基于混合优化指标的韧性网络结构设计

为提高网络的韧性,提出网格均匀度,并将其与自然连通度和最大连通子图联合进行网络优化设计。生成随机分布的节点,在路径总长约束下,以混合指标作为优化目标进行边连接,利用遗传算法进行网络结构优化。随机打击试验中,该算法的平均最大连通子图节点数为自然连通度算法和最大连通子图算法的2.06倍和1.34倍;蓄意打击试验中,该算法的最大连通子图节点数为自然连通度算法和最大连通子图算法的8倍和4倍。

农产品供应链韧性网络影响因素研究——基于复杂系统管理视角

基于复杂系统管理视角,从农产品供应链生产者、收购商、批发商、零售商、消费者及流通环节识别并筛选出20个农产品供应链韧性网络影响因素,构建DEMATEL-ISM模型,通过分析各影响因素间作用强度确定关键性因素,并对影响因素进行层级划分,厘清各因素间的逻辑结构关系。研究结果表明,信息流通能力为农产品供应链韧性的根本影响因素;产销达标能力、收购商定价议价能力、批发商定价议价能力、销售商营销能力直接影响农产品供应链韧性。

中国—东盟旅游合作联系网络结构特征与韧性演化

引入旅游能级概念,修正万有引力模型,选取中国、菲律宾、柬埔寨、老挝、马来西亚、缅甸、泰国、文莱、新加坡、印度尼西亚等国家2010—2019年的相关数据为样本,测度中国—东盟各国间的旅游合作联系,刻画其合作网络,并利用中心度、网络结构洞等指标与技术系统分析网络结构特征,利用鲁棒性、传输性、聚集性、层级性、匹配性以及障碍因子诊断、网络中断模拟等指标与技术系统综合评估网络结构韧性,结果显示:中国—东盟旅游合作联系网络呈现多向化、密集化、纵深化发展趋势,中国逐渐承担起网络中的核心角色,扮演“媒介”作用,而且中断模拟显示2013年后网络结构韧性始终受中国失效影响最大,中国对于网络结构韧性发展具有重要作用;中国—东盟旅游合作联系网络整体结构较为不稳定,网络鲁棒性较弱,抵抗外界干扰与风险侵袭能力较差。为加强中国—东盟旅游合作联系网络建设,应坚持全面协调发展,提升合作密度;注重角色分工,强化示范效应;强化分类提升,增强结构韧性。

意图驱动网络服务韧性机制研究

软件定义网络、网络功能虚拟化和意图驱动网络等新技术的出现,促使网络朝着服务化、定制化和智能化等方向快速发展。然而,规模巨大且复杂的网络形态导致网络管理存在失效,同时网络攻击事件频繁发生。因此,提高网络服务韧性,确保网络服务能够持续保障,变得非常重要。意图驱动网络能实现从用户意图到网络韧性策略生成及其下发的全过程的自动部署,为网络有效应对各类挑战提供更加灵活的手段,极大地改善了网络管理效率,并提高了网络服务韧性。基于此,提出一种意图驱动网络服务韧性控制环路架构及其实现架构。首先,通过将信念-愿望-意图推理逻辑引入韧性推理机制,使网络具有预防功能、防御功能、恢复功能以及适应功能,能够在网络攻击发生前期及时地作出响应,并根据具体环境灵活调整韧性策略,以应对突发的网络攻击,持续保障网络服务。最后,以分布式拒绝服务攻击作为用例,验证所述的意图驱动网络服务韧性机制在保障网络服务韧性方面的有效性。

