复杂网络鲁棒性增强是近年来网络科学领域的热点,探讨鲁棒性增强策略对于网络结构设计与功能改进有着重要的科学意义和理论价值。在广泛整理与系统分析国内外文献的基础上,从事前防御、事中恢复与事后优化3个方面,全面梳理了当前复杂网络鲁棒性增强研究的关注重点与主要思想,对比分析了不同策略的优缺点与适用性,最后总结展望了该领域未来的研究方向。

观点极化现象作为社会系统中的一种集群行为,会对社会稳定产生重大影响,据此对观点极化研究现状进行系统性的梳理和总结。在回顾社会与政治领域中的观点极化概念和建模研究的基础上,提炼出导致观点极化的两种观点交互方式。从个体视角出发,重点探讨两种可能导致观点极化的社会心理效应——偏见同化和敌意媒体效应。提出不同领域的极化现象研究整合的关键在于个体观点或态度变化的内在机制。在研究展望中指出今后研究的重点之一是模型与现实数据的相互印证。

通过参考大量文献,系统整理了几类经典的传染病模型,并对传染病模型基本再生数的几种导出方法做了一个综述。文中综合了传染病动力学模型的分析方法和复杂网络理论,分别从基本再生数的定义,初始时刻染病者的单调性,正平衡点的存在性,无病平衡点的局部稳定性,即通过计算基本再生矩阵或者雅克比矩阵的特征值,数值模拟,这几个角度给出了基本再生数的导出方法,并举例说明了几类主要的传染病模型,特别是网络传播模型中基本再生数的计算方法,给出了基本再生数的特点,并对基本再生数时变的情况进行了具体分析。

人类复杂行为模式下合作自发涌现的条件已成为多个学科关注的焦点,探讨合作产生的条件对于理解人类社会中的制度安排有着重要的科学意义和理论价值。社会困境博弈为研究多人合作问题提供了理论原型。演化博弈论作为一种包含参与人学习和策略调整过程的动态分析框架,目前已成为分析社会困境中合作演化最有效的方法。对采用演化博弈方法研究社会困境博弈中群体合作问题的研究进展进行了系统总结和评述。具体包括:社会困境博弈模型、演化博弈论及均衡分析方法的研究进展;奖惩机制和声誉机制下的社会困境博弈与合作演化研究进展;具有分离策略和剥削策略的社会困境博弈与合作演化研究进展;网络互惠下的社会困境博弈与合作演化研究进展。最后对这一领域可以进一步拓展的研究问题进行了展望。

舆情反转是网络突发事件与热点事件中的一种重要现象。为探究网络舆情反转现象的内在机理,发掘舆情反转事件的演化规律,提出了一种观点动力学视角下基于意见领袖的观点演化模型。以意见领袖为切入点,基于无标度网络结构改进经典有界信任的HK模型,在观点更新中引入意见领袖的作用。运用社会网络分析理论的中心性指标识别意见领袖,对意见领袖引导下的观点演化进行仿真实验。选取新浪微博上的舆情反转案例,对模型仿真结果进行验证。实验结果表明,意见领袖对观点演化结果起着关键性的作用,能够引导群体的观点发生逆转,利用改进的模型能够模拟网络舆情反转事件的演化进程。

时效人类交互网络有自身的动力学性质,可以通过定义相应的拓扑和时效特性来刻画;另一方面,时效网络所固有的结构特征对其上的动力学过程,如流行病传播过程,具有重要影响。本文从人类交互的类型与表示方法、时效网络的结构特征(网络拓扑、时效特征和时间尺度)、模型及时效网络中的传播动力学等多方面对时效人类交互网络的研究进展进行综述,并对目前的研究现状进行分析,展望了该领域未来的研究方向。

一般情况下, 我们面对的网络都是有益的, 但是有时候我们面对的网络也可能是有害的, 例如恐怖组织网络、疾病传播网络等。如何通过阻断、干扰、免疫、封锁、隔离等手段有效瓦解这些有害网络成为一个亟待解决的挑战性问题, 其核心是找到网络系统的关键节点(边)。首先给出了网络瓦解问题的数学描述, 在此基础上从基于数学规划、基于中心性指标、基于启发式算法、基于进化计算、基于机器学习等几个方面系统总结了运筹学、网络科学、计算机科学等领域关于复杂网络瓦解问题的研究进展, 最后分别从目标网络维度、瓦解模型维度、瓦解算法维度对复杂网络瓦解问题未来发展进行了展望。

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

观点作为一种舆情,意见,态度的表现形式广泛存在于人们的生活中,研究观点的演变对理清观点演变机制,促进舆情合理治理具有重要意义。鉴于现有研究缺乏对二元观点动力学的相关介绍以及割裂了二元与群体观点动力学之间的联系,未能全面揭示观点动力学研究现状,因此,对国内外观点动力学研究现状进行了梳理和总结。其中,从研究方法和交互特征视角对二元观点动力学模型及其研究现状进行了介绍,从个体特征,行为特征,观点特征,外部环境,观点动力学的应用视角对群体观点动力学研究成果进行了梳理。最后,基于现有研究,明确了观点动力学未来需要进一步解决的问题:实证视角下的观点演化机制,意见的强化和争议的消减,观点的演化与群体决策之间的联系。

为保证城市公共交通系统的正常运行,对其拓扑结构及韧性进行研究。依据城市公交与地铁之间的耦合距离,建立相互依赖的公共交通网络模型,通过深度学习对耦合网络的拓扑属性进行识别;结合熵权法与最优理想解距法提出节点综合重要性指标,根据节点重要性对节点进行择优恢复,对比不同恢复策略下的网络韧性。以武汉市公共交通网络为例,验证了该方法的适用性和准确性。