本文關(guān)鍵詞：基于最小路徑覆蓋的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)控制的研究

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【摘要】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的最終目的是控制網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究都集中在通過(guò)控制一個(gè)最小的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集來(lái)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。然而,一般情況下,控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)既不靈活也不必要。實(shí)事上,目標(biāo)控制是必要的,也是可行的,即只需要控制網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn),來(lái)維持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。2014年貪婪算法被提出,其可以近似地求出控制網(wǎng)絡(luò)中給定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集。由于這種貪婪算法的核心是使用最大匹配算法不停地迭代,而最大匹配算法只適用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的匹配,即貪婪算法依賴(lài)于全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);另外,最大匹配集往往不是唯一的,而在貪婪算法每次迭代過(guò)程中最大匹配集的不同選擇會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)生不同的結(jié)果,即貪婪算法的結(jié)果受最大匹配集的選取的影響。因此,本文提出了一種新的目標(biāo)控制方法。本文將圖論中的最小路徑覆蓋與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)控制聯(lián)系起來(lái),發(fā)現(xiàn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)中所有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所需最少且不相交的路徑數(shù),即目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最小路徑覆蓋數(shù),等于目標(biāo)控制所需要的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù),且最小路徑覆蓋中的所有路徑的起點(diǎn)組成的集合可作為一個(gè)最小的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集,用以控制網(wǎng)絡(luò)中所有的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。同時(shí),本文給出了兩個(gè)計(jì)算目標(biāo)節(jié)點(diǎn)最小路徑覆蓋的算法,以及控制目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)上界與下界的計(jì)算方法。為了驗(yàn)證這種基于最小路徑覆蓋的目標(biāo)控制方法的合理性與效率,本文對(duì)兩個(gè)生成的模型網(wǎng)絡(luò)以及幾個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行目標(biāo)控制。并根據(jù)兩種不同的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選取策略,即隨機(jī)選取策略和蓄意選取策略,運(yùn)用最小路徑覆蓋算法和上下界計(jì)算方法計(jì)算出目標(biāo)控制所需要的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)及其上下界。結(jié)果表明,本文提出的最小路徑覆蓋算法計(jì)算出的目標(biāo)控制所需要的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的確在其上下界之間,而且蓄意選取策略下的目標(biāo)控制效率普遍高于隨機(jī)選取策略下的目標(biāo)控制效率。最后,本文將最小路徑算法應(yīng)用于只知局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),得出了和在已知網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下幾乎完全一致的結(jié)果,充分表明了基于最小路徑覆蓋的目標(biāo)控制完全可以應(yīng)用于只知局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O157.5

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本文編號(hào)：1240455