BA模型的三种扩展

无标度网络的发现,使人类对于复杂网络的认识进入了一个新的天地.BA模型是对于这种新认识的第1个抽象模型.由于考虑了系统的成长性和连接的择优性,BA模型给人们带来了很多启发.但是BA模型的两个基本假定,对于解释许多现实中的现象来说过于简单,与现实的网络还有较大的距离.所以,作者试图对BA模型进行扩展,即根据现实中的网络,增添某些假定,并通过计算机模拟进行观察,以便进一步探索复杂网络系统的规律.对BA模型的扩充考虑了3个因素:择优选择的成本;边的重新连接;网络的初始状态.实验结果表明,在考虑了这些因素之后,BA模型的基本结论并没有变化,它们的影响在于演化过程的某些方面,例如在某些极端条件下的演变趋势等.

生态学视角下的集装箱海运网络适应度BA模型

集装箱海运网络主要反映的是港口与航线的空间组织,其演化是一种复杂的社会、经济、历史的整合过程。运用生态学的隐喻方法对其演化的动力机制进行剖析,充分考虑到现实集装箱海运网络的规模限制与动态发展的演化特征,提出基于"优胜劣汰"的五种机制:节点增加、节点删除、择优连接、反择优删除与重新连接;通过设计港口腹地经济、港口吞吐量、港口区位等适应性指标对港口节点适应度进行度量,构建出一个适应度BA模型;对港口节点度分布的理论推导与数值模拟结果表明:(1)该模型的度分布不仅取决于港口节点的度,更依赖于港口节点的适应度。(2)该模型能够得到一个度分布服从幂律指数为γ=1+1/β的无标度网络。(3)若每个港口节点取相同适应度时,该模型呈现出"先到者赢"的特征;若每个港口节点适应度并不完全相同时,该模型呈现出"适者更富"的特征。

基于改进BA模型的海运复杂网络演化研究

以复杂网络理论为基础,分析海运网络的拓扑结构具有无标度特性.据此,针对港口节点进行研究,分析节点连接概率的影响因素,通过加权量化和MATLAB编程得到节点吸引度,进而改进了BA网络模型中的节点连接概率.选取2007和2010年全球15个主要港口的相关数据,运用上述改进模型分别得到2a的海运网络演化情况,验证了海运网络具有小世界和无标度网络特征,并得出2010年海运演化网络平均路径更短、集聚性更强,度值相差更悬殊,网络连接更加频繁与高效.

一种基于边数随机增长的BA网络模型

针对基本BA网络模型模拟现实网络的局限性,采用新节点的度数增加服从泊松分布的随机函数来代替传统BA模型中的常数,修改了节点度数的增长方式,提出了一种基于边数随机增长的改进网络模型。从理论分析和实验验证两方面对该模型进行了分析和研究。理论证明过程中,利用率方程法计算度分布并得到了解析解,而计算机仿真则验证了度分布解析解的正确性。仿真结果表明改进后的网络模型符合现实网络的一定特性。

焦点企业成长视角的集群创新网络无标度特征研究——BA模型的改进及其模拟分析

无标度网络的发现,为人类认识复杂网络提供了一个全新的思路,而BA模型的建立为研究复杂网络提供了一个很好的方法。在BA模型的择优连接机制中加入适应度和度饱和值来模拟集群创新网络演进过程,进而对此类集群创新网络的无标度性特征进行模拟分析。研究得出,基于焦点企业成长的集群创新网络是一类异质性的网络,并具有集聚性、稳定性和脆弱性的特征。

无标度网络BA模型的物理内涵及其改进模型的比较

建立合适的网络模型有助于理解和研究网络结构和网络的动力学行为。本文考察了复杂网络的BA模型以及它的改进模型,分析比较每个模型的物理内涵及度分布,讨论了网络演化中择优机制的差异可能对其度分布特征产生重要的影响。并在各模型的基础上提出了一个新的更符合实际的改进模型,为复杂网络模型的更深一步探索提供了一个新思路。

基于改进BA模型的城市废弃物资源化共生网络动态演化研究

发展城市废弃物资源化共生网络,是建设"无废城市"的重要举措。基于对BA模型增长与择优连接规则的修正,构建共生网络结构模型;采用平均场方法,推导共生网络的度分布与幂指数;通过Matlab数值分析,探讨相关因素对共生网络结构形成的影响,从而解释并揭示共生网络的演化机理。研究结果表明:择优连接规则考虑"资源匹配度、节点适应度"等因素作用,能很好地模拟共生网络演化过程;节点连接较高的"机会成本",是导致共生网络具有低幂指数、为亚标度网络的重要原因;区域废弃物相关信息的有效性,对网络结构有着重要影响;并进一步明晰共生网络主要是围绕核心节点所形成的网络。

基于改进BA模型的不同规模海运复杂网络演化研究

以复杂网络理论为基础,分析海运网络的拓扑结构具有无标度网络特性,可运用BA无标度网络模型构建演化海运网络.连接概率是BA模型中节点优先连接的重要依据,据此,针对海运网络港口节点进行研究,通过加权量化和MATLAB编程将影响节点间连接的因素组成节点吸引度,引入连接概率公式,改进了BA模型.分别选取2010年全球15个和25个主要集装箱港口的相关数据,运用上述改进BA模型分别得到不同规模的海运网络演化情况,演化结果验证了海运复杂网络具有无标度网络特征,呈现的特性与网络规模没有必然联系,规模大的网络平均路径更长、集聚性更强,度值相差更悬殊.进一步运用全球班轮航线实际网络进行验证,得到两者结构特性基本相同.

BA模型的数学基础

该文基于马氏链的概念和技巧,给出了BA无标度网络模型稳态度分布存在性的严格证明,并且从数学上重新推导了度分布的精确解析表达式.此处所用的方法具有一定的普适性,适用于更一般的无标度型复杂网络模型.

