在距離感染節點控制范圍d內的節點都受到良好保護，具體表現為被感染節點d層鏈接范圍內的所有節點被感染的概率大大降低。復雜網絡研究者在不同網絡拓撲結構下研究了該控制策略的有效性。研究結果表明，采用鏈接層次d=3的局部控制策略已能將網絡中的不良信息徹底清除。

在實踐中，網絡新聞傳播控制體現了上述各種策略的有機結合：

及時，對所有網絡媒介實行域名申請、備案，建立以站長、版主為主的管理責任體系，就是隨機控制策略的運用；

第二，加強新浪、搜狐、網易、天涯等大型門戶網站的信息監督和管理，就是目標控制策略的運用；

第三。成立網絡執法專業隊伍，利用各種技術手段對不良信息進行搜索、跟蹤和清除，就是局部控制策略的運用。

五、結束語

在網絡社會中，控制策略不再是一個可有可無或者傳播學可以回避的課題。許多國家的政府都撥出專項資金，對網絡的控制與把關進行專門研究。鑒于網絡傳播技術的特點，在網絡上進行控制遠比在社會中實現傳播控制要難得多。本文引入物理學中的復雜網絡理論，從一個全新的角度探討了新聞傳播控制的策略，對制定具體的網絡新聞傳播政策和規則具有一定的啟發意義。