Homogeneous and Heterogeneous Traffic of Data Packets on Complex Networks: The Traffic Congestion Phenomenon

We study the congestion phenomenon in a mathematical model of the data packets traffic in transmission networks as a function of the topology and of the load of the network. Two types of traffic are considered: homogeneous and heterogeneous traffic. The congestion phenomenon is studied in stationary conditions through the behaviour of two quantities: the mean travel time of a packet and the mean number of packets that have not reached their destination and are traveling in the network. We define a transformation that maps a network having the small world property (Inet 3037 in our numerical experiments) into a (modified) lattice network that has the same number of nodes. This map changes the capacity of the branches of the graphs representing the networks and can be regarded as an “interpolation” between the two classes of networks. Using this transformation we compare the behaviour of Inet 3037 to the behaviour of a modified rectangular lattice and we study the behaviour of the interpolating networks. This study suggests how to change the network topology and the branch capacities in order to alleviate the congestion phenomenon. In the website: http://www.ceri.uniroma1.it/ceri/zirilli/w6 some auxiliary material including animations and stereo?graphic scenes that helps the understanding of this paper is shown.

用于函数优化的小世界优化算法

借鉴小世界现象的有关机理,构造了不同的小世界优化算子,主要包括局域短连接搜索算子和随机长连接搜索算子.将优化过程视为在搜索空间(网络)中从候选解向最优解的信息传递过程,利用小世界现象有效信息传递的有关机理实现了一种新的优化算法———小世界优化算法.通过对复杂函数的优化问题进行仿真试验,表明与相应遗传算法相比,新算法可以更好地保持解的多样性,能够有效地避免陷入局部极小值的问题,并在一定程度上克服了早熟和遗传算法欺骗问题,并且收敛速度快,因此具有解决复杂问题的潜力.

基于复杂网络理论的C2组织网络拓扑结构研究

根据C 2组织结构的特点,基于复杂网络理论和网络中心战思想,将C 2组织中的各作战单元、指控节点等作为节点,它们之间的信息流动作为边,构建C 2组织的网络拓扑结构。经过仿真分析,推出其内部具有无标度性、小世界性等复杂网络特性,这对于进一步将复杂网络理论应用于C 2组织的研究提供了理论依据并具有积极的意义。

语言网络研究进展

语言网络作为一个新的研究领域,其研究正在迅速崛起,目前已经吸引了不少领域的研究者们的关注。该文首先简要介绍了语言网络的特点、常用的统计特征以及相关的网络模型;其次,根据语言构成单位以及当前语言网络研究热点,将语言网络分为语音网络、共现网络、依存句法网络、概念语义网络,并详细介绍了各类语言网络研究的主要进展。最后总结了语言网络研究的现状并给出了展望。

微博用户关系网络的结构研究与聚类分析

将个人微博用户关系网络作为研究对象,抓取了一个用户从开始注册到一定稳定期3个时间点的数据,构建了3个复杂网络,研究了该微博用户关系网络的结构属性变化,得出用户行为和影响力的变化。使用K-means聚类算法对微博用户关系网络进行了聚类分析,从使用目的角度将微博用户分为3种类型——普通社交型、个人兴趣型和信息散播型。微博服务商可以通过算法优化,根据详细的聚类结果更有针对性地进行页面和应用程序推荐,创造商业价值。

基于复杂网络特征的背包问题优化算法

根据复杂网络演化过程中的小世界现象及无标度特征,提出了基于复杂网络的背包问题优化算法。该算法基于无标度特征的背包问题形成优化空间,通过节点增长和加权节点度偏好连接,产生优化空间网络及其节点度分布;在该优化空间网络中,以小世界网络的聚类及小世界效应为基础,以节点度分布为先验知识,提出局部聚类、小世界效应、链集优化和节点寻优4个算子,实现网络节点连接优化。利用马尔科夫链的相关性质,证明了该算法的收敛性。针对具有相关性的0/1背包问题的实验结果表明,该算法解决组合优化问题是有效的。

万维网的小世界效应探讨

在工程信息的长期安全保存和可靠调用过程中,存在着信息和其使用系统之间的兼容问题和对信息定期检查、移存、转化的时间和效率问题。目前国内外对这两类问题还没有可行的解决方法和技术。介绍了"六度分离"现象和经典的小世界网络模型,提出了WWW模型的架构,并在此基础上提出了万维网中任意两个网页间链接路径的搜索算法和计算万维网的特征路径长度,借此验证万维网具有小世界效应,为解决大量级和分散性信息的管理问题提供了可靠的科学依据。

结构化P2P网络文本检索研究

基于Kleinberg小世界模型设计一个结构化P2P网络文本检索协议。P2P网络由一些相互连接节点类构成,根据节点文本相似程度实现复杂查询。通过预先设定节点类参数,可以动态地调整节点类大小来平衡网络负载。节点类之间存在一些长程连接,缩短了查询路由步数。实验结果表明,随着网络规模的扩大,搜索开销呈对数平方曲线增长,维护开销呈线性增长,选择合适的节点类内部节点的数量,可以使得总开销最小。

从小世界理论分析网络博客资源对图书馆参考咨询服务的创新意义

网络博客的构成集中体现了"六度分隔"现象,"六度分隔"使网络博客形成了关于某个主题或学科的"研究圈子"的博客群,这个博客群为图书馆参考咨询人员提供了最新和最丰富的参考源,也为图书馆用户提供了最及时有效的"专家咨询"。

小世界现象形成机制与马太效应

“小世界现象”和“马太效应”这两个概念原本分别来自社会学和科学史和社会网络两个研究领域，后来随着各学科的发展以及各学科之间方法的借鉴和移植，它们都被情报学吸收并成为两个具有特定意义的词条。研究这两个概念的含义及两者之间的关系，对情报学理论研究具有一定的意义。本文主要讨论了小世界现象和马太效应这两个概念的形成和特点，分析了小世界现象的形成机制及其在情报学中的应用，并通过小世界网络与随机网络的比较，说明马太效应在小世界现象的形成过程当中起到了重要作用。

