基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、當(dāng)今時(shí)代是信息時(shí)代。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)學(xué)科因?yàn)樾畔⒒谋ㄐ园l(fā)展成為了近年來(lái)新興的研究領(lǐng)域。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，使用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不但能夠解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)也可以使問(wèn)題更加系統(tǒng)化、直觀化。通過(guò)加深對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究，可以使網(wǎng)絡(luò)更好的服務(wù)人類，也使人類對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)更加深刻，推動(dòng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。
　　第一，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)知識(shí)分析了中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)。運(yùn)用space L和space P兩種建模方式構(gòu)建ANL航空網(wǎng)絡(luò)和ANP航空網(wǎng)絡(luò)

2、。分析結(jié)果證明了ANL航空網(wǎng)絡(luò)和ANP航空網(wǎng)絡(luò)具備復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本特性;中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和航距與度數(shù)的關(guān)系都是冪律分布;中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)中介數(shù)越大的機(jī)場(chǎng)，吞吐量和航距越大，但相比度值對(duì)這兩個(gè)因素的影響，介數(shù)相關(guān)系數(shù)較小，而且并不是吞吐量越大，該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的作用就越大。
　　第二，運(yùn)用聚類算法對(duì)中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析。針對(duì)傳統(tǒng)k-means算法隨機(jī)選擇初始中心所帶來(lái)的問(wèn)題，本文在去除孤立點(diǎn)的前提下選擇距離乘積最遠(yuǎn)的點(diǎn)作為初始中心

3、，這種改進(jìn)明顯提高了算法的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，聚類質(zhì)量也得到了顯著提升。在用經(jīng)典數(shù)據(jù)集驗(yàn)證改進(jìn)算法的有效性后，將算法運(yùn)用到航空網(wǎng)絡(luò)中去，結(jié)果證明航空網(wǎng)絡(luò)具有非均勻分布的無(wú)標(biāo)度特性和中心化傾向。
　　第三，分別刪除單個(gè)節(jié)點(diǎn)和連續(xù)刪除多個(gè)節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)效率、聚集系數(shù)、最大連通子圖相對(duì)大小來(lái)分析中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。結(jié)果顯示:航空網(wǎng)絡(luò)中，重要機(jī)場(chǎng)在影響連通性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用;當(dāng)刪除節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)超過(guò)10個(gè)時(shí)，全局網(wǎng)絡(luò)效率下降超過(guò)50％;當(dāng)

4、被攻擊機(jī)場(chǎng)個(gè)數(shù)超過(guò)44個(gè)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的全局效率下降99％，因此我們可以得知，中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)抵御蓄意攻擊的能力十分薄弱;比較按度攻擊和按介數(shù)攻擊后的指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，后者網(wǎng)絡(luò)受到的破壞更大，說(shuō)明在影響網(wǎng)絡(luò)連通性這一方面介數(shù)比度值發(fā)揮的作用大。最后結(jié)合基礎(chǔ)的測(cè)試指標(biāo)提出一種新的抗毀性指標(biāo)A(i)，結(jié)果顯示新的測(cè)試指標(biāo)更接近于現(xiàn)實(shí)，效果更好，能夠更全面的考慮三個(gè)測(cè)試指標(biāo)，不像傳統(tǒng)算法具有片面性。
　　第四，分析了基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)抗毀性。本文

5、分別提出了基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的新攻擊方式和基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的抗毀性測(cè)試指標(biāo)，即考慮了網(wǎng)絡(luò)的整體性能，也考慮到了網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)變化，并且用經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證了攻擊方式和測(cè)試指標(biāo)的有效性。然后用不同方式攻擊中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)，我們可以得到:相比較傳統(tǒng)攻擊方式，基于社團(tuán)的新攻擊方式更容易而且更大程度的破壞了網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)的結(jié)構(gòu);新的攻擊方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也有一定的影響;中國(guó)航空網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)社團(tuán)中都有介數(shù)較大的點(diǎn)，從一定程度可以證明存網(wǎng)絡(luò)中存在關(guān)鍵機(jī)場(chǎng)，所以為了提高網(wǎng)絡(luò)在受