当今社会是“网络化”的社会,从全球交通网络到大型电力网络,从生物体的大脑到各种新陈代谢网络,从科研合作网络到各种社会关系网络,从互联网(Internet)到万维网(WWW),等等。这些网络分别从宏观、微观、抽象、具象的层面对现实世界进行刻画,因此对网络结构及网络中个体间的相互作用研究能为我们更好地认识世界、改善世界提供有力的依据。“网络化”时代的到来,使得社会各个系统趋于整体化的同时也带来诸多不利因素,例如,谣言、舆论等在社交网络中肆意传播,计算机病毒利用Internet致使大规模的计算机瘫痪,部分失效节点在电网中引起的级联效应,以及疾病在人群中的传播……。鉴于传播现象的普遍性,通过研究、分析和推理具体的传播行为,同时结合一定的控制策略,达到促进有益信息传播以及抑制恶意信息扩散的目的,在当今时代环境下,显得尤为重要。传播行为的控制,一方面需要理解并揭示潜在的传播动力学机制,另一方面需要设计并实施相应的控制手段。本文针对这两方面内容,围绕网络结构异构性(即节点中心性和社团结构)对信息传播的影响,分别从“传播模式分析”和“基于观察点的传播源定位”两个科学问题展开研究:(1)传播模式分析:本文从低中心性节点的传播影响力入手展开研究,发现在非极小化初始状态下存在的“传播规模交叉”现象,从而揭示出低中心性节点的相对影响力。首先,在无标度网络下,通过分别初始感染一定比例的最大中心性节点和最小中心性节点得到的两个传播过程,揭示出潜在的“传播规模交叉”现象,即从某一时刻开始,由最小中心性节点引发的传播过程在传播规模上超过由最大中心性节点引发的传播过程,从而刻画了节点中心性对传播过程的相对促进和抑制作用。然后,通过将该现象的研究扩展到具有社团结构的网络中,进一步揭示出,传播源点比例的提升是导致并加剧该“传播规模交叉”现象的主要因素,而社团特征主要影响该现象的稳定性,即社团结构强度越小的网络中,该现象越加稳定。(2)基于观察点的传播源定位:本文针对传播源定位过程中的“传播时延分布不可知”和“观察点部署的先验信息缺失”问题,一方面,利用基于反向传播的最大似然估计方法,推导潜在的传播概率用于传播时延分布特征的刻画;另一方面,提出基于节点中心性和社团特征的观察点部署策略,保证传播源定位的准确率并提供先验性知识。首先,利用观测到的稀疏传播数据,通过推导传播概率刻画传播过程的时间特征,从而降低对传播时延分布的一致性假设。同时,基于节点中心性,优化观察点部署策略,提高传播概率推导的准确率。然后,利用推导的传播概率进行传播源的定位研究。在同时结合节点中心性和社团特征的情况下,进一步优化观察点部署策略,一方面保证传播源定位的准确率,另一方面为量化观察点部署提供了先验性知识。综上,本文基于节点中心性和社团结构,详细阐述了网络结构异构性对传播过程的影响,即非线性“传播规模交叉”现象的涌现,并将该影响进一步应用于传播源定位研究中,为传播源定位的优化工作提供了必要的理论支撑。