复杂系统与复杂性科学

2019年, 第16卷, 第2期　刊出日期：2019-06-15

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基于社团结构的组合信息重连策略收藏

张姣, 刘三阳, 白艺光

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 1-8. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.001

摘要 ( 919 )

PDF (2053KB) ( 524 )

模糊的社团结构能有效提升网络传输性能。基于社团结构,利用节点之间的同异配程度和kcore结构来定义链路重要性,提出了一种新的在社团内部删除链路,社团之间添加链路来减弱社团结构,提高网络容量的链路重连策略,即社团组合信息链路重连策略(CCLS策略)。为了验证方法的有效性,我们分别在伪随机网络、具有社团结构的CWS小世界网络、无标度社团网络以及真实网络进行了仿真实验,仿真结果表明,CCLS策略能有效减弱网络社团特性,提高网络传输容量

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蜂群激发抑制算法及其在交通信号配时中的应用收藏

胡亮, 肖人彬, 王英聪

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 9-18. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.002

摘要 ( 845 )

PDF (1662KB) ( 713 )

现实生活中存在各种各样的动态分配问题,群智能劳动分工由于模拟的是生物群体之间的协作分工,所以在解决这类动态分配问题有着天然的优势。目前对群智能劳动分工的研究主要集中在蚁群的刺激响应原理,而忽略了蜂群的激发抑制原理。与刺激响应原理的个体环境交互方式不同,激发抑制原理采用的是个体个体交互方式。针对蜂群劳动分工现象,提出一种激发抑制劳动分工模型(AILD)。为了验证AILD模型的有效性,选取了一个典型的时间分配问题——交通信号配时,设计了相应的激发抑制劳动分工信号配时算法AILD-ST。采用AILD-ST算法对实际案例进行了交通信号配时求解,并与Webster算法、蚁群算法和蜂群算法进行了对比,通过对比实验和分析讨论,结果显示出本文算法的有效性

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基于复杂网络的两栖水上飞机起降安全风险演化收藏

肖琴, 罗帆

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 19-30. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.003

摘要 ( 875 )

PDF (1342KB) ( 749 )

为了揭示两栖水上飞机起降安全风险的演化规律,有效预防水上飞机起降安全风险,以风险因素间的作用路径为基础,构建两栖水上飞机起降安全风险演化的有权有向网络拓扑结构,验证了该复杂网络的无标度特性;采用Matlab编程仿真分析网络在随机攻击和蓄意攻击情况下的功能鲁棒性和结构鲁棒性;对比度值攻击、介数值攻击、接近度中心性值攻击及综合值攻击下的网络鲁棒性效果,识别网络的关键风险因素,提出断链控制策略。研究结果表明:两栖水上飞机起降安全风险网络是无标度网络;该网络对随机攻击具有较强鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性,且度值攻击的结构鲁棒性最差,综合值攻击的性能鲁棒性最差;综合值较高的节点是网络的关键风险因素,优先处置关键节点有助于预防起降事故

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多功能复杂网络模型及其应用收藏

钟丽君, 宾晟, 袁敏, 孙更新

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 31-40. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.004

摘要 ( 1232 )

PDF (1249KB) ( 1988 )

复杂网络的节点可以具有多个属性,不同的属性(集)将导致节点间的连接关系不同,进而使得网络具有不同的功能。针对现有复杂网络模型无法根据选择的节点属性构建具有不同功能的网络的问题,本文提出了多功能复杂网络模型,该网络模型仅使用节点及其关联的属性集来表示,通过对节点属性的选择以及节点在对应属性下的映射规则定义,确定不同的网络拓扑结构和网络功能。通过建立并分析某导弹防御作战网络,验证了多功能复杂网络模型的可用性和有效性

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基于复杂网络的城市老旧小区管理模式仿真研究收藏

郭斌, 刘乐, 李杨

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 41-51. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.005

摘要 ( 895 )

PDF (1344KB) ( 825 )

为比较老旧小区现存管理模式并探究其人际网络演化规律,运用复杂网络理论构建了老旧小区人际网络演化模型,对不同管理模式下人际网络的演化进行仿真。仿真结果通过陕西省共1 238份有效问卷的统计数据进行验证。结果显示:1)房改后,老旧小区居民间信息传递路径大幅上升,极易产生社会矛盾;2)老旧小区规模越大,居民间关系反而更稳定,信息传递路径会缩短,但同时小区的管理负担加重,不同管理模式的管理效果差异会缩小;3)物业公司管理模式能充分沟通居民间关系并缓解老旧小区社会矛盾,但其并非最佳的管理模式;4)大规模老旧小区采用市场化管理模式时要注意委托代理问题,小规模老旧小区管理应充分发挥居民自治能力