锂产业链贸易网络结构韧性的演化与评估

锂已成为新能源革命的驱动力,国际社会共谋生态文明建设的重要选择,同时也是实现碳中和的基础资源之一,其生产和消费对世界经济有着重要影响,从贸易网络结构韧性的角度出发研究锂产业链,对优化产业布局,锻造强韧产业链具有重要意义。该研究通过构建“度分布-度关联”双变量贸易网络结构韧性演化评价模型,对比分析了2000—2021年全球锂产业链上游、中游和下游的贸易网络结构韧性类型及演化趋势,并针对美国制造业回流等现实背景,对全球锂产业链发展前景进行了展望。结论表明:①就节点度而言,中国、美国和欧洲是全球锂产业链贸易网络中最为活跃的国家及地区,其贯穿了锂全产业链的全球贸易。②就网络结构韧性而言,上游和中游网络有扁平化趋势,其层级性较低;下游网络立体化特征明显。③就网络类型而言,锂产业链上游和中游仍处于同配性网络,下游网络已演化为韧性网络。④就网络结构韧性演化水平而言,锂产业链的网络结构韧性一直处于波动变化状态,综合水平表现为上游韧性<中游韧性<下游韧性。基于上述结论,提出对策建议:完善相关机制建设,打造产业链良好生态;加大资源保障力度,强化资源自给重要性;深化锂产业链的整合重构,实现产业链自主可控;维护多元稳定的国际经济格局和经贸关系,提升产业链国际竞争力,以建成具有更高创新力、更高附加值、更安全可靠的锂产业链。该研究为了解全球锂产业链网络结构韧性格局,保障中国锂产品稳定供需,实现锂产业链自主可控提供有益探索。

核电技术的网络韧性评估(2001—2022年)——基于灰色统计方法的分析

核电技术可以提供低碳排放、可靠、可持续和多元化的能源供应,具有韧性的全球核电技术贸易网络,有助于满足全球不断增长的能源需求,也有助于缓解气候变化。然而,目前对于核电技术贸易的网络韧性还有待进一步深入研究。为了科学评估核电技术的网络韧性,基于2001—2022年的核电技术进出口贸易数据,构建11个韧性指标,构建灰色统计评估模型,对全球、11个区域和32个国家三个层面进行核电技术的网络韧性评估。结果表明,在全球层面,德国和美国的核电技术贸易大国地位比较明显,韧性指标变化多样,全球的核电技术网络韧性不稳定。在区域层面,核电技术贸易模式由“区域内”为主转为“区域间”为主,非洲的核电技术网络韧性持续较好,其他区域的韧性不稳定。在国家层面,重要的核电技术出口国家是俄罗斯、德国和美国,重要的核电技术进口国家是法国、中国和乌克兰。此外,建议优化核电技术贸易结构,保障国家核电技术网络韧性。

能源安全视角下国际能源贸易网络韧性测度研究

能源是国民经济和社会发展的重要基础,其生产和贸易对于全球经济具有全局性的重要影响。本文综合石油、天然气和煤炭三大主要国际能源贸易产品,构建国际能源贸易网络,从静态和动态两个方面对国际能源贸易网络的韧性进行测度分析,并对3类能源产品贸易网络中全球十大经济体的抗冲击性进行评价。研究结果表明:从静态韧性角度看,国际天然气贸易网络的综合韧性较低,国际石油贸易网络的综合韧性中等,国际煤炭贸易网络综合韧性水平最高,这说明国际煤炭贸易网络在受到冲击时的破坏影响较小,网络结构稳定性较好。天然气国际贸易网络主要依赖少数核心国家支撑,网络韧性水平较低。从动态韧性角度看,中国在全球能源贸易网络中的中转能力与扩散能力都表现出较好水平,在能源贸易网络节点抗干扰性表现分层中几乎都处于第一或第二层。最后,根据国际能源贸易网络的韧性特征,提出加大中国、中亚和西亚间的油气管道建设以及建立中国-中亚-西亚能源经济圈的对策建议,以进一步保障中国能源供应链安全。

成渝城市群网络空间格局及其结构韧性评估

城市群是我国区域发展的重要主体,其内部表现为各节点相互联系的复杂网络,分析其在急性冲击与慢性压力下的韧性表现对区域安全可持续发展有重要意义。本文以2020年成渝城市群16个地级市为研究对象,构建交通、经济、信息和综合联系网络,从层级性、匹配性、传输性、集聚性四方面评估其网络结构韧性,模拟分析中断环境下网络结构的吸收能力和容错能力。结果表明:成渝城市群网络空间格局“双核”为引领,层级差异鲜明。拓扑结构绝对极化与相对均衡化并存。网络层级性非均质化与立体化特征显著;异配性强且同质抱团现象不显著;传输效率偏高,可达性与扩散性较强;头部城市强集聚与非核心城市单向联系。在中断环境下,吸收能力与容错能力表现为信息网络>经济网络>综合网络>交通网络。

