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時(shí)間：2023-06-05 15:33:43
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
一、引言
網(wǎng)絡(luò)可以用來(lái)描述從生物到社會(huì)的各類(lèi)真實(shí)系統(tǒng)，其中節(jié)點(diǎn)表示真實(shí)系統(tǒng)中不同的個(gè)體或組織，而邊則表示個(gè)體或組織之間的聯(lián)系。近年來(lái)，國(guó)際科學(xué)界對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)證的研究做了大量的工作，很多國(guó)際一流的刊物如Nature、Science等都陸續(xù)刊發(fā)了大量復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究論文，研究所涉及的網(wǎng)絡(luò)有：科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、新陳代謝網(wǎng)絡(luò)等。但綜觀(guān)這些論文，沒(méi)有學(xué)者對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究。
英國(guó)是世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)之一，其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值在西方國(guó)家中居前列。2002年，英國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模居世界第四，是世界第二大海外投資國(guó)，同時(shí)是世界第四大貿(mào)易國(guó)。英國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)與其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有重要的關(guān)聯(lián)。本文試圖從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度對(duì)英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究。因此，本文以英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)抽象為由產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)間聯(lián)系所組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，把產(chǎn)業(yè)看作是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，將產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系看作是網(wǎng)絡(luò)中的邊，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特征，分析其具有的復(fù)雜性，希望為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和優(yōu)化提供決策依據(jù)。
二、英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
產(chǎn)業(yè)是同類(lèi)企業(yè)的總和，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由許多的產(chǎn)業(yè)部門(mén)組成，各產(chǎn)業(yè)部門(mén)之間相互依存、相互聯(lián)系、相互作用，共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。本文研究的英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)由123個(gè)產(chǎn)業(yè)組成。所利用的數(shù)據(jù)來(lái)自英國(guó)2002年價(jià)值型投入產(chǎn)出表。為研究方便，對(duì)數(shù)據(jù)有以下說(shuō)明：
1.不考慮本產(chǎn)業(yè)對(duì)本產(chǎn)業(yè)的中間投入，只有這樣建立起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)才不是一個(gè)自環(huán)的網(wǎng)絡(luò)。
2.引入消耗系數(shù)的臨界值并進(jìn)行無(wú)向化處理。臨界值的計(jì)算過(guò)程如下：首先，計(jì)算出所有的直接消耗系數(shù)，其計(jì)算公式如下：
三、網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)特性
網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)特征有：平均最短距離、平均簇系數(shù)、度分布、度-度相關(guān)性、度-簇相關(guān)性、點(diǎn)介數(shù)。
1.平均最短距離
在英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，最短距離表示任意兩個(gè)產(chǎn)業(yè)之間最少的邊的數(shù)目。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平均最短距離則是對(duì)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)的最短距離的平均。其公式如下：
經(jīng)過(guò)計(jì)算得到英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的簇系數(shù)為0.478，表現(xiàn)出聚集性。由于該網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具小的平均最短距離和較大的簇系數(shù)，因此可以認(rèn)為它是一個(gè)小世界網(wǎng)絡(luò)。
3.度分布
節(jié)點(diǎn)的度是指與此節(jié)點(diǎn)連接的邊的數(shù)量，所有節(jié)點(diǎn)的度的平均值稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的平均度。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度分布可以用分布函數(shù)p(k)來(lái)表示，p(k)被定義為隨機(jī)地選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)恰好有K條邊的概率，或者等價(jià)地描述為網(wǎng)絡(luò)中度為K的節(jié)點(diǎn)數(shù)占網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)總數(shù)的比例。
根據(jù)英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算，可以得到網(wǎng)絡(luò)的平均度為16.8，即每個(gè)產(chǎn)業(yè)平均連接17個(gè)其他的產(chǎn)業(yè)。英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的度分布，如圖1所示。
圖1為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示點(diǎn)序號(hào)，縱坐標(biāo)表示節(jié)點(diǎn)度。由圖1可見(jiàn)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)度服從雙段冪律分布，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行雙段擬合，得到的擬合斜率分別為-0.2778和-5.8826。
4.度-度相關(guān)性
度-度相關(guān)性表現(xiàn)的是節(jié)點(diǎn)之間相互選擇的偏好性。一個(gè)節(jié)點(diǎn)i所有鄰近節(jié)點(diǎn)的平均度記為
根據(jù)公式(3-7)可計(jì)算出123個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的介數(shù)Bi，點(diǎn)介數(shù)分布如圖4所示。
