基于信息融合的多層復雜網(wǎng)絡節(jié)點重要性評估.pdf

1、在過去的幾十年中，復雜網(wǎng)絡的研究取得了飛躍性的成績，大量的學者投入的心血和精力使得我們能夠比較清楚的認識和了解復雜網(wǎng)絡的構(gòu)成原理、演化機制等其他特性。在現(xiàn)實世界中，大部分的復雜系統(tǒng)都可以使用復雜網(wǎng)絡來建模，但研究人員對于復雜網(wǎng)絡的研究基本都專注于對于單層復雜網(wǎng)絡的特性研究，然而許多復雜系統(tǒng)之間并非獨立的，他們之間往往存在某種關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種情況下傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡模型并不能對其進行準確描述，因此一種新的網(wǎng)絡類型成為了當下復雜網(wǎng)絡領(lǐng)域的新興話題，

2、即多層復雜網(wǎng)絡。多層復雜網(wǎng)絡不僅僅是現(xiàn)有網(wǎng)絡模型的擴展，更是整個網(wǎng)絡理論界的突破性進展。在以往針對單層復雜網(wǎng)絡的研究中，經(jīng)過大量的研究與探索，研究者們發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)絡的全局以及局部倍息往往都蘊含在復雜網(wǎng)絡的節(jié)點之中。為了更為有效的研究和分析復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)，復雜網(wǎng)絡中的節(jié)點重要性評估成為了該領(lǐng)域一個極為重要且具有重大意義的工作。在已有的復雜網(wǎng)絡節(jié)點重要度評估方法中，評估的依據(jù)是節(jié)點的結(jié)構(gòu)特性，即從節(jié)點本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)出發(fā)對節(jié)點在網(wǎng)絡中的重要程度進

3、行評估。然而在多層復雜網(wǎng)絡當中，網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)不再是單一的平面結(jié)構(gòu)，而是增加了多層間的相互影響，結(jié)構(gòu)更為復雜，因此許多應用與傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡中的評估方法并不適用于多層網(wǎng)絡的評估當中。目前的研究結(jié)果表明,多層復雜網(wǎng)絡所產(chǎn)生的災難性危害的風險遠高于獨立系統(tǒng)。在多層復雜網(wǎng)絡中，一個看起來微不足道的干擾可能就如同水中漣漪一樣帶來擴散性的負面影響。有些時候這種效應可能會帶來數(shù)千萬乃至數(shù)億美元的巨大損失，比如股票市場的崩潰，航線因火山噴發(fā)而導致關(guān)閉等。因此

4、無論從理論分析的角度還是實際應用的角度，多層復雜網(wǎng)絡的節(jié)點重要性評估研究都是具有極為重要的意義的。但由于多層復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的特殊性，多層復雜網(wǎng)絡的節(jié)點重要性評估要比傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡中更為復雜,許多適用于復雜網(wǎng)絡中的節(jié)點重要性評估方法并不能適用于多層網(wǎng)絡當中,為了解決這一問題，木文提出了一種基于倍息融合的多層復雜網(wǎng)絡節(jié)點重要性評估模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對多層復雜網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特點進行研究，將網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為有效的計算機語言，然后將

5、多源信息融合技術(shù)應用到多層復雜網(wǎng)絡節(jié)點重要性評估當中。將多層復雜網(wǎng)絡根據(jù)某一特定的含義拆解為多個單層網(wǎng)絡，將這些單層網(wǎng)絡看作不同來源的信息，進而利用D-S證據(jù)理論當中的Dempster組合規(guī)則，將這些網(wǎng)絡屮的倍息綜合起來，從而得到多層網(wǎng)絡的全局信息。本文所提出的方法可以有效的綜合各層網(wǎng)絡的信息，使得評估結(jié)果更加準確有效。⑵所提出的多層網(wǎng)絡節(jié)點重要性評估模型是以信息融合技術(shù)作為指導，證據(jù)理論作為工具的，因此在構(gòu)建模型的過程中首要問題就是如

6、何構(gòu)建-個在此問題背景下的有效基本概率分配，這也是證據(jù)理論當中最為關(guān)鍵的步驟。為了解決這一問題，結(jié)合本文的研究背景以及多層復雜網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特性，本文提出了一種基于關(guān)聯(lián)矩陣的基本概率分配構(gòu)建方法。該關(guān)聯(lián)矩陣可通過距離矩陣轉(zhuǎn)換所得，而距離矩陣則可通過對網(wǎng)絡中的信息數(shù)據(jù)按照一定的的方法進行處理得到，在基本概率分配的構(gòu)建過程中可充分體現(xiàn)網(wǎng)絡中節(jié)點之間的相關(guān)性，無論在多層復雜網(wǎng)絡領(lǐng)域還是在證據(jù)理論領(lǐng)域內(nèi)都具有參考價值。⑶根據(jù)現(xiàn)實生活中的真實數(shù)據(jù)對該