基于社团发现的复杂网络局部可控性研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Yhead705
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基于线性系统控制理论的复杂网络控制研究作为复杂网络研究中的热门问题而备受关注,这项研究的目的是控制网络中的所有节点。然而,在未知全局拓扑的情况下,如Internet网络和社交网,控制整个网络是很难实现的;而在很多情况下,仅控制网络的局部就能达到既定目的。因为在真实的复杂系统中社团往往是相对独立的功能单元,控制实际系统中的社团就可能实现对系统中特定功能局部的掌控,为此,本文将复杂网络中的社团作为局部控制的基本单位,讨论了复杂网络目标社团的控制策略问题。复杂网络的局部控制能够不利用网络的全局拓扑信息,对特定的网络社团开展控制,提高了控制的针对性和可行性。但是受控社团与网络其他部分的信号传导会影响目标社团的控制过程,使受控社团无法达到预期状态;本文提出了一种新的控制节点,前期研究中称为“免疫节点”。免疫节点能够选择性阻断社团内外信号传导从而避免上述现象发生;尽管控制网络局部时驱动节点的绝对数量降低,但屏蔽和隔绝社团内外信号的传导所消耗的代价非常大,故提出了一种通过重排节点的匹配序列以减少驱动节点和控制节点的总体数量的可行性社团控制策略。本文对一系列模型网络和11个真实网络开展社团控制实验,实验结果表明:本文提出的社团控制策略虽然可以对社团进行完全控制,当网络平均度较小时,控制社团所需的绝对控制代价小于控制全网的绝对控制代价,但是大多数情况下控制社团所需的相对控制代价比控制全网的相对控制代价要大;同时,本文对已知社团结构的模型网络进行实验分析,初步探索了适合开展局部控制的子网属性。
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