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动态增加:论坛暨研讨会第2批论文摘要(19-53)

已有 7319 次阅读 2010-6-7 16:24 |个人分类:学术交流|系统分类:论文交流| 论坛暨研讨会, 第2批论文摘要

动态增加:论坛暨研讨会2论文摘要(19-53

 

19.噪声和耦合时滞作用下神经元网络的时空动力学

               王青云

噪声和时滞是现实神经元系统中不可避免的两个因素,它们对神经元网络的

时空动力学行为起着非常重要的作用。利用非线性动力学的理论去揭示神经元网络在不同因素作用下产生的复杂时空运动行为及其机理是神经动力学研究领域的核心问题。我们研究经化学突触和电突触耦合的神经元网络在噪声作用下的时空同步和时空共振现象,进而研究耦合时滞对于具有噪声的神经元网络的时空同步和时空共振的影响,并揭示其产生的机理。此外,探索不同网络拓扑结构对神经元集群时空同步和时空共振的影响;进一步探讨噪声和耦合时滞诱导的具有不同拓扑结构的神经元网络的复杂时空动力学的演化机理。通过上述研究,为深刻认识神经系统感知外界刺激和将感知的信息进行传递以及今后的临床诊断提供理论基础,同时促进非线性动力学理论的发展。

主要报告内容:

1.    研究经神经元网络在噪声和耦合时滞作用下时空同步的转迁过程及其机制。

2.    考察噪声和耦合时滞对神经元网络随机共振的作用,揭示噪声和耦合时滞在神经系统中对信息传递的影响。

3.    研究不同网络拓扑结构对具有噪声和耦合时滞的神经元网络时空同步和时空随机共振的影响。

4.    现实神经元网络同步转迁的复杂过程。

 

20.三维四翼广义增广Lü系统

乔晓华

 

增广系统是仅含有两个控制参数的三维混沌系统,可产生一个伪四翼吸引子.利用混沌反控制方法,通过在增广系统中引入一个简单的线性状态控制器,本文提出了一个新三维混沌系统——广义增广系统.新系统实现了一个真正的具有复合结构的四翼吸引子,它包含了两个镜像对称的子系统.理论分析、数值仿真和电路实验证明了广义增广系统四翼吸引子的存在性,也阐述了广义增广系统有着较增广系统更加丰富的动力学特性.

关键词广义增广系统四翼吸引子数值仿真电路实验

Three-dimensional four-wing generalized augmented Lü system*

Qiao Xiao-hua  Bao Bo-cheng

 (School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu Teachers University of Technology, Changzhou 213001, China)

21富人俱乐部现象在复杂网络中的杠杆作用

许小可1, 2    张捷2   Michael Small 2

1. 青岛理工大学 青岛 266520 2. 香港理工大学 香港)

 

    要:尽管在复杂网络领域各种网络是否具有富人俱乐部现象已经被大量研究过,但富人俱乐部如何影响复杂网络的特性和统计量却较少得到关注。本文发现富人俱乐部显示出很强的杠杆作用,即网络中很小比例(小于5)的富裕节点是否构成富人俱乐部会强烈影响整个网络的统计性质,如匹配系数和聚类系数,但出人意料的是网络的平均路径长度却较少受到影响。富人俱乐部的杠杆作用说明复杂网络的基本统计量有时并不能揭示网络的真正特性,甚至会引起我们对复杂网络性质的误解。另外,本研究提出了计算复杂网络是否具有富人俱乐部特性的新范式,该方法能有效解决以前富人俱乐部定义遇到的难题。

 

关键词:复杂网络,富人俱乐部,聚类系数,匹配系数

 

22.一种新的复杂性测度及算法实现(OntoSpace)在欧盟27国经济脆弱性评价中的研究

赖宇阳1  Jacek Marczyk2

1) 北京树优技术有限公司 北京 100081

2) Ontonix S.r.l. 意大利

【摘要】  本文提出了一种新的复杂性测度和分析方法,并将该方法及算法软件(OntoSpace)用于欧盟27国的宏观经济系统复杂性分析和脆弱性评价。本文首先阐述了Zadeh不相容原理(Principle of Incompatiblity),指出复杂性和精确性之间的不相容规律是认识构造复杂性测度的基础;其次提出了复杂度是系统中结构化信息的度量的新定义,给出了用设计结构矩阵(DSM)方法改进模糊认知图(FCM)以抽取系统结构,并用信息熵和互信息测度提取该系统结构化信息的方法,以及用复杂度和临界复杂度进行系统稳健性和脆弱性评价的过程;然后运用该方法及算法软件(OntoSpace)分析了欧盟27个国家最近5年(2005~2009年)宏观经济复杂性演化规律和2009年第四季度各国经济脆弱性评级,通过实证研究表明本方法是一种切实可行的经济体脆弱性评价和风险预警方法;最后展示了基于该复杂性测度的广泛应用前景,并汇总介绍了OntoSpace软件在全球范围内的金融、医疗、工程、交通等多个领域的成功应用。

