轻度认知功能障碍患者大脑fMRI网络小世界特性

目的应用静息态fMRI观察轻度认知功能障碍（MCI）患者大脑功能网络是否具有小世界特性。方法采集13例MCI患者（MCI组）和17名正常老年人（NC组）的大脑静息态BOLD-fMRI数据。采用SPM5软件对图像进行预处理，将大脑分割为90个区域，计算90个区域间的相关系数。以矩阵稀疏度（Sparsity）为阈值，将相关矩阵转换为网络。计算网络的聚类系数（C）和平均路径长度（L），若满足γ=C／Crand〉1且λ=L／Lrandd≈1（rand代表相应随机网络），为则认为大脑功能网络具有小世界特性。采用双样本t检验比较MCI组与NC组大脑功能网络小世界参数的差异。结果在0．10～0．40阈值范围内，MCI组和NC组均符合γ〉1且λ≈1。MCI组γ和δ均大于NC组，且在0．10≤sparsity≤0．18时差异有统计学意义（P〈0．05）；MCI组λ在各阈值处均小于NC组，在Sparsity=0．18、0．28和0．32处差异有统计学意义（P〈0．05）。结论MCI患者大脑fMRI网络具有小世界特性，且与正常老年人相比有所增强。

具有小世界特性的复杂液压系统故障源搜索方法

针对复杂液压系统故障多样、成因复杂、隐蔽性强,故障源辨识困难,提出了一种基于小世界特性的先网络社团结构划分、后社团内的复杂液压系统故障源搜索的层次分析方法.构建了复杂液压系统的网络拓扑结构,以同时具有大的介数和度数的节点作为网络中故障传播社团的中心,来改进Wu-Huberman算法,从而实现了社团结构的划分.根据各社团连接边对应管路的液压参数变化,确定包含故障源的社团,进一步计算该社团故障传播的可达矩阵,定位了故障源节点.经过对轧钢加热炉液压系统起升故障的分析和故障源查找,证实了该方法可以根据系统网络的结构特征和间接故障表现,实现复杂液压系统故障源的识别.

2型糖尿病脑病患者大脑功能磁共振网络小世界特性

目的：以伴有脑病的2型糖尿病患者为研究对象,检验其大脑功能网络是否具有小世界特性,并比较与正常人的差异是否有统计学意义。方法：采集17例糖尿病脑病患者与15例健康志愿者被试的功能磁共振数据,采用gretna软件包和spm8在matlab2010b平台上对数据进行预处理。利用解剖学自动标记模板将全脑划分为90个脑区,每个脑区代表1个节点,计算两两节点之间的Pearson相关系数,通过Fisher-z变换将90×90的矩阵变成Z矩阵。以矩阵稀疏度为阈值,将Z值转换为二值矩阵,矩阵稀疏度阈值取0.05~0.40,以0.01为步长,计算共16个阈值点上的小世界参数。结果：在0.05~0.40的网络稀疏度阈值范围内,糖尿病脑病组与正常对照组的γ、λ、σ、最短路径长度均随阈值增大而减少,两组同时满足小世界网络特性。糖尿病脑病组与正常对照组相比,γ、σ值变大,λ变小,并且糖尿病脑病组最短路径长度变大,聚类系数变小,两组在整个阈值范围内的差异有统计学意义。结论：与正常对照组相比,糖尿病脑病患者脑网络虽然具有小世界特性,但与正常对照组相比发生了变化。

协同创新网络的小世界特性及优化措施——以上海生物制药产业为例

新兴技术产业中开展协同创新已成为一个必然趋势,在此过程中所形成的协同创新网络具有典型的小世界特性。在对该特性进行分析基础上,分别从较短的特征路径长度、较大的集群系数、较多的枢纽三个方面对上海市生物制药产业协同创新网络的小世界效应进行实证检验。研究表明该网络是一个典型的小世界网络,这样的复杂网络结构有利于创新主体间各类创新资源的传递和联动发展,从而提高整体的协同创新绩效。根据该特性,未来协同创新网络可以重点从加强自组织与他组织的相互作用、从整体上构造良好创新环境、注重培育重要的枢纽节点三个方面来加以改进和提升。

