BA网络改进模型与病毒传播的研究

admin · 发表于 2022-9-25 19:06:40

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近年来的研究发现，许多现实生活中的系统都可以用复杂网络来描述。这些复杂网络具有一些相同的特性，如网络平均路径长度较小、聚类系数较大、节点度分布服从幂律分布等，这些特性是复杂网络为完成某些特定功能而逐渐演化的结果。因此，复杂网络逐渐成为研究复杂系统的一种重要方法，而复杂网络模型是研究复杂网络的重要工具。本文针对复杂网络模型的构造题目，改进了BA网络模型使其更符合现实网络，并对基于该模型的病毒传播题目进行了研究，分析了适合该模型的免疫算法。首先，论文提出了一种BA网络的改进模型，针对经典的BA网络模型只考虑了网络增长和优先连接等简单情况，改进模型的构造算法中添加考虑了连接失效、局域化、模型加速扩张等复杂网络中常见的特征，能够更好适应大部分现实网络。同时，通过应用平均场和主方程两种方法分析模型度分布的幂律特征，结果表明改进模型与现实网络在度分布的幂律特征方面相符，并显示该改进模型较其它模型有较大的适用范围。然后，论文进一步对基于该改进BA网络模型的病毒传播和免疫算法进行了研究，使用平均场方法对病毒在改进BA网络模型上扩散时的传播临界值进行了理论分析，求得病毒在该模型上的传播临界值为0，并对病毒传播行为进行仿真。根据病毒传播临界值等属性，分析各种免疫算法的优缺点，以得到最适合该改进模型的免疫算法。最后，结合上述研究成果，设计并实现了一个复杂网络模型仿真工具。该程序由管理和输入功能模块、模型生成功能模块和模型特征计算功能模块三部分组成。通过利用仿真工具对改进模型及其病毒传播的实验，有效验证了论文设计方法的正确性。

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