【关键词】  复杂性,脆弱性,稳健性,OntoSpace,模糊认知图,设计结构矩阵,信息熵,互信息

23.空间博弈中适应性迁移促进合作

姜罗罗§, 汪秉宏§

§中国科学技术大学近代物理系

广西师范大学物理科学与技术学院

在“囚徒困境”和“铲雪堆”博弈中,我们研究了自适应迁移对自私个体合作行为的影响。在这种自适应迁移机制中个体在博弈时随便获取近邻的策略信息,以便决定在周围有空位的情况下是否迁移。这种局域信息的获取不需要任何成本。我们发现,自适应迁移能够通过两种方式有效地促进合作:首先,适当的人口密度能够最大程度的促进合作,因为人口密度是与个体的迁移速度相联系的。其次,自适应迁移使得初始状态全部为背叛者的体系中出现合作爆发。

(论文已经发表在《物理评论E》,Phys. Rev. E.81(2010) 036108)

 

24Synchronization in apower-driven moving

agent network  

       HuanShi石焕,LeiWang ,Hua-pingDai,You-xianSun

State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Industrial Process Control, ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027,PRChina

鉴于现实世界复杂系统中个体间的耦合往往与能量有关,我们提出了一个简单的功率驱动移动智能体网络模型。网络中每个智能体被描述为平面上携带了相同混沌振子的随机移动者。智能体以发射和接收载波的形式互相耦合由此构建了具有时变有向拓扑结构的移动智能体网络。在快速切换条件下,我们研究了该智能体网络的同步问题。理论结果和仿真实验表明智能体网络的同步条件取决于功率密度而与网络规模和功率分布无关。

           See: PhysicaA:StatisticalMechanicsandits, Article Number:12578

 

25.网络特征值谱与网络拓扑及同步的关系

君安,陈娟(武汉大学数学与统计学院)

 

在研究网络拓扑性质和网络同步能力时,耦合矩阵的特征值谱起到决定性作用。网络局部子图的变化虽然对网络的统计量(度分布和平均距离)影响不大,却造成特征值谱和同步性质的很大变化,因此仅利用网络的统计量分析网络动力学性质经常会得到错误的结论。

本文包括以下几方面内容:回顾网络耦合矩阵特征值谱的几个理论结果;几种典型网络的特征值谱分布的差异;特征值谱与度序列的相关性;同步过程与度分布的关系;社团网络特征值谱及其同步过程。我们总结和发现:网络特征值谱与度序列具有很高的相关性,从而可以从度序列入手研究特征值谱,提出基于度序列的特征值谱的局部预估-校正算法;随机网络和小世界网络的第二特征值与连接概率具有近似线性关系;网络中尺度层次的研究有利于揭示同步过程,不同拓扑结构的网络的同步过程有明显的差别;网络的社团结构在不同时间尺度下是不同的;社团网络同步过程:部分同步-聚类同步-完全同步,利用同步过程的时间尺度可识别网络的社团结构。

本文试图从网络耦合矩阵特征值谱入手,揭示网络拓扑和动力学的深层次关系,还有许多问题有待深入研究。

 

 

26.Laplacian Spectral Properties of Complex Networks

Juan Chen(陈娟),     Jun-an Lu

School of Mathematics and Statistics, Wuhan University

 

Abstract: We consider spectral analysis of complex networks. It is well known that the eigenvalue spectrum of complex networks provides information about their structural properties. Therefore, we present spectral properties of some different typical networks such as regular networks, random networks, small-world networks, scale-free networks, and so on. We find that in random networks, the smallest nonzero eigenvalue grows approximately linearly with respect to the probability p. As a result of this, some estimates for the smallest nonzero eigenvalues of random networks can be obtained. More interestingly, it is shown a strong correlation between the eigenvalue spectrum and degree sequence in the networks, especially in scale-free networks. Making use of this correlation, we develop a local algorithm to determine the eigenvalue λi+1 from λi.

