一种基于鲁棒性分析的相似权网络稳定性评判指标计算方法

摘要

21世纪是复杂性和网络化的世纪。从20世纪七八十年代开始，复杂性问题的研究已经引起国内外的广泛关注。来自各国的不同学科的科学家，包括物理学家、生物学家、计算机科学家和经济学家都不约而同的讨论和研究各自领域的复杂性问题。复杂网络稳定性分析的方法需要从新的角度寻找新的定义，从而解决更多问题，尤其涉及环境经济学相关问题的有相似向权网络。本发明涉及复杂网络模型相似权网络的网络稳定性评估，填补以往复杂网络模型评估网络稳定性时在加权网络方面的空白，综合鲁棒性分析和权‑度相关性对相似权网络的选择性攻击条件下的攻击强度和稳定性的定义和计算方法做出描述。

说明书

技术领域

本发明涉及复杂网络模型相似权网络的网络稳定性评估，填补以往复杂网络模型评估网络稳定性时在加权网络方面的空白，综合鲁棒性分析和权-度相关性对相似权网络的选择性攻击条件下的攻击强度和稳定性的定义和计算方法做出描述。

背景技术

21世纪是复杂性和网络化的世纪。从20世纪七八十年代开始，复杂性问题的研究已经引起国内外的广泛关注，与非线性科学与其混沌动力学的复杂性研究交错在一起。来自各国的不同学科的科学家，包括物理学家、生物学家、计算机科学家和经济学家都不约而同的讨论和研究各自领域的复杂性问题。

环境领域尤其涉及环境经济学专业的学者也积极投入到复杂网络的研究中。复杂网络稳定性分析的方法需要从新的角度寻找新的定义，从而解决更多问题，尤其涉及环境经济学相关问题的有向相似权网络。

传统的鲁棒性计算公式为

基于鲁棒性分析的原理，天津大学柴立和课题组张潇平在发表的文章Unifiednetwork analysis on the organization of an industrial metabolic system中提出了从网络中移除一个或多个节点后的网络碎片度F，计算方法为

发明内容

为弥补复杂网络模型现应用于环境领域时在网络稳定性、脆弱性等方面的不足，基于上述网络稳定性计算方法，本发明从之前学者研究从未提出的方向提出了一种从相似权网络角度出发的网络稳定性计算方法，构造了新的网络稳定性指标，用于评判环境生态领域相似权复杂网络的稳定性。该发明方法。计算方法内容如下：

对于一给定复杂相似权网络n×n邻接矩阵

步骤1：计算单行通流量

步骤2：计算优势度

步骤3：计算冗余度

步骤4：计算系统容量C＝A+θ，表示系统总水平上的标度不确定性，容量越大，网络规模越大。

步骤5：计算传统鲁棒性

步骤6：计算无量纲节点连接量

步骤7：计算选择攻击强度

步骤8：计算选择攻击稳定度

步骤9：计算网络稳定性

本发明具有如下优点：

1.运用复杂网络思想可以深入分析到环境与产业间关系网络的拓扑特征，为产业结构的环境方向优化提供建议。

2.将加权因素尤其是相似权影响融合进传统网络稳定性算法，克服以往无权网络的弊端。

3.将传统鲁棒性考虑进计算公式，放大稳定性差异，让网络稳定性更可信。

具体实施方式

对于一给定复杂相似权网络n×n邻接矩阵

步骤1：计算单行通流量

步骤2：计算优势度

步骤3：计算冗余度

步骤4：计算系统容量C＝A+θ，表示系统总水平上的标度不确定性，容量越大，网络规模越大。

步骤5：计算传统鲁棒性

步骤6：计算无量纲节点连接量

步骤7：计算选择攻击强度

步骤8：计算选择攻击稳定度

步骤9：计算网络稳定性

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。