基于BA模型的创新集群网络形成与演化研究

创新集群网络的形成和演化是创新集群理论研究的核心问题,充分认识创新集群网络的形成演化规律对于培育和发展创新集群具有重要意义。创新集群网络主要由网络节点和网络连接构成,节点之间直接或间接的网络连接使得创新网络结构非常复杂。同时,创新集群网络的形成和演化也是一个复杂的过程,要完全厘清其形成和演化过程并非易事。BA模型作为无尺度模型,具有成长性和择优连接性,能很好地模拟创新集群网络的自组织演化过程。在充分分析创新集群网络连接关系的基础上,利用BA模型分析和论证创新集群网络的形成和演化过程,并根据研究结论提出相应的对策建议。

基于BAS-BP模型的在机测量系统误差白化建模

为了提高数控机床在机测量系统的测量精度,建立精确的、多因素影响下的单项误差白化模型,分析了在机测量系统单项误差的变化特点,提出一种BAS-BP建模方法,优化神经网络的权值和阈值,以空间位置和速度两种影响因素作为输入进行建模。以X轴5项几何误差为例,进行多元回归、BP和BAS-BP神经网络预测建模效果比较。实验结果表明,应用BAS-BP神经网络的预测建模精度最高,均方误差最大仅为0.7153μm。且能实现多因素影响下的几何误差白化建模,更适用于在机测量系统误差精确建模和后续的误差补偿。

一类新SEIRS模型在BA网络上的传播行为研究

提出了一类新的SEIRS模型:潜伏状态节点以一定概率进入染病状态的同时,以一定概率进入免疫状态。首先利用平均场理论对疾病的传播行为进行了理论分析,得到了疾病传播的临界阈值,证明了疾病的爆发与消亡完全由临界阈值确定。然后通过计算机仿真,验证了理论结果的正确性。实验结果表明增大节点从潜伏状态向免疫状态的转化概率可有效控制疾病的传播。

基于BA无标度的复杂有向网络演化模型

根据BA无标度网络模型提出了一种具有无标度特性的有向网络演化模型,并设计程序进行了仿真实验,对有向网络的度分布进行了分析,结果表明,利用文中提出的有向网络演化模型生成的复杂有向网络的度分布符合幂律分布,能有效的模拟现实世界的具有无标度特性的复杂有向网络,可以在此模型上展开对复杂有向网络的其他相关拓扑性质的分析及研究。

基于BA生长网络的产品市场演化分析

基于BA生长网络的形成机理,提出产品市场和顾客选择的BA扩展模型.基于概率理论证明了主方程与Polya过程模型的等价性,据此探讨了描述顾客选择行为的概率函数类别对产品市场宏观行为的影响,包括线性概率模型、Logistic模型和抽样OC曲线模型及其不动点分析等.最后结合实例进行说明和验证.

适应性主体BA生长网络模型

以Luna人工认知企业发展模型为基础,依据择优性原则,在企业智能体之间的交互关系构成的拓扑网络中,合理地嵌入适应性主体BA生长网络,构建出区域经济增长模型,并在SWARM2.1.1仿真平台仿真了区域经济发展的初始增长过程.由仿真结果可以看出,适应度越大,最终趋于均衡的值越大,系统成熟越完全.

信息融合系统改进型BA模型及网络动力学特性

从信息融合系统的性能指标与网络动力学参数的结合为切入点,分析了信息融合系统的无尺度特性,采用复杂网络中的无尺度BA模型作为信息融合系统的基本拓扑模型.结合信息融合系统的特殊要求对BA模型生成算法中的增长性和择优连接性均做了相应的改进,给出一种信息融合系统改进型BA模型的生成算法.仿真验证表明,改进型BA模型更符合信息融合的网络动力学特征,其平均距离比BA模型改善10%,聚簇系数也有一定程度的改善,并带来整个系统抗毁性能的提升.

基于社交网络的BA无标度演化模型的研究

针对社交网络中用户间好友关系的特殊性,结合重启特征和稀疏网络平滑特征,提出了PageRank改进算法PRS;针对BA网络模型的缺陷以及实际社交网络的连接特性,将改进算法PRS作为择优连边考量因素之一,加入随机连边机制,构建了一种适合社交网络的BA无标度网络的改进模型。实验证明,改进模型具有更优的网络特性,适合构建与描述社交网络。

基于自适应算法的BA网络模型及其聚类分析

BA模型是经典的无标度网络模型,具有一定小世界特性,但聚类系数随着点数增多趋近于零。为进一步优化BA网络模型的平均路径长度和聚类系数的特性,设计了一种基于自适应算法的无标度网络改进模型。改进模型优化了系统与网络节点的关联度,通过计算得到关联度的最优值及此时网络各参数的值,从而获得理想的网络模型。通过对自适应算法中关联度的数学分析,可知系统平均路径长度呈带有条件的收敛状态。仿真结果表明,改进后网络模型在平均路径长度和聚类系数方面,有进一步优化。不同于BA无标度网络的是,改进模型优化后具有较明显的聚类特性,更符合小世界网络特性。

基于BA网络的突发事件下静态局部路由策略研究

为解决突发事件发生时,城市路网受到较大影响,甚至造成拥堵,文章基于无标度BA网络对路网建模,分析突发事件对节点通行能力的影响,进而通过对网络应用静态局部路由策略,分析不同程度突发事件下的最优路由策略参数,从而得出最佳路由策略。经仿真得出,优化后的模型提高网络临界信息包产生率,网络中数据包的分布更加均匀,路径选择更优,从而减少数据包平均传输时间,能够有效地解决突发事件下节点拥堵问题,使突发事件对网络通行能力的影响减小。