         

   27.基于记忆-遗忘机制研究复杂经济系统的演化

 

          邓为炳   李炜   蔡勖

(华中师范大学粒子物理研究所复杂性科学研究中心)

 

基于记忆-遗忘机制,本文尝试提出复杂经济系统中一种模型。在无标度网络框架上,节点的状态分为两种,“1”和“0”分别表示节点持有和不持有有价证券,节点的状态从“1”到“0”表示卖出,从“0”到“1”则表示买进。在演化过程中,节点的行为主要受两个因素影响:(1)节点的历史状态:用随时间变化的概率函数来描述。如果节点持有有价证券的时间越长,则其卖出的概率就越大,相反,如果节点不持有有价证券的时间越长,则其买进的概率也越大(2)周围节点的状态:周围节点状态为“1”的比例越大,则其买进的概率就越大,相反,周围节点状态为“0”的比例越大,则其卖出的概率也越大。复杂经济系统的价格在演化中,随节点的卖出或买进行为而变化。

在以上规则和机制的基础上,我们研究复杂经济系统随时间的演化规律。研究表明有价证券价格的时间序列与真实经济系统具有类似规律,收益率的分布具有幂率特征,收益率的时间序列具有多重分形和长程关联等特性。进一步,我们还分析了各种概率参数对演化规律的影响。

 

 

28.多翅膀和多涡卷混沌系统建模、技术实现及其在通信中的应用

禹思敏

广东工业大学自动化学院

 

报道了近年来多翅膀和多涡卷混沌系统建模、电子电路、DSPFPGA技术实现及其在通信中应用等若干课题的国内外研究进展情况。主要内容包括:

一、近年来国内外有关多翅膀和多涡卷混沌系统的研究进展。

二、在双翅膀广义Lorenz系统族基础上,解决多翅膀和网格多翅膀混沌吸引子体系的建模问题,建立一个包括LorenzChenRucklidgeShimizu-MoriokaSprott等若干广义Lorenz系统在内的多翅膀和网格多翅膀混沌吸引子体系及其最新研究进展。

三、基于切换控制与异宿环的连续动力系统混沌化的建模方法及实例介绍。

四、混沌电路模块化设计及其改进形式。两个典型实例介绍:(1)网格多涡卷蔡系统的模块化电路设计与实现;(2)多翅膀混沌系统的改进型模块化电路设计与实现。

五、用电子电路、DSPFPGA技术产生多翅膀与多涡卷混沌信号与实现语音和图像混沌混保密通信。两个典型实例介绍:(1)基于DSP技术的语音数字混沌保密无线通信及其硬件实现;(2基于FPGA嵌入式以太网传输的数字图像混沌保密通信及其硬件实现。

六、DSP技术平台的语音数字混沌保密无线通信和FPGA嵌入式以太网传输数字图像混沌保密通信的现场演示。


29.基于束晕-混沌序列密码算法的研究与设计

张亚兰    吕建友

(中国原子能科学研究院  北京  102413

摘要提出了一种基于束晕混沌系统的序列密码算法,算法中使用变量预处理、系统变量微扰等方法克服了混沌系统存在的变量变换缓慢等缺点,获得了安全可靠的密钥序列流。理论分析表明该加密算法简单易行具有良好的安全性

 

关键词混沌加密;流密码;变量微扰;变量预处理

30.Persistent excitation in adaptive parameters identification

of uncertain chaotic system

              

 1. Junchan Zhao(赵军产) 2. Junan Lu(陆君安)

1. College of Science, Wuhan Textile University, Wuhan, 430073, China.

2. School of Mathematics and Statistics, Wuhan University, Wuhan, 430072, China

 

In this paper, we study the parameters identification problem for chaotic systems. Adaptive identification laws are proposed to estimate the parameters of chaotic systems. We prove that the asymptotic identification is ensured by a persistently exciting condition. Additionally, the method can be applied to identify any multiple parameters. Numerical simulations are given to validate our theoretical analysis.

