网络上的资源优化配置及其渗流行为

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本文包括三个方面的研究工作:一是关于资源优化配置问题在稀疏网络,无标度网络以及小世界网络上的应用;另一是资源优化配置问题在规则网络上的渗流问题;最后我们探讨了影响资源优化配置成本的一些关键因素。其主要内容和结果如下: 1.以资源优化配置问题在稀疏网络上的研究理论为基础,我们将资源优化配置问题应用于更为贴近现实网络的无标度网络和小世界网络,对资源的初始分配方式做了改进,从而取得了一些有意义的结果。目前在稀疏网络上研究资源优化配置问题已经得到了许多很有价值的结果。但是由于稀疏网络中每个节点的近邻数相同,这使得稀疏网络相对于实际网络有着很大的局限性。研究证实无标度网络和小世界网络能够更好的体现现实网络的许多特性,因此我们将资源优化配置问题应用到这两种网络上,并且根据网络中节点的近邻数的不同重新分配资源.本文对资源的初始分配采取两种方式,首先将网络中的节点按照近邻数从大到小排列,然后将资源按照从大到小和从小到大两种顺序分配给他们。在网络资源达到优化配置时,我们发现第二种资源初始分配方式比第一种更为高效更为合理,所需的成本远比第一种分配方式小,对于这一结果我们给予了合理的解释。 2.以传统的规则正方晶格随机渗流理论为基础,将资源优化配置问题引入其中,研究其中的渗流问题并得到相应的临界点和临界指数.在资源优化过程中形成的路径可以看成随机键渗流中形成的连通图,当我们以不同的高斯平均值给系统节点分配资源时,存在一个特殊的值使得系统达到资源优化配置时形成的连通路径能够跨越整个系统,这个值即为渗流临界点。利用有限尺寸标度理论,可以求得这个临界值以及相应的临界指数.我们发现,这些临界指数和随机渗流理论中得到的临界指数几乎一致. 3.通过规则网络、稀疏网络、无标度网络以及小世界网络上资源优化配置问题的比较,探讨影响资源优化配置成本的关键因素.我们发现资源优化配置的成本受到网络的连接数,网络的结构以及资源分配方式的影响。不同的网络结构之间也存在优劣性,在无标度网络上采取资源按从大到小的顺序分配给连接数从小到大的节点,这个分配方式是优化成本最低的方式。
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