復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

1、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域Tankertanker DesignTankertanker Design引言首先呈現(xiàn)給大家的是 六度理論圖 很多人可能都有這樣的經(jīng)歷： 偶爾碰到一個(gè)陌生人，同他聊了一會(huì)兒后發(fā)現(xiàn)你認(rèn)識(shí)的某個(gè)人居然他也認(rèn)識(shí)，然后你們會(huì)一起發(fā)出“這個(gè)世界真小”的感嘆。那么對(duì)于地球上任意兩個(gè)人來(lái)說(shuō)，借助第三者、第四者這樣的間接關(guān)系來(lái)建立起他們兩人的聯(lián)系，平均需要通過(guò)多少人呢？20世紀(jì)60年代美國(guó)哈佛大學(xué)的心理學(xué)家Milgram的著名的小世界實(shí)驗(yàn)（社會(huì)調(diào)查）給出的推斷是： 地球上任意兩個(gè)人之間的平均距離是6。也就是說(shuō)，平均中間只要通過(guò)5個(gè)人的傳遞，一個(gè)人就能與地球上任何一個(gè)角落的另一個(gè)人建立聯(lián)系。這

2、就是著名的六度分離（six degrees of separation）推斷。 Tankertanker DesignTankertanker Design復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)定義 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)：基于數(shù)學(xué)圖論的一個(gè)發(fā)展。指 把個(gè)體當(dāng)作點(diǎn)，個(gè)體與個(gè)體之間存在某種 關(guān)系當(dāng)作邊，由邊與點(diǎn)組成的一個(gè)像網(wǎng)一 樣的東西，看起來(lái)又很復(fù)雜，所以叫 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。Tankertanker DesignTankertanker Design簡(jiǎn)單圖論Tankertanker DesignTankertanker Design社會(huì)網(wǎng)絡(luò)：人際關(guān)系網(wǎng)，email通訊網(wǎng)，企事業(yè)關(guān)系網(wǎng)，金融關(guān)系網(wǎng)，論文引用，科研合作網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域信息網(wǎng)絡(luò)：WWW，

3、Internet，計(jì)算機(jī)共享，專(zhuān)利使用網(wǎng) 交通運(yùn)輸網(wǎng)：航線網(wǎng)，鐵路網(wǎng)，公路網(wǎng)， 自然河流網(wǎng)生物網(wǎng)絡(luò)：食物鏈網(wǎng)，生物神經(jīng)網(wǎng)，新陳代 謝網(wǎng)，蛋白質(zhì)網(wǎng)，基因網(wǎng)絡(luò)，細(xì)胞網(wǎng)12345物理網(wǎng)絡(luò)：電力網(wǎng)絡(luò)，超大規(guī)模集成電路網(wǎng)絡(luò)5管理領(lǐng)域：供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，客戶關(guān)系管理6Tankertanker DesignTankertanker Design1）社會(huì)網(wǎng)絡(luò) 1）金融關(guān)系網(wǎng) 將金融系統(tǒng)中的商業(yè)機(jī)構(gòu)（銀行）設(shè)為節(jié)點(diǎn)，和他們之間的商務(wù)往來(lái)關(guān)系作為連接節(jié)點(diǎn)的邊，這樣就構(gòu)成一個(gè)銀行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。來(lái)往關(guān)系的連接方式的不同就是使金融網(wǎng)絡(luò)具有不同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特性。 可以通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理解多種銀行網(wǎng)絡(luò)中傳染行為，對(duì)銀行危機(jī)傳染動(dòng)力學(xué)進(jìn)行

4、研究，可以尋求合適的危機(jī)管理策略來(lái)應(yīng)對(duì)銀行網(wǎng)絡(luò)的危機(jī)傳染，對(duì)易感染節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)已受感染節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。Tankertanker DesignTankertanker Design1）社會(huì)網(wǎng)絡(luò) 2）人際關(guān)系網(wǎng) 人際關(guān)系網(wǎng)或者社會(huì)交往圈，其實(shí)就是一群人或團(tuán)體按照某種關(guān)系連接在一起而構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包含的關(guān)系可能是多種多樣的，比如朋友關(guān)系、同事關(guān)系、家庭關(guān)系、在線交友關(guān)系等等。這些關(guān)系紛繁復(fù)雜，構(gòu)成一個(gè)典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。 研究表明，人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)具有個(gè)性質(zhì)：小世界特性小世界特性，即兩個(gè)認(rèn)識(shí)的人通過(guò)很少的幾個(gè)人就可以聯(lián)系起來(lái)；無(wú)標(biāo)度特性無(wú)標(biāo)度特性，即有些人交際能力很強(qiáng)，擁有很多朋友，而有些人卻擁

5、有較少的朋友；高聚類(lèi)性高聚類(lèi)性，即一個(gè)人的兩個(gè)朋友很可能彼此也是朋友，體現(xiàn)了“物以類(lèi)聚，人與群分”的特點(diǎn)；層次性層次性，人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的層次性體現(xiàn)在很多方面，如輩分、上下級(jí)、關(guān)系的親疏等。用于用于預(yù)測(cè)朋友關(guān)系，謠言傳播控制預(yù)測(cè)朋友關(guān)系，謠言傳播控制等，等，以人作為節(jié)點(diǎn)，以關(guān)系作為邊Tankertanker DesignTankertanker Design1）社會(huì)網(wǎng)絡(luò)3）科研合作網(wǎng)絡(luò)Tankertanker DesignTankertanker Design1）社會(huì)網(wǎng)絡(luò) 用如下表示法反映合作網(wǎng)絡(luò)的基本信息：每一位作者用網(wǎng)絡(luò)圖的一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示（用一個(gè)名字作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)），不同作者之間有合作（即公開(kāi)發(fā)表