 

31.Scale Free Effect induced by Altruism

Ping Li(李平),  Jie Zhang(张捷),  Michael Small

Department of EIE, The Hong Kong Polytechnic University

Abstract. A widely accepted concept called ‘preferential attachment’ has been proposed to explain the fundamental feature of the evolution of many real networks. Recent researches show that scale-free networks generated under this mechanism are uncorrelated in the sense of degree-degree dependence among adjoining nodes. However, some social networks are found to have power-law degree distribution and positive correlations. We propose an alternative model to replicate this characteristic. We study the statistical properties of this network model. This model can be viewed as an exception of connected random networks where the presence of nodes with degree one is the only cause of correlations.  

32. From Dynamics to Structure and Back: Understanding and Predicting the Dynamics of Complex system

张捷

香港理工大学 专业 电子与资讯工程

简短摘要

Structure and dynamics are two fundamental aspects of complex system, which are intricately interwoven to produce the most sophisticated, non-equilibrium phenomenon across different contexts. Here we attempt to unravel the relationship between Structure and Dynamics through two novel transformations. The first is to convert the irregular fluctuation of data to a network, whose topology can encode the original dynamics. The second is a mapping from the underlying topology of the network directly to the dynamics emergent on it. This structure-to-dynamics transformation allows us to predict the behaviors of many dynamical processes on networks, such as coupled oscillator, ensemble neural firing, epidemic spreading, and diffusion phenomenon, which suggest that some universal principles are governing the dynamics of real-world networks.

 

 

 

 

32. Trapping in scale-free networks with hierarchical organization of modularity

 

Zhongzhi Zhang1,2,  Yuan Lin(林苑)1,2, Shuyang Gao1,2, Shuigeng Zhou1,2, Jihong Guan3, and Mo Li4,

1School of Computer Science, Fudan University, Shanghai 200433, China

2Shanghai Key Laboratory of Intelligent Information Processing, Fudan University, Shanghai 200433, China

3Department of Computer Science and Technology, Tongji University, 4800 Cao’an Road, Shanghai 201804, China

4Software School, Fudan University, Shanghai 200433, China

A wide variety of real-life networks share two remarkable generic topological properties: scale-free behavior and modular organization, and it is natural and important to study how these two features affect the dynamical processes taking place on such networks. In this paper, we investigate a simple stochastic process---trapping problem, a random walk with a perfect trap fixed at a given location, performed on a family of hierarchical networks that exhibit simultaneously striking scale-free and modular structure. We focus on a particular case with the immobile trap positioned at the hub node having the largest degree. Using a method based on generating functions, we determine explicitly the mean first-passage time (MFPT) for the trapping problem, which is the mean of the node-to-trap first-passage time over the entire network. The exact expression for the MFPT is calculated through the recurrence relations derived from the special construction of the hierarchical networks. The obtained rigorous formula corroborated by extensive direct numerical calculations exhibits that the MFPT grows

algebraically with the network order. Concretely, the MFPT increases as a power-law function of the number of nodes with the exponent much less than 1. We demonstrate that the hierarchical networks under consideration have more efficient structure for transport by diffusion in contrast with other analytically soluble media including some previously studied scale-free networks. We argue that the scale-free and modular topologies are responsible for the high efficiency of the trapping process on the hierarchical networks.

 

 

  33.空间网络的结构研究

惠子    蔡勖

(华中师范大学粒子物理研究所复杂性科学研究中心)

 

在近几年的实证研究中发现网络节点间的实际距离(即欧几里得距离)呈power-law分布。根据这一结论我们就思考节点间的实际距离对网络的形成和演化起到了怎样的影响。本文中,我们构造了镶嵌在一维和二维空间上的节点所构成的网络,每个节点都带有相应的空间坐标。根据节点的空间坐标,我们可以得出节点间的实际距离。每个新节点与老节点连接的概率 r为两节点间的实际距离。我们研究 指数对网络的度分布、最短路径、聚集系数以及实际距离分布的影响。

  34.科学家合作网络实证研究及科学家

创新能力的模型探究

曹艳青    蔡勖

华中师范大学粒子物理研究所,复杂性科学研究所 武汉 430079

    要:复杂性科学的研究方兴未艾,自然界中存在大量的复杂系统,它们都可以通过形形色色的网络加以描述。新兴的复杂性科学的研究,产生了新的科学家合作领域。本文在Newman科学家合作网络的建立基础上,考察了复杂网络领域科学家合作网络的基本量的特点。本文作者收集了由APS搜索的PACS号为-89.75.-k(Complex systems)87.23.GeDynamics of social systems)从20011月至20083月,共498篇文章,806位作者构成的科学家合作网,实证地研究了复杂网络领域科学家合作网的特性,发现该新领域的科学家合作网络仍然具有小世界的特点。此外,本文以科学家合作网络为基础,通过科学家合作发表的文章的杂志的影响因子分布和其发表论文的数量来研究科学家的创新能力。

