带有噪声的无标度网络一致性及其优化

发布时间：2024-02-22 10:10

　　随着科学技术的快速发展,人类社会的日常生活和生产活动越来越依靠各种复杂网络系统的安全高效运转,如因特网、移动通信网、基础设施网和公共交通网等。许多网络被证明其度分布服从无标度幂律分布,而且其拓扑具有鲁棒性和脆弱性的特点。如何从其它动力学角度来描述无标度网络的特性一直是网络领域的一个研究热点。本文选取含有噪声的线性系统的一致性作为研究对象,利用网络的拉普拉斯特征谱来刻画网络的一致性程度,重点研究无标度网络一致性的鲁棒性,探索影响一致性的拓扑结构,基于一致性提出了一类新的领导中心性指标,进一步探究网络一致性优化的相关问题,具体工作如下:1.研究了无标度网络一致性的鲁棒性。我们提出了一种指定平均度的无标度网络模型,并分析三种一致性指标与网络平均度和节点数之间的内在关系。无标度网络的一致性随着平均度的增加而变得更优,而网络节点个数的增加则对一致性基本没有影响。此外,我们探究了无标度网络在随机故障和蓄意攻击下一致性的鲁棒性,蓄意攻击分别采用了节点度中心性,接近中心性和特征向量中心性指标从大到小的顺序。数值结果表明蓄意攻击对网络一致性的影响大于随机故障。在无领导者网络中,攻击度中心性和接近中心性高...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状与进展
        1.2.1 网络一致性
        1.2.2 网络鲁棒性及其优化
        1.2.3 网络节点重要性指标与网络传播模型
    1.3 研究内容与结构安排
2 网络一致性的鲁棒性分析
    2.1 引言
    2.2 基本概念
        2.2.1 无标度网络
        2.2.2 拉普拉斯矩阵
        2.2.3 网络一致性
        2.2.4 经典的网络节点重要性指标
    2.3 网络一致性与拓扑结构之间的关系
    2.4 随机故障和蓄意攻击下网络一致性的鲁棒性
        2.4.1 随机故障和蓄意攻击下无领导网络的一阶一致性
        2.4.2 随机故障和蓄意攻击下领导-追随者网络的一阶一致性
    2.5 本章小结
3 网络一致性优化
    3.1 引言
    3.2 网络优化模型和网络重构方法
        3.2.1 网络优化模型
        3.2.2 网络重构方法
    3.3 利用智能优化算法优化网络一致性
        3.3.1 模拟退火算法优化网络一致性
        3.3.2 禁忌搜索算法优化网络一致性
    3.4 网络优化过程中的拓扑性质变化
        3.4.1 同配系数与聚类系数
        3.4.2 数值模拟与实验
    3.5 本章小结
4 网络一致性的应用
    4.1 引言
    4.2 领导中心性的提出
    4.3 领导中心性在无标度网络中的识别应用
    4.4 领导中心性在真实网络中的识别应用
        4.4.1 真实网络中SIR模型的传播实验
        4.4.2 真实网络中独立级联模型的传播实验
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢



本文编号：3906633