城市韧性与城市网络关联性理论研究进展及展望

城市是一个国家综合实力的体现。城市面临诸多不确定风险因素,应对风险带来的冲击仍然能维持城市系统稳定性尤为重要。城市韧性反映城市应对外界干扰的抗干扰能力和恢复能力,然而当前侧重单一城市的韧性研究,忽视了区域韧性的重要性。从区域韧性视角出发,对城市韧性、城市网络及其关联性进行研究、评述。首先,梳理国内外城市韧性、城市网络的内涵及演进阶段特征,并利用CiteSpace软件对城市韧性与城市网络进行知识图谱主题分析;其次,比较城市网络韧性与城市韧性网络研究视角、内容、方法上的区别与联系,探讨其研究热点与前沿;最后,对城市韧性及城市网络关联性研究方向加以展望。有利于丰富城市韧性研究体系,为城市韧性网络的研究提供新思路和参考。

考虑灰色攻击的多制式区域轨道交通网络韧性评估

为有效刻画多制式区域轨道交通(MRRT)网络,提高其网络韧性评估的准确性,依据MRRT评估系统内不同子网络间的协同工作关系以及运输服务特征,基于复杂网络理论构建MRRT相依网络模型;兼顾网络拓扑结构和服务质量,从抵抗能力、吸收能力、缓冲能力和恢复能力4个维度构建网络韧性评估指标,改进了基于引力模型识别其关键站点的方法;因MRRT网络复杂度高,其遭受突发事件扰动的潜在攻击信息具有灰色特征,故使用Matlab模拟不同信息精确度α下的灰色攻击策略,探究α对MRRT相依网络韧性的影响。结果表明:MRRT相依网络具有无标度网络特征;基于引力模型识别关键站点,可提高网络节点关键性评价的准确性;降低灰色攻击的信息精确度α,可提高网络韧性,且α对网络韧性的影响存在阈值,当α∈(02,08)时,网络遭受攻击后的性能损失会随α的降低而减小,当α≥08∪α≤02时,降低α并不会对网络韧性有显著影响。

基于复杂网络的长三角和粤港澳航运网络韧性评估

新冠疫情等全球重大突发事件凸显了航运网络韧性的重要性。本文基于复杂网络和韧性三角理论构建一种定量评估港口群航运网络韧性的方法。该方法将航运网络韧性评估过程分为初始、破坏、恢复和稳定这4个阶段,采用节点度值、中间性、强度和随机排序这4种不同的攻击和恢复模式,并以网络独立路径数、网络效率和网络连通度这3个特征作为衡量港口群航运网络韧性的关键指标。本文以长三角和粤港澳港口群为例,利用2023年上半年的船舶靠港数据构建两个港口群内部航运网络,并对比分析两个航运网络在4种不同攻击和恢复模式下韧性指标的变化情况。结果显示,长三角航运网络规模远高于粤港澳航运网络但较均衡,而粤港澳航运网络枢纽作用更加明显。长三角航运网络的网络独立路径韧性和网络效率韧性优于粤港澳内部航运网络,前者为8.4和11.8,后者为7.9和10.2,而长三角航运网络的连通度韧性为8.3劣于粤港澳航运网络的9.5,并且两个网络在度攻击模式下韧性最差。长三角航运网络应重点加强港口之间的连通性,以及如皋港等中间性较高港口的中转能力,粤港澳港口群需强化维多利亚港等强度较大港口的枢纽能力和通道冗余性,以提升港口群航运网络韧性水平。

中原城市群人口流动空间格局与网络结构韧性分析

针对都市圈建设发展较快与超设防事件频发现象,评估和分析城市群网络结构韧性水平对区域一体化与健康可持续发展具有重大意义。该文以中原城市群为研究区域,基于2017年“腾讯迁徙”数据构建城市网络人口流动矩阵,分析城市群内部人口流动规模与特征,并从层级性、中断场景下传输性以及脆弱性对城市网络韧性进行评价。结果表明:(1)不同时段中原城市群人口流动具有规律性,节假日期间郑州与多数城市的人口流动状况具有动态平衡性;(2)不同时段高层级人口流动网络主要呈现为以郑州为核心的发散式结构;(3)中原城市群网络层级性显著,整体表现为单核心网络,介数策略对网络的破坏性最大,拥有高介数的节点在网络中承担核心作用;(4)郑州、洛阳、周口等核心城市节点对整体网络效率影响更大,中原城市群韧性水平整体良好,具有“十”字形空间特征,但部分规划核心城市的协同发展仍有待提高,未来需完善不同等级、规模、职能的城市协同发展机制,实现城市网络韧性水平整体提升。