关键词:复杂网络,科学家合作网,科学家的创造力模型,小世界网络

Empirical Analysis of ScientistsCollaboration Network and a New Model for the ScientistsCreativity

Cao Yanqing    Cai Xu

Complexity Science Center and Institute of Particle Physics,

Huazhong (Central China)Normal University,430079,Wuhan,China

ABSTRACT: Complexity science is more and more popular now, there are a lot of complexity system in nature, they can be described as kinds of complex networks. Thus a new area of scientists collaboration network is created. This paper is based on Newman’s scientific collaboration network, and calculates the basic features of scientific collaboration network in complexity science. We collect the papers that the PACS numbers are -89.75.-k(Complex systems)and 87.23.GeDynamics of social systemsfrom January Of 2001 to March of 2008. The 498 papers and 806 authors consist the scientific collaboration network. We research this network empirically, and find it is a small world networks. In this paper we also suggest other scientific collaboration network models, including the scientists` creativity model. This model is based on the scientists collaboration network and research the article’s  impact factor and the total number of the scientists’, then we can have the scientists’ creativity.

  35.Finite-time synchronization of non-autonomous chaotic systems

with unknown parameters

Jianping Cai蔡建平) and Meili Lin

Department of Mathematics, Zhangzhou Normal University, Zhangzhou 363000, China

(福建漳州师范学院)

摘要Adaptive control technique is adopted to synchronize two identical non-autonomous systems with unknown parameters in finite time. A virtual unknown parameter is introduced in order to avoid the unknown parameters from appearing in the controllers and parameters update laws. The Duffing equation and a gyrostat system are chosen as the numerical examples to show the validity of the present method.

 

                           36.复杂网络与复杂体系建模

胡晓峰

       信息化的目的是要系统化,而系统化的结果就是要形成体系。体系,也称为系统的系统,在国防、社会、经济等很多领域受到广泛关注,但对体系的理论及建模研究却非常薄弱。复杂网络作为一个新兴的理论,可能会成为体系描述的基本理论。本报告从战争复杂系统研究出发,将讨论战争复杂性的影响、战争复杂体系的定义,以及体系的性质、复杂网络理论的应用的有关问题。

37.信息共享网络的复杂性研究

任勇(清华大学电子工程系)

摘要:作为典型的复杂系统,互联网已成为信息之源。网络测量表明,HTTPP2P这两项信息共享业务占据了90%以上的流量,构成网路的主流业务;同时,也对网络规模的进一步发展带来极大的带宽压力,是一个非解决不可的严峻挑战。本报告将回顾清华大学复杂工程系统实验室(CESL)关于互联网复杂性的研究历程,用仿真与实测数据分析互联网承载信息共享业务存在拓扑失配的结构性矛盾,提出信息共享网络可能的合理结构,为下一代互联网络(如物联网Ì泛在网)的规划与建设提供必要的理论支撑、仿真验证与实证分析。报告还将介绍网络信息聚合、数据挖掘及其应用的最新研究成果。 

 

38.确定性等级复杂网络的稳定性研究

 

崔学伟、鲁芬、郁伯铭

华中科技大学 物理学院,武汉,430074

 

摘要

    复杂网络的研究已成为当今世界的热门科学问题之一。现实世界中很多网络都是确定性的等级网络,该类网络同时具有小世界网络和无标度网络的特点,但又具有确定性的特征。这种网络在现实生活中到处存在,如学校校长、公司和企业的董事长或总经理、物流分配系统、总司令和作战指挥系统等与其下级的联系都是属于确定性等级复杂网络。对于这类复杂网络的稳定性研究不仅在现实的经济生活、政治生活中有重要意义,而且在现代国防与军事研究中也有重要意义。

    本文根据确定性等级复杂网络的基本特征,对该类网络在随机打击和逐层攻击下的稳定性进行了分析。结果表明该类网络不仅具有BA网络的优点,也弥补了无标度网络的缺点,稳定性较好。我们还比较了打击后该类网络的平均路径长度及群系数的变化,并与BA网络、随机网络和小世界网络进行了对比。研究表明无论是在随机打击还是在逐层打击下,该类网络都具有较好的稳定性和鲁棒性。最后,我们还讨论了进一步改进该类网络稳定性的可能途径。

