復雜網(wǎng)絡上的傳播動力學研究.pdf

1、復雜網(wǎng)絡已經(jīng)被普遍認為是刻畫和研究自然界和人類社會中各種復雜體系結(jié)構(gòu)的一種全新而有效的工具。近年來，人們見證了這一統(tǒng)計物理熱點研究課題的飛速進展。由一些具有代表性的模型產(chǎn)生的復雜網(wǎng)絡已取代了隨機圖，為復雜體系的結(jié)構(gòu)提供了更精確的描述。自然地，復雜體系的功能及其動力學行為成為了復雜網(wǎng)絡研究的一個新熱點。作為一個飽含物理學原理和方法的研究課題，復雜網(wǎng)絡上的傳播動力學得到了物理學、社會學和計算機科學等眾多領(lǐng)域的科學工作者的廣泛關(guān)注。

2、其研究對于理解不同復雜系統(tǒng)中各種病毒、信息和其它事物的傳播行為以及探索控制這些行為的有效方法具有非常重要的指導意義。目前，由于復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及其動力學研究的理論體系尚不完備，對復雜網(wǎng)絡上傳播行為與控制策略的研究仍處于探索階段。本文基于傳統(tǒng)的流行病傳播模型，從傳播閾值,微觀傳播機制和免疫策略等方面對復雜網(wǎng)絡上的傳播動力學行為進行了較為系統(tǒng)的研究，并且基于隨機行走機制提出了兩種僅需網(wǎng)絡局域連通信息的免疫策略。 本文共分六章。在第一章中

3、，我們簡要地回顧了復雜網(wǎng)絡的研究概況，介紹了本文主要研究內(nèi)容。在第二章中，我們介紹了復雜網(wǎng)絡的基本概念。同時，我們也給出了真實網(wǎng)絡的主要統(tǒng)計性質(zhì)和相應的幾個典型的網(wǎng)絡模型，以及發(fā)生在復雜網(wǎng)絡上的幾個傳統(tǒng)的動力學過程。在第三章，我們對三類經(jīng)典的流行病傳播模型作了一個簡單的介紹?；谶@些傳播模型，我們較為系統(tǒng)地介紹了復雜網(wǎng)絡的傳播動力學行為。在這一章中，結(jié)合幾個典型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，我們還系統(tǒng)地調(diào)查了流行病閾值的有限尺寸效應，得到了小世界網(wǎng)絡的傳播

4、閾值不依賴與系統(tǒng)尺寸和無標度網(wǎng)絡上傳播閾值隨體系增長而趨于零等一些有意義的結(jié)果。在第四章中，我們在分析了觀點形成過程的微觀機制之后，提出了一種依賴鄰居感染強度和傳播時間的流行病傳播概率。并且在這種感染概率下，我們研究了流行病傳播的時間行為，得到了三種截然不同的等級傳播模式。在第五章中，我們基于隨機行走研究的已有結(jié)論，提出了一種無需網(wǎng)絡任何全局知識的免疫策略，并在不同的網(wǎng)絡模型和真實的Internet 上數(shù)值地證實了這些策略是有效的。最后