基于BA模型的动态网络结构熵测度方法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:szhanyc
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现实中大量复杂网络的存在促进了复杂网络相关研究的发展。网络结构作为复杂网络中节点及节点之间关系的描述,其状态是否合理直接影响网络的正常有效运行,因此如何定量的测度网络结构状态是研究复杂网络的宏观特征及运行规律的关键。网络结构熵作为描述网络结构状态的物理量,为网络结构状态的定量描述提供了思路。现实中多数网络处于动态演化过程中,已有研究在测度网络结构熵时并未考虑网络的动态发展,从动态的视角测度网络结构熵的研究还比较少见。大量的实证研究表明,多数客观网络都具有无标度特征,BA模型作为无标度网络的基本模型,提出了增长与择优连接机理,刻画了无标度网络的生成方式。因此,本文提出基于BA模型的动态网络结构熵测度问题,并对BA模型中的增长与择优连接演化机理进行分类,给出基于不同增长与择优连接的动态网络结构熵测度方法。本文的主要工作包括:(1)提出动态网络结构熵测度问题。在已有研究的基础上,结合客观网络动态发展的特点,从网络中节点以及节点之间的关系来考虑网络结构的动态演化过程,提出动态网络结构熵测度问题及动态网络结构熵测度的一般方法。(2)给出基于BA模型的动态网络结构熵测度问题的研究框架。BA模型提出了增长与择优连接机理,来刻画无标度网络的生成方式。本文对增长方式进行分类,并给出基于不同增长与择优连接的动态网络结构熵测度问题的研究框架。(3)给出基于线性增长与择优连接的动态网络结构熵测度方法。分析线性增长及择优连接机制下网络结构中节点度及最短路径长度的变化,结合动态网络结构熵测度的一般方法给出基于线性增长与择优连接的动态网络结构熵测度方法。(4)给出基于非线性增长与择优连接的动态网络结构熵测度方法。考虑幂律增长和指数增长两种非线性增长方式;分析这两种机制下节点度及最短路径长度的变化;给出节点度及最短路径长度的计算方法;在此基础上分别给出两种演化机制下的动态网络结构熵测度方法。本文的研究可为现实中无标度网络结构状态的动态测度提供依据,同时丰富已有的熵测度方法及熵理论在复杂网络领域的应用,并为相关研究提供思路。
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