復雜網(wǎng)絡中節(jié)點重要度評估研究.pdf

1、復雜網(wǎng)絡在各領域中的發(fā)展和應用，不僅改善了人類的生活質(zhì)量也促進了社會生產(chǎn)率的提高。但是，復雜網(wǎng)絡也對社會生活產(chǎn)生了一定的負面影響，如傳染病的迅速傳播，交通運輸網(wǎng)絡的擁堵，航班航線的延誤，城市電力網(wǎng)絡的崩潰等。因此，為了對復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)進行有效地預測和控制，需要對復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)進行深入細致地分析和研究，識別和評估影響網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和功能的重要節(jié)點。
　　本文針對復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)的脆弱性問題，利用復雜網(wǎng)絡節(jié)點蘊含的局部信息和全局信息，提出四種中心性

2、算法，實現(xiàn)對復雜網(wǎng)絡節(jié)點重要度的評估，主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點如下：
　?、倮脧碗s網(wǎng)絡的局部信息，提出基于網(wǎng)絡擴散機制的節(jié)點重要度評估算法。網(wǎng)絡中節(jié)點影響的擴散機制是指信息流在網(wǎng)絡的傳播過程中，一個節(jié)點對其他節(jié)點的影響只影響給該節(jié)點的最近鄰居節(jié)點或者是該節(jié)點下一個最近鄰居節(jié)點?；谠摍C制，本文提出擴散中心性算法識別和評估網(wǎng)絡中的重要節(jié)點。該算法主要考察了節(jié)點本身的局部信息的影響以及距離節(jié)點第二層的鄰居的鄰居節(jié)點信息的影響來評價節(jié)點的

3、重要性。利用SI疾病傳播模型對算法進行評價，通過在真實網(wǎng)絡中的實驗比較分析，驗證了網(wǎng)絡擴散中心性算法的有效性。
　?、诶脧碗s網(wǎng)絡的全局信息，提出基于網(wǎng)絡全局效率和隨機游走機制的節(jié)點重要度評估算法。
　　1)基于網(wǎng)絡全局效率原理，提出網(wǎng)絡全局效率中心性算法。
　　該算法與傳統(tǒng)中心性的不同之處在于更注重網(wǎng)絡的動力學過程及網(wǎng)絡的全局結(jié)構(gòu)信息，是通過對網(wǎng)絡邊的消除來定義網(wǎng)絡的效率，而不是移除網(wǎng)絡的節(jié)點。利用SI疾病傳播模型對

4、算法進行評價，通過在真實網(wǎng)絡中的實驗比較分析，驗證了網(wǎng)絡全局效率中心性算法的有效性。
　　2)基于網(wǎng)絡隨機游走原理，提出吸收中心性算法。
　　考慮信息流在網(wǎng)絡中隨機游走的全局拓撲結(jié)構(gòu)，該算法利用網(wǎng)絡節(jié)點到達吸收節(jié)點的時間來衡量網(wǎng)絡中節(jié)點的重要度。利用SI疾病傳播模型對算法進行評價，通過在真實網(wǎng)絡中的實驗比較分析，驗證了吸收中心性算法的有效性。
　?、劾脧碗s網(wǎng)絡的局部和全局信息，提出基于中心性融合的節(jié)點重要度評估算法。