考虑网络韧性的城市轨道交通故障恢复研究

为提升城市轨道交通的可靠性,提出一种基于区间修复的城市轨道交通故障恢复策略;以网络平均效率度量网络韧性性能函数,按不同折返区段分段处理失效线路,构建以网络韧性损失和恢复总时长最小为目标的城市轨道交通故障恢复模型,设计NSGA-Ⅱ算法求解模型;并以成都地铁网络为例,探讨环线失效和放射线失效2种场景下列车运行交路调整对网络恢复决策及网络恢复性能的影响。结果表明:提出的故障恢复方法能有效避免站点修复完成后仍需长时间等待其他站点修复完成才能接入线网运营的情况,考虑列车运行交路调整恢复方案的韧性损失比不考虑运行交路调整时减少28.3%;是否考虑列车运行交路调整对网络环线线路的故障恢复决策影响较大,对外围放射区域线路的故障恢复决策影响较小。

突发公共卫生事件政府协同治理网络韧性评价: 以新冠疫情防治为例

为及时有效地应对各类突发公共卫生事件,具备韧性的应急治理组织结构是关键保障。以我国新型冠状病毒疫情防治为研究对象,收集我国自新冠疫情暴发以来中央层面的政策发文共951篇,整理发文主体间联合关系,得到政府协同治理关系矩阵,基于此,应用复杂网络理论,构建我国突发公共卫生事件政府协同治理网络;运用社会网络分析方法,提出系统表征网络结构韧性的5个维度的指标:层级性、匹配性、通达性、集聚性和多样性,进而实现从结构拓扑视角对我国政府协同治理组织韧性的评价。结果显示:我国突发公共卫生事件政府协同治理网络的网络度分布系数为-0.5916;度关联系数为-0.1883;平均路径长度为2.1290;网络效率为0.4035;平均聚类系数为0.5989;网络平均独立路径数为4.0955。该网络具有异质性且呈现较为明显的层级性,具备较好的冗余性,但网络流通水平低。表明我国突发公共卫生事件政府应急治理组织韧性水平低主要表现在其抵御、吸收风险的能力差,应调整网络结构以提高整体网络预警以及抗干扰能力。

城市公交网络系统韧性修复方案设计

为提升遭受外部攻击后城市公交网络系统的韧性,制定了城市公交网络系统韧性修复方案。首先定义城市公交网络系统韧性,构建城市公交网络系统韧性模型。将遭受外部攻击后网络系统韧性变化分为吸收与修复两个阶段。在吸收阶段,考虑失效节点的负载分配;修复阶段,根据介入阶段不同,分别制定边吸收边修复与先吸收后修复两种网络韧性修复方案。选择青岛市黄岛区城市公交网络进行仿真分析,验证了修复策略的可行性。

复杂网络视角下中部地区高质量发展网络结构韧性演化研究

随着区域间经济联系日趋加深,网络韧性成为影响中部地区高质量发展的重要因素。以中国中部地区80个地级城市为研究对象,基于新发展理念构建中部地区高质量发展评价指标体系,综合层级性、匹配性、集聚性、传输性、多样性等维度对2012—2020年中部地区高质量发展网络结构韧性进行评估,主要结论如下:中部地区高质量发展网络呈现出圈层化结构,武汉、长沙在网络中处于绝对的中心位置,合肥、南昌、郑州等城市为次级中心,其余绝大部分城市位于外围;区域内部联系不够密切,总体呈波动上升趋势;高质量发展网络层级性小幅提升,省会城市在网络中具有较高的层级;网络表现出异配性特征,节点间的联系多元化;网络具有一定的集聚效应,存在小圈层现象;网络传输性和多样性不断提升有助于改善网络结构韧性。中断场景下,武汉、长沙、郑州、合肥、宜昌等主导性节点失效会极大地削弱网络的传输性和多样性;山西北部城市以及孝感、鹰潭等对网络传输性影响较弱;张家界、宣城等省际交界地区发生故障或中断对网络多样性的作用较小。