 

 39. Vicsek分形上随机游走的全局平均首达时间

 

吴斌, 周水庚, 章忠志

复旦大学计算机科学技术学院, 上海,200433

摘要. Vicsek 系列分形网络是最重要也是研究最多的规则分形网络之一,了解这类树状分形网络的动力学过程具有重要的意义。本文研究了Vicsek分形网络上的离散随机游走问题,目的是为了得到该类分形上全局平均游走时间(即任意两对结点的首次到达时间的平均值)的精确解。通过利用首次到达时间、网络电阻和拉普拉斯矩阵特征值之间的关系,我们得到了Vicsek 分形网络的全局平均游走时间的解析结果,所得的解析公式与数值模拟结果完全一致。研究结果表明,全局平均游走时间为网络节点数的幂函数,其幂指数位于12之间。特别地,本文还给出了一般树状网络中全局平均游走时间的上下限,并证明了上限在链状网络中可以达到,而下限在星状网络中可以达到。这一研究对于深入理解Vicsek系列分形及一般树状网络上的随机游走具有重要的意义。

 

40.Impulsive synchronization of networked nonlinear dynamical systems

Haibo Jiang姜海波)

School of Mathematics, Yancheng Teachers University, Yancheng 224051, China

(盐城师范学院 数学科学学院)

Abstract: In this paper, we investigate the problem of impulsive synchronization of networked multi-agent systems, where each agent can be modeled as an identical nonlinear dynamical system. Firstly, an impulsive control protocol is designed for the multi-agent systems based on the local information of agents. Then, the analysis of the impulsive synchronization problem for networks with fixed and switching topologies is presented, respectively. Furthermore, a design scheme of the discrete instants and impulsive constants is given for network with fixed topology by the largest and the second smallest eigenvalues of the Laplacian matrix and a design procedure is given for networks with switching topologies.

 

Keywords: networked nonlinear dynamical systems; multi-agent systems; impulsive synchronization; impulsive control protocols; directed networks

 

     41. 基于ERP脑电信号的认知脑网络构建及特性分析

                               王俊松1     吴真2

                (1. 清华大学 北京 100084)(2. 天津师范大学 天津 300387

 

摘要:事件相关电位( Event-Related Potential, 简记为ERP)是由心理活动或外部刺激诱发的脑电信号,反映了认知过程中脑的神经电生理变化,是研究认知过程中脑神经机制的重要工具。基于特定认知任务相关ERP信号构建脑功能网络是脑功能网络研究的重要领域,其关键在于不同ERP信号相关性的定义与侧度。本文分别基于相关系数及形态相似性描述ERP信号间的相关性,并构建特定认知任务下的脑功能网络,进而研究其特性。基于ERP信号的脑功能网络构建为认知神经科学的研究提供了新的视角与方法。

关键词:ERP信号脑功能网络相关性

 

42.大脑神经网络:结构、功能与应用

孙俊峰,童善保

上海交通大学Med-X研究学院,上海 200030

 

随着复杂网络理论的快速发展,关于大脑神经连接网络的研究近年已兴起为一个研究热点。大脑皮层的两个主要组织原则是功能性分割(segregation,空间距离邻近的神经元彼此之间连接的概率较高)和功能性整合(integration 空间远离的神经元彼此之间连接的概率较低)。这两大组织原则正好可以由复杂网络理论中的聚类系数和特征路径长度这两个主要参数来刻画, 是复杂网络理论适用于大脑神经连接网络研究的生理基础。长的轴突投射需要付出更多的物质和能量代价,故大脑不同功能单元之间的神经元连接不如单元之内的神经元连接多,但少量的长的轴突投射已足以使神经网络具有小的特征路径长度(这一特征可使信息物质等在对应的网络上传播所需要付出的代价较小),从而使大脑达到既整体协作又局部专注的“经济的”(即少的物质和能量消耗)工作模式。这样的脑神经网络组织模式很可能是大脑长期进化的结果。现有的研究表明无论是神经结构性连接网络,还是神经功能性连接网络都表现出小世界特性,而且这种特性在个体出现神经性或精神性(如抑郁症)疾病时,其小世界特征往往出现退化,并伴随其他网络拓扑特征的变化。

    我们将在本次论坛中报告一下内容:

1,  简要介绍目前大脑神经连接网络的背景原理和构建方法;

