基于双曲映射的复杂网络生存性指标研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jacychang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在网络时代,网络安全形势日益严峻,但传统网络安全技术面对复杂多变的网络环境愈加乏力,网络生存技术研究刻不容缓。基于网络拓扑的复杂网络理论为网络生存技术研究提供了有力手段,而复杂网络的双曲几何研究更为发掘网络拓扑的结构特征提供了全新的视角。进一步,以复杂网络双曲几何为手段研究了不同节点和链路对网络生存能力的影响程度。首先提出三种精度和效率各有取舍的网络双曲映射模型,用于将实际网络映射至双曲空间,进而分别提出基于双曲空间的指标,度量节点和边对网络生存性的重要程度。现有映射方法都是基于极大似然估计的逐点映射,无法有效利用所有节点信息,导致映射精度和效率不足。为此,提出基于社团信息的双曲映射模型社团双曲映射法(CHM)。首先,本文提出一个指标(CI)度量社团间关系,并给出基于CI的社团排序算法。CHM基于社团-扇形假设,即一个社团内大部分节点在二维双曲空间(即庞加莱圆盘)中聚集于同一扇区内,把社团有序映入双曲空间,并初始化各扇区内节点的角度坐标,这使得节点初始化角度与其真实角度十分接近。因此,CHM利用所有节点信息,通过极大似然估计(MLE)优化各节点角度,提高了算法精度。然后,本文改进MLE,提出基于局部路径信息的局部社团双曲映射法(LCHM),算法时间复杂度因而下降到O(n2)。为进一步提升映射速度,本文利用社团的层次结构,对网络社团逐层初始化来缩小节点的角度估计范围,并提出了相应的双曲映射模型层次社团双曲映射法(HCHM)。HCHM完全舍弃极大似然估计,而仅通过操作不同层次的网络社团来提升映射精度,使算法时间复杂度在稀疏网络中接近线性。实验证明了CHM和LCHM具有比现有方法更好的性能。而HCHM虽然精度略低,但其映射速度远高于已有方法,实用潜力巨大。继而利用双曲空间中的网络信息,分别研究了节点和边对网络生存性的重要程度问题。传统的节点重要性度量指标大多从某一角度出发,存在片面性。因此,利用节点坐标分析了节点间的相互关系,并综合考虑节点在网络中的位置和节点的连接程度,提出了双曲中心性指标来度量节点的重要性。进一步,针对边重要性研究较少,且指标较为片面的问题,基于链路预测理论的异常链路研究,并结合节点关系分析,提出了双曲异常性指标来度量边的重要性。分别实验表明了双曲中心性和双曲异常性对节点和边重要性的度量能力。
其他文献
海冰厚度是重要的气候环境变化表现因子,准确估算海冰厚度,对于气候变化研究、极区航行保障具有重要意义。工作在Ku波段的CryoSat-2和Sentinel-3A新型高分辨率合成孔径雷达高度计相较于传统雷达高度计,能够提供较高分辨率和更高精度的海冰厚度信息,是当前最先进的卫星雷达高度计。目前基于合成孔径雷达高度计数据反演北极海冰厚度存在以下三方面的问题:(1)Ku波段波长短,进行海冰探测时易受雪层干扰
随着复杂多元社交信息网络的广泛应用,关联数据对于人们周围的现实世界和社交网络而言具有越来越重要的地位。如Facebook拥有十亿多的用户。图,作为一种通用化的数据结构,对
近年来随着磁悬浮技术的引入,磁悬浮离心式集成冷站在国内逐渐成为研究热点,磁悬浮离心式集成冷站系统主要由磁悬浮主机制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统及空气处理
水生植物降解对湖泊生态系统的碳、氮、磷养分循环以及湖泊群落演替有着非常重要的作用。在水生生态系统中,植物残体被动物牧食或者被微生物降解,过多的植物残体降解会向水体
各种非生物逆境胁迫包括干旱、高盐、极端温度等严重影响植物的正常生长和发育,特别是对农作物产量和品质的影响尤为突出。植物在长期进化过程中形成了精细的调节机制,如通过
热休克转录因子(Heat shock transcription factors,HSFs)或称为热休克因子,广泛存在于真核生物细胞中,是在功能和结构上同源性很高的一种转录因子。当细胞遭受热休克或其他环
纤维素酶是水解纤维素及其衍生物等多糖生成单糖的一类酶的总称,能够解决自然界中纤维素类物质燃烧造成的资源浪费和环境污染的问题。内切葡聚糖酶作为纤维素酶的重要功能成
姿态检测是水下无人潜航器导航控制的基础。利用多传感器数据融合算法准确测量AUV的姿态信息,做出相应控制信息,保证AUV的基本航行是极为重要的。本文针对现有的多传感器数据融合算法的局限性,重点研究了适用于非线性系统下的无迹卡尔曼滤波算法,提出了基于AUV姿态检测的多传感器数据融合算法,通过自适应策略调整噪声协方差,提高融合算法的准确性,并通过实验对其性能完成验证。本文首先分析了数据融合算法的发展现状
语体是调节听者和说者之间交际距离的一种语言机制。基于语体语法理论,本研究主要探讨在汉语普通话正式体和非正式体中,句中焦点和句末焦点的不同焦点编码方式。实验被试共有20名,其中10名播音员(5男5女),10名非播音员(5男5女)。10名播音员均为播音专业的学生或者老师,受过至少两年的专业播音训练;10名非播音员均出生于北京,汉语普通话为二级甲等及以上。根据正式度,实验语料分为正式体和非正式体。基于给
大型拖拉机作为农耕的重要工具,在多种复杂环境下作业是考验拖拉机作业性能的基本条件,而拖拉机耕深控制是现代农业机械发展的一项重要技术。目前,我国对于拖拉机耕深控制的研究局限于耕深调解方案的单一因素上,而多因素的研究较为浅显。因此,本文针对实际作业环境并结合拖拉机电液悬挂系统的特点,构建了一种基于滑模变结构控制的阻力-位置-滑转率三参数调节的耕深控制方式,可有效提高耕作质量。对大型拖拉机耕深控制方案进