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20世纪90年代以来,以国际互联网为代表的信息技术的迅猛发展推动着人类社会大步迈入了网络新时代。网络存在的广泛性促使了国内外学术界的大量学者进入了复杂网络的研究领域。复杂性科学、复杂网络的建模、复杂网络的动力学行为的研究已成为网络时代科学研究的一个重要的挑战性课题,甚至有人称之为“网络的新科学”。本文拟在研究一类与地域即地理距离相关的网络(如电力网络、交通网和因特网等)中,探究这类与空间地理距离相关的网络模型的构建及其拓扑性质。
全文共分有5个章节。
第1章为引言部分,主要叙述国内外学术界对复杂网络的研究现状以及本课题研究的学术价值和现实意义。
第2章主要对有关复杂网络的一些基本概念的简单介绍。
第3章为本文的重点部分,主要研究了一类与地域相关BA的网络模型,简单介绍了Lattice Embedded Scale-Free network(LESF网络)和Weighted Lattice Embedded Scale-Free(WLESF网络)的生成方法及拓扑特征,并基于LESF网络和WLESF网络上构建一种新型的含权的地理网格模型。这个模型的一个显著特点是,在构建网络时引入度权重连接概率和地理距离权重连接概率。通过模拟发现这种新型网络能够随着这两种概率及相关参数的改变,生成嵌入式无标度网络并渐进过渡到嵌入式指数网络;探讨了该网络的拓扑性质及其逾渗动力学行为随权重及距离参数变化的关系,为现实地理网络的鲁棒性研究及其构建提供参考。
第4章探讨了复杂网络的动力学行为,如逾渗行为、网络的鲁棒性及网络上的传播行为。然后在扩展的SIS模型与小世界网络的基础上构建一个新模型,并通过调节传播的参数的方法在这一模型上模拟了甲型流感的传播情况,为传染病传播规律的研究提供参考。
第5章对全文作了总结与展望。