复杂网络结构可控性优化及攻击鲁棒性研究

发布时间：2022-02-05 07:39

　　近些年来复杂网络研究得到了迅速发展,复杂网络理论及相关技术已经成为描述复杂系统结构和动力学的重要工具和方法。其中,网络系统的“攻击鲁棒性”和“结构可控性”研究是复杂网络领域的两个热点研究问题。本文以结构可控性理论和网络攻击理论为基础,结合鲁棒性的优化方法,重点研究了抗攻击能力提升后真实网络结构及性能的变化情况,详细分析了真实网络的抗攻击能力与可控能力的关系,并设计和开发了基于网络模型的复杂系统数据挖掘与分析软件。论文主要研究工作及创新性的研究成果如下:（1）抗攻击能力优化后网络的结构及性能分析基于保度边交叉重连的优化算法,本文首先研究了欧洲航空网络、欧洲电力网络、美国航空网络结构的变化情况。通过对优化前后网络拓扑连接结构进行可视化,发现优化之后的网络呈现Onion-like状。接下来,对优化过程中网络重要特征参数的变化规律进行了详细的分析。然后,从网络层次结构的角度,分析了相同度节点的连边概率以及不同k-shell值节点所占比例的变化规律,从而对优化前后网络的拓扑性质有了更加深入的了解。最后,考察了真实网络抗攻击能力的优化效果和优化前后网络同步能力的变化情况。（2）具有Onion-li... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

有向网络和无向网络

图 2-2 三种典型的规则网络示例：(a)全局耦合网络；(b)最近邻耦合网络；(c)星型网络。.2.2 随机网络关于网络结构有两个极端的假设：完全规则的网络和完全随机的网络。数学家 E Rényo[24]研究发现网络并不是完全规则的，而是带有随机性，因此诞生了随机网

提出的小世界网络模型恰好是规则网络到随机网络的过渡模型，同小世界性。如图 2-3 所示，完全规则的网络 ，完全随机的网络 为小世界网络。该网络的构造算法如算法 2-2 所示：算法 2-2：WS 小世界网络构造算法(1) 初始的网络为最近邻耦合网络，包含 N 个节点，且每个节点连接左右各 个邻居节点（ 是偶数）。(2) 每条边的一端固定，以概率 重新连接网络中的另外一个端点。不能有重复和自环。


本文编号：3614841