基于Kleinberg模型的P2P网络搜索协议

针对基于DHT技术的结构化P2P网络存在路由效率低和负载不均衡问题,依据Kleinberg小世界模型设计了一个结构化P2P网络协议.P2P网络由一些相互连接结点类构成,结点类之间存在长程连接和短程连接,具有一定的小世界特征,减少了查询路由步数;通过设置结点类内部结点数量的最大值,可以平衡P2P网络负载;分析了P2P网络搜索开销,基于Kleinberg小世界模型的P2P网络搜索平均传递步数存在一个上界.实验结果表明,随着网络规模的扩大,平均搜索步数呈对数函数增长;长程连接数量增多可以减少平均搜索步数,减少的趋势呈反比函数.

类Gnutella网络文本检索研究

提出类Gnutella网络文本检索的方法,借助文本聚类技术构建无结构P2P语义覆盖网,每个节点维护一定数量的短程连接和长程连接邻居节点,使P2P网络具有小世界特性。邻居节点的更新在查询和应答的交互中进行,节点能动态快速地了解网络的拓扑情况。实验结果表明,小世界P2P网络具有较大的聚类系数、较小的特征路径长度和较高的文本检索查全率。

复杂网络及其研究现状概述

复杂网络已成为学术界研究的一个热点,它在工程技术、社会等领域都有着潜在、广泛的应用。近年来,对于复杂网络的研究相继展开。探讨复杂网络的基本特征、分类,就复杂网络的研究现状做简单的概述,旨在对于这个研究新领域进行部分讨论和阐述。

自然科学家的创作多峰现象及创新能力

探讨了李政道科学家及其合作网,研究发现:他发表的科学论文数目随年份出现创作多峰现象,从一般科学家合作网又验证了这个现象,这个发现对于自然科学家具有普遍性。李政道论文与引文联合科学家合作网,不仅同样具有一般科学家合作网的拓扑特性,即小世界效应和3个幂律(点度、点强和边权)分布特性,并且更重要的是具有创作多峰现象。为了解释科学家的创作多峰现象,提出了一个描述科学家及其团队的创新能力的理论模型,分别考虑了科学家及其合作者对于科学论文的贡献及其学术影响,创新能力的理论计算结果与李政道等科学家合作网的实证研究一致。

基于小世界现象的Internet拓扑模型

通过研究Internet自治层的拓扑结构,以及在Internet小世界现象内的偏好连接、节点和链接的随机或优先消亡、节点间非线性优先连接、新节点所带来的外部链接及网络内新增的内部链接等诸多因素,提出了基于小世界现象的Internet拓朴模型。通过仿真实验与统计数据的对比表明,ITMSW模型能够很好的描述Internet自治层无标度、小世界现象等诸多特性。

SNS网站用户关系挖掘的设计与实现

针对目前网络社交网站存在的交友形式单薄、好友关系淡化、用户流失等问题,设计基于"寝室"组织形式的社交网站系统,嵌入用户挖掘模块,通过权值更新和潜在关系更新算法帮助用户寻找潜在好友,以达到拓展社交圈的目的。实验结果表明,该系统的好友推荐准确度较高。

基于时变差别适应度的网络演化模型

将节点适应度的时变性和差异性抽象为时变差别适应度,在适应度模型的基础上,提出一种改进的网络演化模型。网络中新加入的节点趋向于连接节点入度大及感兴趣的节点,节点在演化过程中会随时与其他节点进行连接和断开。基于此,综合优先连接、随机加边、随机减边、节点互粉等机制实现网络演化。通过仿真分析节点的时变性和差异性对网络演化的影响,结果表明,该模型生成的网络度分布呈幂律分布,具有小世界现象,且与真实网络拟合度较高,验证了模型的正确性和有效性。

全球价值链贸易网络分析与国际风险传导应对

在全球化生产不断演进的背景下,参与国际分工各国在共享分工福利的同时,如何避免外部世界的冲击?关于这一问题,若从一国所处的与其他国家的价值链贸易网络的视角给予考察,或许能够得到一些答案.本文基于2000年~2014年世界投入产出数据,研究发现全球价值链贸易网络具有“小世界现象”和“无标度特性”等复杂网络性质,且整个网络的演化是一个循序渐进的过程.接着指出,在全球生产网络分析框架下,一国可通过强化其在全球价值链贸易网络中的集约性和广延性特征,实现自身重要程度的提高,弱化来自外部波动的影响.最后,从进口(投入)和出口(产出)两个方向对上述结论给予验证,即一国可通过增加上下游贸易对象数量并降低贸易强度分布集中度,做广做均全球外贸发展布局,弱化内外部之间风险互相传导的冲击,稳健全球价值链贸易网络.

大世界悖理与小世界现象——情报交流研究新进展

简述了大世界悖理与小世界现象的涵义及其实验研究和基本内容，指出了它们对情报学和网络交流的影响。

基于社会网络小世界性改进的信任感知推荐系统

信任感知推荐系统(TARS)是利用用户间的信任来解决推荐系统中的数据稀疏性,冷启动用户和冷启动项目问题。随着互联网上出现越来越多的现实社会关系,用户间的信任关系变得越来越复杂,因此信任值的计算也越来越困难。提出基于社会网络的小世界性的信任感知推荐系统(i TARS),利用最优信任传播距离来改进信任值计算方法。在Movie Lens数据集上的实验结果表明,该方法在推荐准确度和召回率上有显著提高,特别对越稀疏的数据效果更好。