基于局部介—度中心性的网络抗毁性研究

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对于复杂系统或者网络的研究,大部分研究人员都是根据图论知识来进行研究,在对复杂网络不断研究的过程中,也得到了有关该研究的一系列成果。但是该研究就目前来看,还是基于理论分析,对于实际应用并不是很成熟。在复杂网络中的节点时刻都在遭受各种蓄意或无意的攻击,对网络造成不同程度的破坏,尤其是对网络中核心节点的攻击,可能会使整个网络遭到严重的损害。因此,对复杂网络的抗毁性研究已经成为一个非常重要的研究课题。针对复杂网络抗毁性的研究,目前主要从基于图论、解析和仿真的方向进行研究。研究复杂系统或者网络中的抗毁性问题,需要准确的刻画出网络系统中各个节点在演化过程中的行为,从而探索出网络中所蕴含的规律,在此基础上建立与现实复杂系统或者网络相符合的模型,这对于抗毁性这一课题的研究至关重要。由于现实生活中的网络多数可以抽象为节点和边之间的联系存在,因此,复杂网络的研究可以通过构建恰当的网络模型,拓展和丰富研究过程中的理论依据,并通过研究分析网络模型并结合实际现实网络,找出其中所蕴含的内在规律,为复杂网络的研究提供开拓性的思路。本文由节点重要性的传统度量出发,结合节点度和介数在网络中对节点重要性的双重影响,根据对已有介数中心性指标研究的基础上,通过限制最短路径的长度,提出了局部介-度中心性指标,该指标综合考虑了介数和度对节点的双重影响,对节点的重要性进行评估。为了更加明确的说明单个节点对整个网络的抗毁性贡献度大小,在局部介-度中心性指标的基础上,提出了节点抗毁性指标。在此基础上,进一步提出了网络抗毁性介-度熵模型及其算法,该模型主要用来对整个网络中的抗毁性强弱进行衡量和评估。通过在随机攻击和蓄意攻击两种模式下对模拟出的仿真网络进行攻击实验,并将基于度中心性、介数中心性的攻击策略和基于本文介-度中心性的攻击策略进行对比,验证本文所提出的介-度中心性指标在衡量网络抗毁性方面具有一定的优势。
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