基于动态搜索区域的无线传感器网络小世界特性构建方案

为了减少无线传感器网络节点的能量消耗,以延长无线传感器网络的寿命,首先研究了如何通过在无线传感器网络中构建小世界特性以延长其网络寿命,并着重分析了DAS(directedangulation tow ards the sink)方案.然后针对DAS方案中临近sink节点区域内的节点能量过快消耗的问题,提出了一种在无线传感器网络中构建小世界特性的新方案——菱形区域方案.该方案根据sensor节点到sink节点距离的大小,动态地改变菱形捷径端点搜索区域的大小,达到构建小世界特性并增强网络抗毁性的目的.理论证明了菱形区域方案在一定条件下较DAS方案既节省能量又能延长网络的寿命.

阻塞性睡眠呼吸暂停患者fMRI网络的小世界特性

目的分析研究阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者脑功能网络的整体属性和局部属性。方法回顾分析本院收治的40例OSA患者为OSA组,以40例体检健康者为对照组,收集功能磁共振成像(fMRI)采集的颅脑信息资料,使用睡眠监测(PSG)和主观量表法对比两组患者的OSA情况,并比较分析两组患者脑功能网络整体属性和局部属性的差异。结果OSA组患者的呼吸紊乱指数(AHI)和氧减指数(ODI)均显著高于对照组(P<0.05);两组在稀疏度0.1~0.2下均表现出小世界特性(σ>1),OSA组aσ显著低于对照组(P<0.05);与对照组相比,OSA组患者左侧背外侧额上回、右侧额中回的节点效率显著降低(P<0.05),左侧岛盖部额下回和右侧眶部额下回的节点度显著降低(P<0.05),左侧眶部额上回、左侧眶部额中回和右侧颞横回的节点介数显著降低(P<0.05);OSA患者的AHI和右侧额中回的节点效率(r=-0.240,P<0.05)、左侧眶部额上回的节点介数(r=-0.249,P<0.05)以及右侧颞横回的节点介数(r=-0.286,P<0.05)呈负相关;OSA患者的ODI和右侧额中回的节点效率(r=-0.250,P<0.05)、右侧颞横回的节点介数(r=-0.272,P<0.05)呈负相关。结论OSA对脑功能网络整体属性中小世界特性造成了一定影响,认知功能相关脑区的局部属性显著降低,并且其属性与OSA患者的AHI和ODI有一定的相关性。

音乐增强大脑网络小世界特性

近年来实验发现音乐相比其他机械噪声对人脑感知系统更能增强大脑内部复杂网络特性.优美音乐在频谱上普遍具有1/f统计特征.在音乐增强脑电信号记录分析中,我们发现对比具有1/f特征的音乐信号,在仍保留1/f特征的随机乱乐刺激下,大部分脑皮层区域的脑功能网络连接密度普遍下降,并且增强的脑功能网络小世界特性在一定阈值范围内也会有显著下降.随机打乱的音乐虽然仍保留长程相关特征,但打乱后每分钟节拍数和节拍清晰度出现了明显降低.这两种音乐特性的降低与音乐打乱前后的大脑小世界网络统计指标的CMean/LMean降低有显著关联.说明音乐信号除了1/f长程相关统计特征之外的其他有效音乐信息在增强脑功能网络方面也起到重要作用.

典型指控网络小世界特性仿真研究

分析了小世界网络国内外现状,诠释了指控网络仿真中需要重点考虑的因素和评价指标,并基于VRNETDeveloper对典型指控网络的组网方案和仿真主流程进行设计。通过仿真实验,验证了指控网络在传输指控信息、协同信息和态势信息时的小世界特性,为指控网络顶层设计和基于网络指挥的战术战法研究提供了基础数据和理论参考。

小世界超网络传播模型及实证分析

借鉴WS小世界网络的构造算法,在超网络(也称为超图)中加入超边随机重连,构建小世界超网络模型。以该模型为信息传播的底层网络,提出小世界超网络SIR信息传播模型,仿真模拟超边随机重连概率、超网络中的邻居节点数量以及传播率、恢复率等参数对超网络的信息传播过程影响,并与普通网络中的传播过程进行了对比分析,发现超网络中的信息传播速度更快,波及范围更广。进一步,在3类实证超网络上验证了超网络的小世界特性及信息传播规律。在万物互联时代,世界变得更小的背景下,对现实世界中更为复杂的信息与疾病传播机制的深入研究具有一定的借鉴意义。