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基于领导者对称的多智能体系统可控性研究收藏

仉伟, 纪志坚, 渠继军

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 52-59. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.006

摘要 ( 973 )

PDF (1024KB) ( 588 )

在领导者跟随者的框架下,针对多智能体系统中存在自同构结构对可控性产生影响的问题。利用矩阵论和图论作为工具,提出了系统是否存在自同构结构的判定依据。通过自同构的分析,本文对系统的能控性判断提出了图论方面的判断方法。另外,本文还通过置换矩阵将单领导者对称系统推广到多领导者对称系统,研究了单领导者对称系统与多领导者对称系统的不可控性,为更进一步研究复杂的拓扑结构可控性问题提供了研究方向和方法

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基于MAS的无人机新型编队算法收藏

王潇, 纪志坚

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 60-68. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.007

摘要 ( 951 )

PDF (1631KB) ( 704 )

无人机群极大地拓宽了无人机的应用领域,有效地弥补了单架无人机执行任务的缺陷。本文针对无人机群的运动一致性和编队控制,将领导者跟随者法中领导者与跟随者的控制算法进行集成,设计了一种基于多智能体系统(MAS)的新型无人机编队控制算法。该算法既适用于领导者又适用于跟随者,并且可随机指定无人机为领导者,领导者可以受到跟随者导航反馈的影响,提高了系统的适应性和可伸缩性。理论分析表明,无人机群不会发生碰撞并且能够收敛到期望的编队队形。再经过数值模拟验证了算法的速度和轨迹跟踪能力。结果表明,该算法能保证一群无人机按预定的编队和航迹飞行

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基于改进BA网络的遗传算法收藏

李阳, 田兴华, 张纪会

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 69-76. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.008

摘要 ( 880 )

PDF (1762KB) ( 811 )

遗传算法是基于生物进化论设计的一种自然启发式算法,在众多领域都有广泛应用。目前对于遗传算法的研究主要集中于:遗传算法的理论研究、遗传算法的改进及应用。复杂网络是研究由众多个体组成的集体行为和个体间关系的有力模型。为了改进遗传算法性能,在已有的复杂网络与遗传算法相结合的成果基础上,提出了一种基于改进BA网络的遗传算法,实现了对网络结构进一步的改进,并改进了传统遗传算法的选择策略以及为了应对网络中节点的递增采用的种群规模自适应策略,通过数值实验验证了改进算法的性能,结果表明改进算法对于不同类型的函数的寻优能力要优于基本遗传算法以及基于普通BA网络的遗传算法。研究结果对于遗传算法的改进具有一定指导作用

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基于客观聚类的手写数字识别方法收藏

王娜, 胡超芳

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 77-84. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.009

摘要 ( 776 )

PDF (1010KB) ( 686 )

针对现有手写数字识别方法对噪声和图像结构敏感,易导致识别准确度下降,且计算过程复杂的问题,引入客观聚类算法并结合模板匹配机制,通过对待识别数字模板集的一次聚类以降低噪声和数据分布对聚类结果的影响,提高了识别结果的准确性;并利用新聚类中心约简原始模板数据集,实现计算效率的提高。通过对随机手写数字在结构变形和添加噪声等情况下仿真,并与传统手写数字识别方法比较,验证了所提方法的简单易行和有效性

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基于匹配稳态随机共振的轴承故障诊断方法收藏

池阔, 康建设, 张星辉, 杨志远, 赵斐

复杂系统与复杂性科学. 2019, (2): 85-94. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2019.02.010

摘要 ( 785 )

PDF (2211KB) ( 587 )

轴承是旋转机械中最广泛使用的零件之一。由于高速重载等因素影响,轴承故障经常发生,导致设备停机,甚至造成人员伤亡。但轴承故障诱导产生的冲击相对微弱,不易探测。为有效探测轴承微弱故障,提出一种新的基于匹配稳态随机共振的轴承故障诊断方法。相比于传统的双稳态等定稳态随机共振,匹配稳态随机共振的势函数的结构和势阱数量可根据复杂多样的轴承振动信号进行调整,更加有利于增强微弱的轴承故障冲击信号。通过数值仿真,分析了匹配稳态随机共振各参数对共振输出的影响及其抗噪鲁棒性。通过轴承内圈故障案例和滚动体故障案例,验证所提方法对轴承故障诊断的有效性,且效果优于传统的双稳态随机共振。

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