基于復雜網(wǎng)絡的中國航空網(wǎng)絡研究.pdf

1、當今時代是信息時代。復雜網(wǎng)絡學科因為信息化的爆炸性發(fā)展成為了近年來新興的研究領(lǐng)域。隨著社會的不斷發(fā)展，使用網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)不但能夠解決現(xiàn)實社會中的實際問題，同時也可以使問題更加系統(tǒng)化、直觀化。通過加深對復雜網(wǎng)絡的研究，可以使網(wǎng)絡更好的服務人類，也使人類對網(wǎng)絡的認識更加深刻，推動復雜網(wǎng)絡的進一步發(fā)展。
　　第一，運用復雜網(wǎng)絡知識分析了中國航空網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)。運用space L和space P兩種建模方式構(gòu)建ANL航空網(wǎng)絡和ANP航空網(wǎng)絡

2、。分析結(jié)果證明了ANL航空網(wǎng)絡和ANP航空網(wǎng)絡具備復雜網(wǎng)絡的基本特性;中國航空網(wǎng)絡的吞吐量和航距與度數(shù)的關(guān)系都是冪律分布;中國航空網(wǎng)絡中介數(shù)越大的機場，吞吐量和航距越大，但相比度值對這兩個因素的影響，介數(shù)相關(guān)系數(shù)較小，而且并不是吞吐量越大，該節(jié)點在網(wǎng)絡中發(fā)揮的作用就越大。
　　第二，運用聚類算法對中國航空網(wǎng)絡進行了分析。針對傳統(tǒng)k-means算法隨機選擇初始中心所帶來的問題，本文在去除孤立點的前提下選擇距離乘積最遠的點作為初始中心

3、，這種改進明顯提高了算法的準確率和穩(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)集驗證改進算法的有效性后，將算法運用到航空網(wǎng)絡中去，結(jié)果證明航空網(wǎng)絡具有非均勻分布的無標度特性和中心化傾向。
　　第三，分別刪除單個節(jié)點和連續(xù)刪除多個節(jié)點，運用網(wǎng)絡效率、聚集系數(shù)、最大連通子圖相對大小來分析中國航空網(wǎng)絡的抗毀性。結(jié)果顯示:航空網(wǎng)絡中，重要機場在影響連通性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用;當刪除節(jié)點個數(shù)超過10個時，全局網(wǎng)絡效率下降超過50％;當

4、被攻擊機場個數(shù)超過44個時，網(wǎng)絡的全局效率下降99％，因此我們可以得知，中國航空網(wǎng)絡抵御蓄意攻擊的能力十分薄弱;比較按度攻擊和按介數(shù)攻擊后的指標發(fā)現(xiàn)，后者網(wǎng)絡受到的破壞更大，說明在影響網(wǎng)絡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)的測試指標提出一種新的抗毀性指標A(i)，結(jié)果顯示新的測試指標更接近于現(xiàn)實，效果更好，能夠更全面的考慮三個測試指標，不像傳統(tǒng)算法具有片面性。
　　第四，分析了基于社團結(jié)構(gòu)的中國航空網(wǎng)絡抗毀性。本文

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