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近年来,随着复杂网络研究的兴起,在复杂网络的结构性和动态性研究方面取得了许多令人振奋的成果。相关研究表明,复杂网络对随机攻击具有很强的抵抗能力,但对蓄意攻击却极其脆弱。越来越频发的针对复杂网络的攻击使得对复杂网络抗毁性的研究成为热点。在复杂网络遭受攻击后采取有效的策略对其进行修复是提高网络抗毁性的重要措施。
本文对有向复杂网络遇袭与修复策略及抗毁性进行了研究。提出了一个有向复杂网络演化模型,针对有向复杂网络的特点提出了遇袭与修复策略,并分别在模型生成网络和实证网络上进行了策略应用。分析实验结果表明所提策略较好的提高了遇袭有向复杂网络的抗毁性。
本文的研究内容如下:
1、首先,介绍了复杂网络基本特征和典型模型,概述了复杂网络遇袭和拓扑结构抗毁性优化的内容。
2、其次,提出了一个有向复杂网络的演化模型,并编程实现了该模型的生成过程。该模型新增加的有向弧是依据节点出入度择优连接的,随后的理论分析和数值仿真验证了该模型的入度和出度的分布均符合无标度网络幂律分布特性。在此基础上研究了该模型在遭受蓄意攻击被修复后的抗毁性。
3、第三,针对有向复杂网络的特点提出了一种遇袭与修复的思想,在遇袭策略方面,将节点的出入度和移除方式结合起来;在修复策略方面,为恢复遇袭节点的连通性,采用向被攻击节点添加出弧和入弧的方式,提出了两种基于有向复杂网络当前介数值来选择节点的修复策略:随机选择和偏好选择,并通过示例说明了他们的有效性。
4、最后,基于有向复杂网络模型演化生成的网络和具体的实证网络,结合提出的遇袭与修复策略进行实验,验证了本文提出的修复策略能有效的提高遇袭有向复杂网络的抗毁性。