2,  构建脑功能网络的算法研究,主要是我们在基于相位同步度量连接强度的算法研究;

3,  介绍我们课题组在大脑神经连接网络的研究结果,主要是在抑郁症患者和中风患者这两类病人的脑功能网络研究的结果。

 

     43.无标度网络度分布幂指数对社团结构的影响

王洋 胡延庆 樊瑛 狄增如

北京师范大学管理学院系统科学系,北京师范大学复杂性研究中心

北京 100875 中国

摘要:复杂网络中社团结构的分析是很重要的工具,可以帮助我们系统的认识网络的结构和功能。近年来,在探索社团结构的方面已有许多研究,但到目前为止,无标度网络度分布的幂指数对社团结构的影响还没有人研究。本文我们分析了LFR人工网以及许多实证网络,发现在其他条件相同的情况下,增加网络度分布的幂指数会使整个网络的社团结构更加清晰。另外,我们确定复杂网络中大度节点的存在会影响其社团结构。即去掉一小部分大度节点会使网络的社团结构变的清晰。这个发现会使我们更加深入的了解网络的社团结构以及在社团结构中关键节点的重要性。

44.Enhancing Synchronization in Directed

                  Complex Networks

                                 曾安

北京师范大学 系统科学系  08级硕士研究生

E-mail: zengan1127@gmail.com

导师狄增如

Abstract:

The propensity and convergence time for synchronization of complex networks with directed links is considered. We proposed a so-called residual betweenness gradient (RBG) method to enhance the synchronizability of networks by simply changing the direction of the links while keeping the entire topology and total weight unchanged. Numerical simulation shows that RBG method can effectively enhance synchronizability and avoid the synchronization failure ($\lambda_{2}^{r}/\lambda_{N}^{r}=0$) which commonly exists when using the residual degree gradient (RDG) method in [Phys. Rev. Lett. 103, 228702 (2009)]. Moreover, the RBG method is found to shorten the convergence time compared to RDG method when these two kinds of generated networks are with the same synchronizability.

 

45.选择最佳投资方案的模型研究

陈博奎1,    2,  李玉剑1,汪秉宏3

(13中国科学技术大学近代物理系 安徽 合肥 230000  2.西南科技大学信息工程学院 四川 绵阳 621000)

 摘要: 对于投资方案要同时追求收益最大和风险最小的一个多目标规划问题,本文运用线性组合的概率公式及中心极限定理推导出了保值概率的表达式。以期望回报最大化作为目标函数,保值概率不小于0.95作为约束条件,建立了一个优化模型,最终求出投资的最佳方案

关键字:正态分布  中心极限定理  回报率  保值概率  Lilliestest检验

 

46.有限能量约束下的网络导航问题研究

黎勇,周栋,胡延庆,狄增如

北京师范大学管理学院系统科学系

最近,Li 等人数值模拟发现[PRL, (2010)],在给定网络长程连边长度之和的d维空间中,当顶点之间的长程连边的概率与顶点之间的距离的d+1次方成反比时,网络具有最优的导航能力。但是,他们未能给出详细的数学分析。本文在平均场理论下,把有限能量约束下的导航问题转化成一个微分方程,在d=1的情况下,从理论上严格证明了当网络规模足够大时,有限能量约束下的最优搜索幂指数为2, 同时还对网络的规模以及约束能量大小对搜索结果的影响进行了讨论。

 

 

47.网络论坛动力学行为及其建模

胡延庆 郭然,余杰飞,狄增如

北京师范大学管理学院系统科学系

随着互联网的普及,人们在互联网上相互交流信息越来越频繁,网络论坛近年来已经成为人们获取社会信息的一种重要媒介。我们通过对网民在网络论坛,博客等大量典型的实际系统数据进行了分析。发现各种系统中帖子的浏览以及回复的数量均偏离泊松分布分布具有很明显的幂率现象。这意味着,在网络上,总存在不可忽略少量具有巨大的影响力。同时我们发现,帖子回复的时间间隔以及人们在一个网站上的群体反映时间间隔的分布也具有很强的幂率特征。这意味着,网民在网络上行为具有明显的相关性。对这些现象我们进行了详细数据分析和模型解释。

 
48.Link Prediction in Complex Networks
Tao Zhou
摘要:Link prediction in complex networks has attracted increasing attention from both physical and computer science communities. The algorithms can be used to extract missing information, identify spurious interactions, evaluate network evolving mechanisms, and so on. This paper summaries recent progress about link prediction algorithms, emphasizing on the contributions from physical perspectives and approaches, such as the random-walk-based methods and the maximum likelihood methods. Finally, we introduce some applications and outline some future challenges of link prediction algorithms.
 

