複雜網路拓撲結構抗毀性的譜測度研究

《複雜網路拓撲結構抗毀性的譜測度研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由吳俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜網路拓撲結構抗毀性的譜測度研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳俊
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

複雜網路的特徵譜包含了豐富的網路結構及動力學行為信息，不僅是複雜網路的指紋，還是複雜網路的脈象。本項目通過深入分析複雜網路拓撲結構抗毀性與特徵譜的關係，分別針對無向無權、有向無權、無向加權、有向加權網路構造出合理有效的抗毀性譜測度，研究譜測度與現有抗毀性測度之間的數學關係，解析推導測度指標之間的關係表達式，確定測度指標之間的上界與下界，進而給出四類典型網路拓撲結構抗毀性譜測度的解析表達式並進行仿真驗證，在此基礎上研究網路參數對抗毀性譜測度的影響並對這些典型網路的抗毀性進行比較分析，最後分別以軍事物流保障網路、網際網路、蛋白質分子結構網路為背景進行實證研究，驗證本項目成果的有效性。本項目旨在搭建連線複雜網路的特徵譜與拓撲結構抗毀性的橋樑,建立全新的複雜網路拓撲結構抗毀性譜測度理論與方法，為複雜網路拓撲結構抗毀性的分析和最佳化奠定基礎，具有重要的科學意義和廣泛的套用前景。

結題摘要

隨著複雜網路研究的興起，複雜網路抗毀性研究因為其廣泛的套用領域、迫切的現實需求，正在成為多個學科共同關注的焦點問題。但是，由於受到計算複雜性、測度精確性等因素制約，目前的抗毀性測度均存在一定缺陷與不足。本項目直接從網路內部結構屬性出發刻畫複雜網路拓撲結構的抗毀性，通過複雜網路的特徵譜導出其拓撲結構抗毀性測度，像中醫把脈一樣僅通過分析特徵譜就能“診斷”其抗毀性的好壞。主要研究成果包括：（1）提出了一個基於特徵譜的複雜網路抗毀性新測度——自然連通度，該測度具有明確的物理意義和簡潔的數學形式，並且適用於加權網路、有向網路；（2）解析推導出了三類典型網路的自然連通度：正則網路、隨機網路、無標度網路，通過比較發現自然連通度具備良好的解析分析能力，能客觀刻畫複雜網路拓撲結構的抗毀性；（3）以戰勤管理保障網路、網際網路、蛋白質分子結構為背景進行了套用研究。複雜網路的特徵譜包含了豐富的網路結構及動力學行為信息，不僅是複雜網路的“指紋”，還是複雜網路的“脈象”。本項目成果搭建起了連線複雜網路的特徵譜與拓撲結構抗毀性的“橋樑”,建立了全新的複雜網路拓撲結構抗毀性譜測度理論與方法，為複雜網路拓撲結構抗毀性的分析和最佳化奠定了基礎。本項目嚴格按照研究計畫執行，超額完成了預期目標，共發表論文28篇，其中SCI檢索7篇（項目負責人均為第一作者或通訊作者），EI檢索7篇，撰寫完成《複雜網路拓撲結構抗毀性的譜測度研究報告》一份。研究成果已被套用到粵東地區戰勤管理保障網路抗毀性分析、中國網際網路AS級拓撲結構抗毀性分析、腺苷酸激酶分子結構抗毀性分析，獲得軍隊科技進步二等獎1項（項目負責人排名第三）。