基于復雜網(wǎng)絡的中國航空網(wǎng)絡研究.pdf

1、當今時代是信息時代。復雜網(wǎng)絡學科因為信息化的爆炸性發(fā)展成為了近年來新興的研究領域。隨著社會的不斷發(fā)展，使用網(wǎng)絡拓撲結構不但能夠解決現(xiàn)實社會中的實際問題，同時也可以使問題更加系統(tǒng)化、直觀化。通過加深對復雜網(wǎng)絡的研究，可以使網(wǎng)絡更好的服務人類，也使人類對網(wǎng)絡的認識更加深刻，推動復雜網(wǎng)絡的進一步發(fā)展。
　　第一，運用復雜網(wǎng)絡知識分析了中國航空網(wǎng)絡的基本結構。運用space L和space P兩種建模方式構建ANL航空網(wǎng)絡和ANP航空網(wǎng)絡

2、。分析結果證明了ANL航空網(wǎng)絡和ANP航空網(wǎng)絡具備復雜網(wǎng)絡的基本特性;中國航空網(wǎng)絡的吞吐量和航距與度數(shù)的關系都是冪律分布;中國航空網(wǎng)絡中介數(shù)越大的機場，吞吐量和航距越大，但相比度值對這兩個因素的影響，介數(shù)相關系數(shù)較小，而且并不是吞吐量越大，該節(jié)點在網(wǎng)絡中發(fā)揮的作用就越大。
　　第二，運用聚類算法對中國航空網(wǎng)絡進行了分析。針對傳統(tǒng)k-means算法隨機選擇初始中心所帶來的問題，本文在去除孤立點的前提下選擇距離乘積最遠的點作為初始中心

3、，這種改進明顯提高了算法的準確率和穩(wěn)定性，聚類質量也得到了顯著提升。在用經(jīng)典數(shù)據(jù)集驗證改進算法的有效性后，將算法運用到航空網(wǎng)絡中去，結果證明航空網(wǎng)絡具有非均勻分布的無標度特性和中心化傾向。
　　第三，分別刪除單個節(jié)點和連續(xù)刪除多個節(jié)點，運用網(wǎng)絡效率、聚集系數(shù)、最大連通子圖相對大小來分析中國航空網(wǎng)絡的抗毀性。結果顯示:航空網(wǎng)絡中，重要機場在影響連通性方面發(fā)揮著至關重要的作用;當刪除節(jié)點個數(shù)超過10個時，全局網(wǎng)絡效率下降超過50％;當

4、被攻擊機場個數(shù)超過44個時，網(wǎng)絡的全局效率下降99％，因此我們可以得知，中國航空網(wǎng)絡抵御蓄意攻擊的能力十分薄弱;比較按度攻擊和按介數(shù)攻擊后的指標發(fā)現(xiàn)，后者網(wǎng)絡受到的破壞更大，說明在影響網(wǎng)絡連通性這一方面介數(shù)比度值發(fā)揮的作用大。最后結合基礎的測試指標提出一種新的抗毀性指標A(i)，結果顯示新的測試指標更接近于現(xiàn)實，效果更好，能夠更全面的考慮三個測試指標，不像傳統(tǒng)算法具有片面性。
　　第四，分析了基于社團結構的中國航空網(wǎng)絡抗毀性。本文

5、分別提出了基于社團結構的新攻擊方式和基于社團結構的抗毀性測試指標，即考慮了網(wǎng)絡的整體性能，也考慮到了網(wǎng)絡的社團結構變化，并且用經(jīng)典網(wǎng)絡驗證了攻擊方式和測試指標的有效性。然后用不同方式攻擊中國航空網(wǎng)絡，我們可以得到:相比較傳統(tǒng)攻擊方式，基于社團的新攻擊方式更容易而且更大程度的破壞了網(wǎng)絡社團的結構;新的攻擊方式對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性也有一定的影響;中國航空網(wǎng)絡的每個社團中都有介數(shù)較大的點，從一定程度可以證明存網(wǎng)絡中存在關鍵機場，所以為了提高網(wǎng)絡在受