6、共同署名的學(xué)術(shù)論文）就把它們聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)保留其他重要屬性，節(jié)點(diǎn)所在的科研單位（同一單位的節(jié)點(diǎn)之間互相認(rèn)識(shí)，則所得平均路徑長(zhǎng)度將會(huì)變?。┕?jié)點(diǎn)所發(fā)表的文章數(shù)量（有少數(shù)節(jié)點(diǎn)雖然發(fā)表的文章特別多，但合作節(jié)點(diǎn)很少，度值很小；同時(shí)有少數(shù)節(jié)點(diǎn)發(fā)表文章數(shù)很少，但合作節(jié)點(diǎn)很多。如果考慮到網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)特性及優(yōu)先連接特性，則必須考慮這些。）在合作網(wǎng)絡(luò)示意圖中需判別節(jié)點(diǎn)之間的連線是通過(guò)幾次合作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以還需要采用加權(quán)網(wǎng)絡(luò)。 科研合作網(wǎng)的作用： （1）檢測(cè)合作數(shù)量最多、最廣泛和最有影響力的作者。（2）根據(jù)作者當(dāng)前的鄰居結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)作者間將來(lái)的合作關(guān)系。（3）Tankertanker DesignTankertanker

7、 Design2）信息網(wǎng)絡(luò) 1）計(jì)算機(jī)病毒傳播 隨著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和運(yùn)用在全世界的廣泛普及，互聯(lián)網(wǎng)病毒也隨之成為一個(gè)全球化的問(wèn)題，為了更好的應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)病毒傳播，有必要對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的病毒的傳播方式進(jìn)行深入研究。我們需要分析計(jì)算機(jī)病毒在不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的傳播性質(zhì)，對(duì)病毒的傳播行為進(jìn)行分析，得到控制和預(yù)防計(jì)算機(jī)病毒的有效方法。 將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)體抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系抽象為節(jié)點(diǎn)的邊。同時(shí)考慮 1.在線社交網(wǎng)絡(luò)中,用戶登錄時(shí)間頻率、用戶好友數(shù)目以及網(wǎng)絡(luò)中病毒初始感染率對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)上病毒傳播的影響。 2.結(jié)合輿論傳播學(xué)的理論,引入社會(huì)強(qiáng)化因子的概念來(lái)描述社交網(wǎng)絡(luò)中的病毒傳播過(guò)程。

8、社會(huì)強(qiáng)化因子可以很好地描述在社交網(wǎng)絡(luò)中用戶從好友處收到若干次病毒信號(hào)才會(huì)接收信息,進(jìn)而感染病毒的事件。Tankertanker DesignTankertanker Design3) 交通運(yùn)輸網(wǎng)1）地鐵網(wǎng)絡(luò)Tankertanker DesignTankertanker Design3) 交通運(yùn)輸網(wǎng) 城市交通系統(tǒng)本身是由道路系統(tǒng)、流量系統(tǒng)和管理系統(tǒng)組成的一個(gè)典型的、開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。城市交通網(wǎng)絡(luò)由交叉路口和連接它們的街道組成，車(chē)輛在網(wǎng)絡(luò)上行駛。其中的交叉路口或小區(qū)對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)，而街道對(duì)應(yīng)于弧或邊，車(chē)輛在邊上行駛遇到的阻抗(可以用所花費(fèi)的行駛時(shí)間來(lái)描述)對(duì)應(yīng)于邊上的權(quán)重。這樣它就可以抽象為一個(gè)復(fù)雜加

9、權(quán)網(wǎng)絡(luò)。 城市網(wǎng)絡(luò)的抽象方法主要有兩種，一種是前面提到的將交叉口視為節(jié)點(diǎn)而將道路視為邊；另一種是將道路映射為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，將道路間的交叉口映射為節(jié)點(diǎn)間的連邊。 （1）城市交通網(wǎng)中交通樞紐的確定，有助于交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決，即如何將有限的資金最有效的地應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)改擴(kuò)建或新建工程中。（2）城市交通網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空復(fù)雜性及普適性演化機(jī)制（3）探討城市交通擁堵的預(yù)防控制方法 ，從本質(zhì)上解釋城市交通擁堵機(jī)理，進(jìn)而造成局部交通癱瘓的根本原因。（4）城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及城市規(guī)劃布局的相關(guān)問(wèn)題Tankertanker DesignTankertanker Design4）生物網(wǎng)1）藥物作用圖 以藥物分子和病毒蛋白作為節(jié)點(diǎn)，若藥物分子對(duì)某種蛋白有作用，即賦予有向邊，作用效果賦予加權(quán)?？梢杂脕?lái)研究藥物效果，開(kāi)發(fā)新藥物，Tankertanker DesignTankertanker Design4）生物網(wǎng)2）食物網(wǎng) 由于野生動(dòng)物網(wǎng)絡(luò)的各種群之間存在較強(qiáng)的獵食關(guān)系,食物源的短缺會(huì)引起某種野生動(dòng)物數(shù)量的減少甚至滅絕,繼而會(huì)使整個(gè)食物連網(wǎng)絡(luò)失去平衡,網(wǎng)絡(luò)也會(huì)隨之崩潰.食物鏈網(wǎng)絡(luò)的這種現(xiàn)象類(lèi)似于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的相繼故障. 食物鏈網(wǎng)絡(luò)是