【摘要】：當(dāng)今世界復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在,對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究,首先是將實(shí)際網(wǎng)絡(luò)抽象為節(jié)點(diǎn)和邊表示的網(wǎng)絡(luò)模型,再根據(jù)模型對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行研究。而網(wǎng)絡(luò)的研究最終是為了更好的控制網(wǎng)絡(luò),即如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的一部分節(jié)點(diǎn)施加控制信號(hào),從而使網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)達(dá)到我們所期望的狀態(tài)。要想控制網(wǎng)絡(luò),首先是要判斷網(wǎng)絡(luò)是不是可控的,因此復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可控性研究對(duì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制有十分重大的意義。《Nature》上發(fā)表了一篇關(guān)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可控性的論文引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。文章提出一種可控性分析框架,利用線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可控性理論并基于最大匹配法求解最小驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制的研究逐漸被人們重視,成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中的一個(gè)熱門(mén)話題。首先,對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、相依網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)失效以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可控性的研究現(xiàn)狀作出了階段性的總結(jié),并且對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本概念、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究過(guò)程中常用基礎(chǔ)拓?fù)淠Ｐ鸵约皬?fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可控性理論進(jìn)行詳細(xì)的講述,為以后的研究工作提供參考。其次,針對(duì)不同相依比例構(gòu)建了有向相依網(wǎng)絡(luò)可控性模型,研究了在沒(méi)有級(jí)聯(lián)失效和加入級(jí)聯(lián)失效情況下的有向相依網(wǎng)絡(luò)可控性。通過(guò)攻擊不同比例的單一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有級(jí)聯(lián)失效情況下,攻擊任意比例的節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)相依比例的增加均會(huì)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可控性能。在考慮級(jí)聯(lián)失效的前提下,仿真結(jié)果呈現(xiàn)出兩種現(xiàn)象:一種是當(dāng)相依比例較小時(shí),在任意攻擊比例下,網(wǎng)絡(luò)的可控性隨著相依比例的增加而降低,這一結(jié)論與沒(méi)有級(jí)聯(lián)失效情況時(shí)正好相反;另一種是當(dāng)相依比例較大時(shí),隨著攻擊比例的不同呈現(xiàn)出兩種趨勢(shì),并且存在一個(gè)攻擊比例的臨界值α_c→0.4,當(dāng)α≤α_c時(shí),隨著相依比例的增加,網(wǎng)絡(luò)的可控性越來(lái)越好,當(dāng)α＞α_c時(shí),網(wǎng)絡(luò)的可控性隨著相依比例的增加逐漸降低。隨后通過(guò)仿真分析,進(jìn)一步驗(yàn)證了級(jí)聯(lián)失效下的這兩種結(jié)論的正確性。最后,針對(duì)如何增強(qiáng)有向相依網(wǎng)絡(luò)在級(jí)聯(lián)失效下的可控性能,首先構(gòu)建了有向相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效可控性模型,并且提出節(jié)點(diǎn)保護(hù)比例F和節(jié)點(diǎn)保護(hù)強(qiáng)度S兩個(gè)參數(shù),以及五種節(jié)點(diǎn)保護(hù)策略。通過(guò)仿真對(duì)比發(fā)現(xiàn)F和S的增加,都會(huì)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可控性,對(duì)四種不同度節(jié)點(diǎn)的保護(hù)策略均優(yōu)于隨機(jī)保護(hù)策略,并且這四種保護(hù)策略的效果非常接近。我們還發(fā)現(xiàn)F和S對(duì)網(wǎng)絡(luò)可控性的影響程度非常接近,在總的保護(hù)程度相同時(shí),兩個(gè)參數(shù)更接近的情況下更能增加網(wǎng)絡(luò)的可控性能。研究為如何提高有向相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效的可控性能提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O157.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671765