基于小世界网络特性的核心技术识别研究——以石墨烯为例

[目的/意义]在当前核心技术识别具有重要研究意义的背景下,从专利引证视角出发,提出了一种将小世界网络特性与主路径分析结合,建立基于专利引证网络的核心技术识别与评价体系。[方法/过程]首先,从引证网络的聚类系数和平均距离两个角度入手,综合评价专利引证网络的小世界特性。然后,通过局部前向搜索、局部后向搜索、全局搜索以及关键路径这4种不同的主路径方法来识别引证网络中的核心技术,并进行对比分析,最后以石墨烯技术领域为例进行实证研究。[结果/结论]结果显示,石墨烯技术网络的聚类系数与平均距离值均符合小世界特性,技术信息间的传递速度快。同时通过对比4种技术演化路径,发现关键路径相较于其他方法可以识别出更多的核心技术,为产业趋势分析提供丰富的技术信息。

域间路由系统自组织特性

域间路由系统与Internet一样是一个复杂巨系统.自组织理论是当前对于复杂性系统研究的重要成果,是研究复杂系统的有效工具.所以,从自组织特性的角度分析了域间路由系统的内在规律和外在表现,并且评价了为了改善域间路由系统的扩展性、收敛性、稳定性和安全性而对BGP协议进行改进的各种方法.在对BGP的发展趋势进行预测的基础上,给出了利用自组织特性解决域间路由系统问题的指导原则和几种可行的方法.

电力网络结构特性分析

为获得电力网络结构的本质特性,对IEEE标准测试电网和一系列规模不等、发展历程不同、建设水平各异的实际电网,进行复杂网络典型特性分析和结构脆弱性的模拟仿真。分析电力网络节点度数在对数坐标和半对数坐标下的分布特性,探求电力网络特征路径长度、聚类系数的统计特性及其与网络规模之间的关联关系,基于凝聚算法考察电力网络不同模型下的模块度。所分析的电网不具有无标度特性,小世界特性与网络规模相关,而社团特性明显,表明社团特性是电力网络普适的结构特性。以负荷节点可连接的电源节点比例衡量电力网络的整体性能,考察社团间联络线遭蓄意攻击时网络性能的变化。所分析的电网均表现出脆弱性,进一步验证了社团特性是电力网络结构普适的特性这一结论。

基于邻接关系的森林景观斑块耦合网络结构特性分析

森林斑块间进行着各种复杂的生态过程,斑块间通过物质与能量的流动耦合维持总体可持续形态,形成"斑块耦合体"。将一定范围内的林分集合(斑块耦合体)作为空间整体,把它看作由处于不同空间的流动镶嵌体,从林分上升到景观层次。把斑块作为空间功能单元,抽象成网络中的节点,斑块间相邻的公共边抽象成网络中的边,构造由若干节点和边组成的"斑块耦合网络"作为"斑块耦合体"的骨架,森林景观斑块耦合网络具有结构特性。为揭示森林景观斑块耦合网络结构的复杂特性,本文从常德市桃源县提取了134个不同规模的森林景观斑块耦合体,抽象出森林景观斑块耦合网络,从中筛选出23个,通过分别比较森林景观斑块耦合网络的特征路径长度和聚类系数与对应随机网络的特征路径长度和聚类系数的大小来探求森林景观斑块耦合网络的小世界特性及其与网络规模之间的关联关系;分析森林景观斑块耦合网络节点度在对数坐标和半对数坐标下的分布特征,无标度特性和网络规模的关系;采用模块度来分析森林景观斑块耦合体的社团特性。所研究的森林景观斑块耦合网络小世界特性与网络规模有关;森林景观斑块耦合网络度分布更趋向于幂律分布,而且无标度特性随着网络节点规模的增大而增强;而森林景观斑块耦合网络的社团特性明显,是森林景观斑块耦合网络普适性的结构特性,且随网络规模增大而增强。而森林景观斑块耦合网络的小世界特性、无标度特性、社团特性常常使得森林景观斑块耦合网络在面对蓄意攻击时表现出鲁棒性。结合森林景观斑块耦合网络节点所代表的斑块信息,为揭示森林景观复杂性、分析森林景观生态系统的稳定性和抗毁性、提出景观尺度下森林经营措施提出更科学、合理的思路。

