利索能及
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专利号: 2015100276209
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑适应度的在线社会网络拓扑生成方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:初始网络是一个包含m0个节点的全耦合网络,且每条边的权重初始值均设为w0;

步骤2:每个时间步加入一个新节点n,让该节点与之前的m个节点相连,其中,m≤m0,节点连接规则依据适应度和点权双重评估机制进行,即一个老节点i被选择的概率为:si表示节点i的点权,j∈τ(i),表示与节点i相连的邻居,其中τ(i)为与节点i相连的所有节点的集合,Σjsj则表示节点i所有邻居的点权之和,βi表示节点i的适应度,Σjβj表示节点i所有邻居的适应度之和,参数p∈[0,1],用来调整点权和适应度的评估比例;

步骤3:每次新加入的边(n,i)均被赋予权值w0,假设新加入的边(n,i)只会局部地引起i与它的邻居节点j∈τ(i)的边权值的动态调整,调整按照如下规则进行:wij→wij+Δwij

其中,wij表示节点i,j之间的边权大小,δi为每次新引入的一条边(n,i)给i带来的额外的流量负担,而与i相邻的各条边则会按照它们自身权值wij的大小来分担一定的流量,总的节点i的权重调整为:si=si+w0+δi

步骤4:赋予新加入的节点n适应度为βn,该节点的引入会导致节点i及其邻居节点j∈τ(i)吸引因子的动态调整,调整规则如下:βi→βi+μ

βj→βj+Δβj

μ是适应度动态增量,N为节点i的邻居个数;

步骤5:检查当前网络的规模是否已经符合设定的要求,若是,则结束本方法,否则跳至步骤2继续执行。

2.根据权利要求1所述的一种考虑适应度的在线社会网络拓扑生成方法,其特征是:所述的参数p∈[0,1],用来调整点权和适应度的评估比例,用平均场方法对参数p的合适取值范围进行计算,具体计算过程如下:当一个新节点n加入到网络中,网络中任意节点i的点权值都有可能受到的影响来自以下 两个方面,(1)网络新增的边连接到节点i上;(2)网络新增的边连接到i的邻居节点上;

设si(t)是连续时间的连续函数,令边权初始值w0=1,因此对节点i有,每个时间步内,网络新增m条边,每加入一条边,系统的总强度变化为2+2δ,因此,∑jsj=2m(1+δ)t,同理,根据适应度演化公式,网络每新增m条边,系统的总适应度变化为βn+2μm,因此,Σjβj=βnt+2μmt,(1)当0<p<1时,即网络演化规则既考虑节点强度,又考虑节点适应度,令则该微分方程的初始条件si=m,所以

设ti为节点i进入网络的时刻,则

于是节点强度的概率密度为,

由上式可知,当t→∞时,P(s)~s-γ,其中, 当 m=2,δ=1时,节点强度分布服从2~3幂律分布;

同理可得,P(k)~k , 同节点强度分布,当 m=2,δ=1时,节点强度分布服从2~3幂律分布;

(2)当p=1时,即网络演化规则只考虑节点强度,此时节点强度演化规律同BBV演化模型,令 则最后得出节点强度的概率密度为,

由上式可知,当t→∞时,P(s)~s ,其中, 当p=

1,m=2,δ=1时,节点强度分布服从2~3幂律分布;

同理可得,P(k)~k , 同节点强度分布,当p=1,m=2,δ=1时,节点度分布服从2~3幂律分布;

(3)当p=0时,即网络演化规则只考虑节点的适应度,由实验仿真分析可知,此种条件下网络模型的度分布、点权分布均服从幂律分布;

由上述计算分析可知,当 时,网络的点权分布和度分布,均服从指数2~3的幂律分布,即满足现实在线社会网络的演化规律。

3.根据权利要求1所述的一种考虑适应度的在线社会网络拓扑生成方法,其特征是:所述的节点适应度初始值βi,取值范围为1至100之间的任意数。

4.根据权利要求1所述的一种考虑适应度的在线社会网络拓扑生成方法,其特征是:所述的适应度动态增量μ的取值,取值范围为0至1之间的任意数。

5.根据权利要求1所述的一种考虑适应度的在线社会网络拓扑生成方法,其特征是:所述的初始网络为加权无向图,即可用加权邻接矩阵W=(wij),i,j=1,2,3......N来表示网络结构,其元素wij为节点i和节点j之间边的权重,若i,j之间不存在边,则wij=0,节点的点权si定义为,si=∑ j∈τ(i)wij,其中τ(i)为与节点i相连的所有节点的集合。