基于信息融合的多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估.pdf

1、在過(guò)去的幾十年中，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究取得了飛躍性的成績(jī)，大量的學(xué)者投入的心血和精力使得我們能夠比較清楚的認(rèn)識(shí)和了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成原理、演化機(jī)制等其他特性。在現(xiàn)實(shí)世界中，大部分的復(fù)雜系統(tǒng)都可以使用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來(lái)建模，但研究人員對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究基本都專注于對(duì)于單層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特性研究，然而許多復(fù)雜系統(tǒng)之間并非獨(dú)立的，他們之間往往存在某種關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種情況下傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡(luò)模型并不能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確描述，因此一種新的網(wǎng)絡(luò)類型成為了當(dāng)下復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新興話題，

2、即多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)不僅僅是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模型的擴(kuò)展，更是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論界的突破性進(jìn)展。在以往針對(duì)單層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究中，經(jīng)過(guò)大量的研究與探索，研究者們發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)絡(luò)的全局以及局部倍息往往都蘊(yùn)含在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之中。為了更為有效的研究和分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估成為了該領(lǐng)域一個(gè)極為重要且具有重大意義的工作。在已有的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估方法中，評(píng)估的依據(jù)是節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特性，即從節(jié)點(diǎn)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)出發(fā)對(duì)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度進(jìn)

3、行評(píng)估。然而在多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)不再是單一的平面結(jié)構(gòu)，而是增加了多層間的相互影響，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，因此許多應(yīng)用與傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡(luò)中的評(píng)估方法并不適用于多層網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估當(dāng)中。目前的研究結(jié)果表明,多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的災(zāi)難性危害的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于獨(dú)立系統(tǒng)。在多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)看起來(lái)微不足道的干擾可能就如同水中漣漪一樣帶來(lái)擴(kuò)散性的負(fù)面影響。有些時(shí)候這種效應(yīng)可能會(huì)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)乃至數(shù)億美元的巨大損失，比如股票市場(chǎng)的崩潰，航線因火山噴發(fā)而導(dǎo)致關(guān)閉等。因此

4、無(wú)論從理論分析的角度還是實(shí)際應(yīng)用的角度，多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估研究都是具有極為重要的意義的。但由于多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特殊性，多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估要比傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡(luò)中更為復(fù)雜,許多適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估方法并不能適用于多層網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,為了解決這一問(wèn)題，木文提出了一種基于倍息融合的多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究，將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為有效的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，然后將

5、多源信息融合技術(shù)應(yīng)用到多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估當(dāng)中。將多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)根據(jù)某一特定的含義拆解為多個(gè)單層網(wǎng)絡(luò)，將這些單層網(wǎng)絡(luò)看作不同來(lái)源的信息，進(jìn)而利用D-S證據(jù)理論當(dāng)中的Dempster組合規(guī)則，將這些網(wǎng)絡(luò)屮的倍息綜合起來(lái)，從而得到多層網(wǎng)絡(luò)的全局信息。本文所提出的方法可以有效的綜合各層網(wǎng)絡(luò)的信息，使得評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。⑵所提出的多層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估模型是以信息融合技術(shù)作為指導(dǎo)，證據(jù)理論作為工具的，因此在構(gòu)建模型的過(guò)程中首要問(wèn)題就是如

6、何構(gòu)建-個(gè)在此問(wèn)題背景下的有效基本概率分配，這也是證據(jù)理論當(dāng)中最為關(guān)鍵的步驟。為了解決這一問(wèn)題，結(jié)合本文的研究背景以及多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性，本文提出了一種基于關(guān)聯(lián)矩陣的基本概率分配構(gòu)建方法。該關(guān)聯(lián)矩陣可通過(guò)距離矩陣轉(zhuǎn)換所得，而距離矩陣則可通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信息數(shù)據(jù)按照一定的的方法進(jìn)行處理得到，在基本概率分配的構(gòu)建過(guò)程中可充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的相關(guān)性，無(wú)論在多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域還是在證據(jù)理論領(lǐng)域內(nèi)都具有參考價(jià)值。⑶根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)該