復雜網絡核心子網的構造及特性分析.pdf

1、近年來，研究者們從復雜網絡的角度對大量現實系統(tǒng)進行了特性分析，結果表明，許多現實網絡都具有相似的統(tǒng)計特性，例如特征路徑長度較小的小世界現象、冪律分布的無尺度特性以及聚集系數較大的小集團現象等等。網絡拓撲統(tǒng)計特性及網絡行為的研究是現階段復雜網絡研究的熱點問題之一，目前已有許多研究者通過模擬真實網絡行為來重現真實網絡統(tǒng)計特性。這些研究包括重現真實網絡統(tǒng)計特性的建模工作，網絡拓撲上的一些動態(tài)性問題，以及網絡拓撲的變化對統(tǒng)計特性及網絡行為的影響

2、等等。 無論是自然界還是現實社會中的網絡系統(tǒng)，都呈現出節(jié)點度分布的無尺度特性，這反映了復雜網絡中節(jié)點度值大小的差異性，這表明，網絡中總是有一個或多個節(jié)點在整個網絡拓撲中占有重要的地位，這樣的節(jié)點對整個網絡拓撲連通性以及網絡信息流的傳輸具有重要作用。如果這些節(jié)點發(fā)生阻塞或受到威脅攻擊，將對整個網絡產生重要影響，網絡的健壯性、穩(wěn)定性、運行效率將會發(fā)生重大變化，甚至導致整個網絡的局部和全局癱瘓。 為了確定這些節(jié)點或節(jié)點集的重要

3、程度，本文利用圖論中支配集的相關理論構造了復雜網絡拓撲核心子網，這種核心子網建立了復雜網絡節(jié)點的微觀特性與網絡整體宏觀特征的聯系，并且揭示了核心子網與原始網絡的拓撲相似性。 本文利用度分布來度量核心子網的統(tǒng)計性質，發(fā)現并揭示核心子網結構與原網絡具有相似的無尺度特性；最后，分析了規(guī)則網絡、隨機網絡、小世界網絡和無尺度網絡的核心子網節(jié)點受到蓄意攻擊、隨機攻擊和隨機故障時，原始網絡最大連通分支大小的變化，揭示并發(fā)現了核心子網的行為對原