“复杂网络建模与优化学术研讨会”报告摘要

2014年1月20—21日,由国家自然科学基金资助、后勤工程学院基础部组织的"复杂网络建模与优化学术研讨会"在后勤工程学院召开。复杂网络科学是最近10年来新兴的交叉科学,它主要研究复杂物理、生物、社会系统等的网络表示和分析,理解网络结构如何影响系统的功能和行为。近年来,复杂网络研究在生物医学、电子商务、舆论传播、交通优化、恐怖活动预测等方面均有成功应用。在本次学术研讨会上作报告的专家均为国内外复杂网络研究领域的知名专家和优秀青年学者。主要有复杂网络领域国际知名专家、韩国成均馆大学Petter Holme教授,中国科学技术大学汪秉宏教授,电子科技大学周涛教授、荣智海教授,兰州大学吴枝喜教授,杭州师范大学张子柯教授,国防科学技术大学吕欣讲师和后勤工程学院赵静教授。经主办方和报告人同意,本刊汇集了以上专家在此次研讨会上的报告摘要,按时间顺序进行报道。     

一种基于复杂网络理论的网络空间作战效能评估指标体系框架

根据网络空间作战效能生成机理,确立了突出整体、动态、对抗特性的指标体系构建理念.针对网络空间作战的整体效能计算、动态效能分析、对抗效能量化和聚合关系构建等关键问题,提出了一种基于复杂网络理论的网络化指标体系框架,进而以实际兵棋对抗推演中的指控体系为实例构建了具体的指标体系,并进行了仿真实验.实验结果表明,所提出的指标体系框架具有合理性,在该框架下构建的指标体系能够为网络空间实际作战提供更为可靠的评估度量依据.     

分布式态势感知一致性分析与度量方法研究

一致的态势感知,是现代武器、火力系统以及部队紧耦合协同作战的基础。本文以分布式态势感知理论为依据,从系统的角度,构建了团队达成一致态势感知过程的动力学模型;以系统内部一致性、外部一致性和一致所需最短时间为指标,给出了团队态势感知一致性的度量方法。仿真结果表明,适当地提高团队内沟通的广泛度和相互作用强度,选择合适的沟通网络,对提高一致性能力有积极的作用。     

力导向模型的复杂网络社区挖掘算法

在复杂网络中发现和刻画社区结构是近年来复杂网络研究的重点方向之一。提出了一种社区挖掘的新思路,即根据力导向模型的原理,通过计算社区与节点之间的作用力来决定节点的社区归属。根据该思路设计了基于力导向模型的算法框架FDCD(Force-directed Community Detect),并利用FR模型、KK模型、LL模型和Q模型进行了验证。实验表明,基于FDCD算法框架的多种不同算法不仅能较好地识别社区结构,而且基于LL模型的FDCD算法达到了线性计算复杂度,能适用于大规模网络的社区挖掘。     

武器装备体系复杂网络模型构建算法

针对武器装备体系的复杂性和网络化趋势,在现有研究基础上构建了以目标为中心的武器装备体系对抗网,基于OODA模型分析了协同式武器装备体系和受控式武器装备体系的异同,提出了以目标为中心的受控式武器装备体系连接结构的构建算法。最后实例验证了算法的可行性,为构建武器装备体系网络提供了新思路。     

基于复杂网络理论的航材配送网络抗毁性分析

航材配送是航材保障工作的重要环节,科学地构建航材配送网络是提高航材保障效率的前提和基础。深入开展航材配送网络研究,对提高航材保障工作效益具有重要意义。针对航材配送网络节点繁多、线路交错的特点,分析了航材配送网络的复杂特性,构建了基于复杂网络理论的航材配送网络模型,设计了航材配送网络的拓扑特征参数,研究了航材配送网络的抗毁性。理论分析和实验结果表明,随机攻击时航材配送网络的抗毁性要大于选择性攻击,节点选择攻击时航材配送网络的抗毁性小于边选择攻击。     

基于多元高斯声束模型的圆柱体三维声场仿真

结合圆柱体工件内部缺陷超声检测的实际情况,采用多元高斯声束模型仿真了检测时超声波的三维声场分布。针对水浸式超声检测原理,将超声传播的过程分解成探头发射、液体耦合介质中的传播、液固界面处的传播和固体工件中的传播等4个阶段,建立了传播过程中的声场模型并得出仿真结果.分析了三维坐标体系中不同方向的声场变化情况,结果表明采用多元高斯声束模型模拟三维声场的有效性和准确性,研究的结果对于实际圆柱体工件的内部缺陷检测提供理论依据。     

基于CAS理论的海上编队作战指挥优化控制问题研究

针对当前提高基于信息系统的体系作战能力客观要求,运用复杂自适应系统理论分析了信息化条件下的海上编队作战指挥控制问题,提出了基于CAS理论的海上编队作战指挥优化控制结构模型,并给出了信息化条件下编队指挥所的作战指挥决策流程,从而为有效构建信息化编队作战指挥体系、提高作战指挥能力奠定了理论基础。     

复杂虚拟训练仿真系统设计研究北大核心

为了满足信息化条件下复杂装备虚拟训练的需求,在阐述了装备虚拟训练仿真系统的分类的基础上,将训练与试验使能体系结构与高层体系结构进行对比分析,建立了基于二者相结合的系统运行支撑总体框架,描述了训练系统所包含的岗位教学演示、单兵与协同岗位训练、指挥视角监测等基本功能,设计了仿真系统的数据交互与工作流程,并结合虚拟训练仿真系统的实例,说明系统的实现形式。     

受互联网思路启发的电力系统重要节点评估算法

对电力系统中重要节点进行有效区分,有助于在资源有限的条件下对重要节点施加额外保护或改变拓扑结构,从而提高系统鲁棒性、降低事故发生的概率。受网页排序算法启发,提出电气链接结构分析的随机方法(electrical stochastic approach for link structure analysis, E-SALSA)用于电力系统重要节点评估。该算法综合考虑了电力系统拓扑结构、潮流等因素对节点的影响,能够有效反映电力系统的真实情况,并且其特点更符合电力系统背景。在IEEE300节点电力系统中,使用失负荷规模和最大子群规模两个指标对E-SALSA算法与电气介数算法、基于共同引用的超链接引导的主题搜索(model based on co-citation hypertext induced topic search, MBCC-HITS)算法进行了对比分析。结果证明E-SALSA算法相比电气介数算法在两个指标上都具有优势,相比MBCC-HITS算法能够更综合考虑各方面因素对节点的影响,进而证明了E-SALSA算法的合理性、有效性。