粤港澳大湾区城市群低碳技术创新网络结构韧性演化研究

在碳达峰、碳中和目标背景下,提升绿色低碳循环发展关键核心技术创新能力已成为聚焦点。本研究借鉴复杂网络指标,以粤港澳大湾区城市群合作申请发明专利空间数据为基础,构建城市群低碳技术创新网络结构韧性评价模型,对比解析城市群低碳技术创新网络结构类型及其韧性时空演化特征,探究城市群低碳技术创新网络结构韧性演化的制约因素。研究表明:大湾区创新网络随着时间的演进表现出由“单一核心结构”向“多核心群落”发展的动态变化;创新网络结构层级性由早期的扁平模态向后期的立体模态演变,匹配性为异配性且呈“N”型变化趋势;创新网络结构均为“韧性网络”,韧性水平呈“提升—衰退—提升”的波动状态演化。基于多维度视角,本研究从城市群创新空间格局均衡化、关键领域差异化与创新要素流动自由化等方面,提出粤港澳大湾区低碳技术创新网络结构韧性演化的优化路径。

基于时空演化视角下不同城市群经济网络结构韧性研究

不同城市群网络结构韧性在面临新型冠状病毒感染时恢复、改善、创新的能力可能不同,但当前缺少证据。通过引力模型构建长三角城市群与成渝城市群2019-2021年的经济联系网络,通过ucinet软件对韧性进行计算,从网络层级性、网络集聚程度和网络整体运行效率三个方面对比分析两大城市群经济网络结构的韧性。结果表明:(1)长三角城市群经济网络空间格局为大核心+小核心分布,形成多个小集团。成渝城市群以成都、重庆单个大核心为主。(2)相对长三角城市群,成渝城市群网络结构具有较高层级性。核心节点具有较高地位。(3)长三角城市群经济网络节点之间集聚性低于成渝城市群,在遭到疫情冲击时,节点间具有分散作用。(4)成渝城市群经济网络整体运行效率低于长三角。网络间的传输性低,节点之间缺乏互动。研究结果说明,长三角城市群经济网络结构韧性优于成渝城市群,并在疫情冲击后其网络结构具有更强的恢复、改善、创新能力。

风险常态化背景下现代化都市圈韧性网络构建路径研究

在风险常态化背景下,现代化都市圈建设成为防范化解区域危机和推进空间高质量发展的重要支撑。以都市圈发展与风险演进历程之间的关系为切入点,系统梳理、分析了都市圈发展阶段与区域韧性挑战之间的演进逻辑,提出构建韧性网络以保障都市圈安全与稳定、促进现代化都市圈建设的建议。在此基础上,重点从区域性和多领域性两个层面构建现代化都市圈韧性网络的理论体系,并基于设施、产业、空间等多领域视角,分析了构建现代化都市圈韧性网络的具体路径。

反身性视角下信息流空间建构与网络韧性分析:以长三角百度用户热点搜索为例

基于百度指数,集成网络联系强度、网络复杂性、Circos弦图等研究方法,尝试基于个体搜索行动对实体地理空间与虚拟信息空间进行跨尺度认知,在反身性视角下诠释长三角信息流空间建构,对长三角信息流空间网络韧性进行评估,主要结果如下:1)节点等级性与密度集聚性分析表明,长三角区域信息流空间具有较高的网络韧性,总体呈现“一极多中心”格局,密度呈显著非均衡性。2)层级传输性与流向匹配性分析显示,一方面,旅游相较于房价、天气、人才政策的网络层级性更高、层级性优势突出;另一方面,上海、杭州、苏州、南京、宁波在长三角信息流空间中占据较高层级,其中,上海、杭州与苏州是双向信息流动的最重要节点。3)反身性视角展示了从个体行动到虚拟信息空间并反身至实体地理空间的跨尺度地理空间认知方法,网络韧性分析表明个体行动相对于区域网络结构与区域网络结构韧性是具有地域反身性的,通过反身性视角建立个体-区域的跨尺度空间关联,有助于展示个体行动变化与区域空间变化的互馈。