P2P网络电视拓扑测量方法研究与特性分析

测量分析P2P网络拓扑特征是解决P2P网络优化和网络监管等问题的基础。提出了基于边过滤的增量式拓扑爬行策略,根据此策略设计并实现了分布式拓扑爬虫系统PPTV_Crawler,并从爬虫效率和数据完整性两方面分析了PPTV_Crawler的性能优势。使用该爬虫分析了PPTV网络拓扑的平均节点度与用户量关系,节点度分布特性以及小世界特性。实验结果表明,P2P网络拓扑特征与其协议版本和客户端行为密切相关,PPTV网络中的节点间连接性随用户规模的变化而改变,且成正比关系;节点度分布受用户规模影响,用户规模大的网络节点度分布比用户规模小的网络呈现更加明显的幂律分布特征;用户规模大和用户规模小的网络均呈现小世界特性,且小规模网络聚集性更高。作者提出的基于边过滤增量式拓扑爬行策略为研究基于P2P技术的复杂网络提供了有效方法。

电力光纤通信网的复杂网络特性实证分析(本期优秀论文)

提出运用复杂网络理论,从网络拓扑结构的角度对电力光纤通信网的复杂性进行分析。通过拓扑建模、参数计算和网络特性分析,验证了电力光纤通信网在发展到一定规模后,网络具有较大的集聚系数及较小平均路径长度,表现出明显小世界效应,并当网络处于稳定状态后,节点度分布符合有限空间的幂律分布特性。

VLSI电路的复杂网络特性研究

针对电路集成快速发展所带来的电路集成密度大、结构复杂的问题,基于IBM-HB+Benchmark研究集成电路的复杂网络特性.实验结果表明,IBM-HB+Benchmark网络的累积度分布满足高斯分布,属于单一规模网络;IBM-HB+Benchmark网络同样具有小世界特性,其平均集聚系数是同等规模随机网络的28.51倍.

基于复杂网络的微博用户行为特性分析

移动互联网的发展为微博的发展提供了更加广阔的发展空间,以复杂网络的基本统计特性为基础,通过抓取新浪微博中的相关数据,对其进行处理分析,详细分析微博用户在信息发布行为、信息发布内容方面的相关特性以及用户的关注行为和评论转发行为进行了详细地分析,认为微博网络是典型的小世界网络,微博网络整体密度较小,呈稀疏状态,但局部密集;微博网络用户的分布呈不均匀的状态,用户在信息发布、分享等方面存在较大的信息不对称性,只有小部分用户拥有较多的信息资源,扮演核心角色,大部分用户在微博中处于边缘地位。这为微博营销和微博舆论引导与消解提供了基础。

基于Durer五边形的复杂网络特性研究

分析了Durer五边形的复杂网络性质,采用添加中心结点的方法构造出了一种新颖的基于Durer五边形且同时具有分形特征和小世界特性的确定性复杂网络,研究了其平均度、聚集系数、平均路径长度以及分形等网络特性,结果表明:文中所构造的网络具有小世界特性和分形特征.

基于小世界与能效的容迟网络路由算法

容迟网络(DTN)具有小世界特性,一条消息至多需要五至六跳中间节点就可从源节点到达目的节点。为此,算法(TBSF)结合小世界特性通过限制中间节点数目来提高消息的交付率,但该方法没有考虑节点的能耗以及社会权威的问题。该文从节点能效与社会权威出发提出一种改进的算法。该算法设计了能量控制机制,并在扩展度中心性的基础上讨论节点的社会权威,在消息的转发过程中突出权威节点的作用。仿真结果表明,该算法在保持较高消息交付率的同时能够降低网络的能耗。

Internet网络的宏观结构和特性研究

通过大范围网络计量统计分析之后,人们发现Internet并不是一个随机均匀分布的网络,而是具有较为稳定的宏观有序结构和特性。Internet不但具有类似"领结"的宏观超链接结构,而且具有明显的无标度特性和小世界特性。这证明在Internet网络杂乱无章的表面现象背后,隐含着相对稳定、步调协同的自组织规律。