49.报告题目标签网络中基于相似性算法的节点标签预测

张千明(电子科技大学)

摘要在标签网络中,对于未知标签节点的标签类别进行准确的预测是我们希望解决的课题。标签分类的方法具有一定的应用价值,比如判断一个手机用户是否产生了切换运营商(例如从移动到联通)的念头,目前标签分类的两大困难是已知分类的节点的稀疏性和网络标签的不一致性。为此,我们受到链路预测思想的启发,应用节点间的相似性对节点进行分类,即两个节点间的相似性越高它们就越倾向于拥有同一种标签:应用相似性算法计算出某未分类节点u与已分类节点之间的相似度,那么节点u标签为a的概率正比于所有标签为a的节点与u的相似性之和。我们将此方法应用于政治书籍共同购买网络中,对比了基于网络结构的共计十种方法,得到了较高的预测精度,并在一定程度上解决了稀疏性的问题。基于网络局部结构的方法不仅具有更低的计算复杂度,且几乎和基于网络全局结构的方法具有同样的精度。

 

50.链路预测中非流行边的预测

朱郁筱(电子科技大学)

摘要:

近几年,基于节点相似性的链路预测方法受到了广泛的关注,此方法的一个重要前提假设就是两个节点之间相似性越大,它们之间存在链接的可能性就越大。因此如何定义节点的相似性一直是该方法的核心问题。尽管这个框架非常简单,但是相似性定义内涵丰富,它既可以是非常简单的共同邻居的个数,也可以是包含了复杂数学物理内容的诸如随机游走的平均通讯时间或者是基于图论的矩阵森林方法。我们在4种不同网络中比较了11种基于局部信息的相似性指标在链路预测中的效果,研究发现,现有的算法大都倾向于预测出比较流行的连边,相对于其他算法,LHN指标对非流行边的预测能力要高,但是它整体预测精度不如其他算法。然而实际应用中,非流行边的信息量往往更大。另外,从网络演化的观点看,网络成熟后新出现的连边往往都是不流行的。因此,找出一种能够较好预测出非流行连边的算法是很有意义的。

51.基于有向图的城市交通堵塞分析模型

       曾宇怀

           广州地理研究所,广州市先烈中路100,510070                

摘要:

提出一种有向图模拟城市地面交通网模型。与通常的随机图模型不同的是,通过选取适当的网络模型和网络参数,通过分析其流量变化规律,反演道路网络内部的拓扑关系与结构变化。使用经典的图算法和交通工程算法的结合,使空间拓扑关系与交通流量相互关联,可计算出网络拓扑的改变导致的网络交通堵塞。本方法可以推广到水系网,城市地下网线以及其它复杂空间网络的分析研究。

关键词:有向图网络,交通流量,拓扑关系

 

52.核衰变网络的网络特性研究

      方锦清1      

(中国原子能科学研究院 102413

 

    要:利用核衰变数据库,根据核衰变方程建立核衰变网络,并通过数值计算得到了网络的累积度分布,发现其服从幂律分布;同时结合我们提出的混合网络模型LUHNM,数值模拟计算了在不同参数下网络的度分布,发现参数取为:dr = 4/1fd = 1/0gr = 1/1m = m0 = 1时生成的网络累积度分布和核衰变网络符合的最好,可近似用来刻画核衰变网络,为从复杂网络角度研究核衰变提供了新的视角。

关键词:核衰变,复杂网络,累积度分布

53.刘强:统一混合网络理论模型的动力学特性研究

刘强,方锦清,李永

(中国原子能科学研究院 北京 102413

 

    要:我们小组提出了统一混合网络理论模型3部曲:和谐混合择优模型、统一混合网络模型和统一混合变速增长网络模型,研究和分析了混合理论模型3部曲的不同特点和相互联系。进一步,我们研究混合理论模型的动力学特性,分析不同混合比对于模型的动力学特性的影响;将束晕-混沌振子作为节点的动力学方程,构造基于混合理论模型的束流输运网络,研究束晕-混沌振子的同步控制以及不同混合比对于同步控制的影响。

 

关键词:统一混合网络理论模型3部曲,束晕-混沌振子,动力学特性,同步控制

 

 



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