由圖4可知，點(diǎn)介數(shù)分布服從冪律分布，介數(shù)大的節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少，介數(shù)小的節(jié)點(diǎn)數(shù)目教多，大部分節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)介數(shù)均處在0.039832和0.01639之間，這些節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的影響較小。表中展示了介數(shù)值排名前10位的產(chǎn)業(yè)，由于點(diǎn)介數(shù)反映了其在網(wǎng)絡(luò)中的影響力，那如果把表1中的任何幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或全部節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)中刪除，則會(huì)極大地影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。
四、結(jié)論與展望
以產(chǎn)業(yè)部門(mén)為節(jié)點(diǎn)的英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)小世界網(wǎng)絡(luò)，具有短的平均路徑長(zhǎng)度和大的簇系數(shù)，且其度分布服從雙段冪律分布。網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出負(fù)的度度相關(guān)性，表明度大的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先連接度小的節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，此網(wǎng)絡(luò)具有正的度簇相關(guān)性，說(shuō)明度大的產(chǎn)業(yè)比度小的產(chǎn)業(yè)更傾向與集聚成團(tuán)。
本文只是對(duì)英國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無(wú)向性質(zhì)的一個(gè)初步研究，在后續(xù)的研究工作中會(huì)深入研究邊的方向及邊權(quán)、點(diǎn)權(quán)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的影響。除此之外，還將對(duì)比各國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，從而對(duì)各國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和同一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行比較，進(jìn)而能夠采取措施促進(jìn)整個(gè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)或單個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等。
參考文獻(xiàn)：
[1]周濤柏文潔等:復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究概述[J].物理，2005，(1):31～36
[2]Newman M E J．The structure and function of complex networks[J]. SIAM Review，2003，45：167～256
[3]Wang X F．Complex networks: Topology, dynamics and synchronization[J].Int J Bifureation & Chaos, 2002,12:88～916
[4]Albert R，Barabasi A-L．Statistical mechanics of complex networks[J].Rev．Mod．PhyS，2002，74：47～97
[5]劉宏鯤周濤:中國(guó)城市航空網(wǎng)絡(luò)的實(shí)證研究與分析[J] .物理學(xué)報(bào)，2007，(1):106～113
[6]鄭金連狄增加:復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究與復(fù)雜現(xiàn)象[J].系統(tǒng)辨證學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(4):8～13
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常信息生活中，本文將對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展與基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行介紹。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的研究工作自身則具有比較鮮明的跨學(xué)科特色，在研究過(guò)程中會(huì)遇到許多難點(diǎn)，本文重點(diǎn)探討在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用中，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的模型與特性。
1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)即是一種具有內(nèi)部相似性、有組織的網(wǎng)絡(luò)形式。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性體現(xiàn)在以下六個(gè)方面:第一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部包含了數(shù)量巨大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列與組合可以形成不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)出來(lái)的特征也是多種多樣的;第二，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)消失或產(chǎn)生的過(guò)程，比如鏈接或網(wǎng)頁(yè)可能隨時(shí)出現(xiàn)或消失，其根本目則在于提高復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性，體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化的特點(diǎn);第三，連接多樣性。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中由于不同節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)不同，所采用的連接形式也存在較大的差異;第四，動(dòng)力學(xué)復(fù)雜性。在不同結(jié)構(gòu)特征的表現(xiàn)下，不同節(jié)點(diǎn)之間會(huì)體現(xiàn)出一定的復(fù)雜性特點(diǎn);第五，節(jié)點(diǎn)多樣性。節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)中十分重要的組成部分是網(wǎng)絡(luò)不中同事物的一個(gè)具體體現(xiàn)，由于不同計(jì)算機(jī)設(shè)備之間存在著巨大的差異，這就造成節(jié)點(diǎn)的差異，體現(xiàn)出節(jié)點(diǎn)多樣性的特點(diǎn);第六，多重復(fù)雜性融合。這種表現(xiàn)就是以上五點(diǎn)綜合起來(lái)所形成的特點(diǎn)，這種綜合性的特點(diǎn)直接決定了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
2復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的應(yīng)用
2．1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同步行為研究
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中最常見(jiàn)的現(xiàn)象是同步行為，不同節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲g在內(nèi)部關(guān)系上也存在著比較明顯的同步性?xún)A向，然而對(duì)于部分特殊情況來(lái)說(shuō)，同步行為可能并不利于提升用戶(hù)的使用體驗(yàn)，甚至?xí)?duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與計(jì)算造成干擾。隨著當(dāng)前我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，許多網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息需要由同一臺(tái)路由器進(jìn)行傳送，不可避免地出現(xiàn)同步現(xiàn)象，所產(chǎn)生的同步行為包含兩種，其中一種是路由信息同時(shí)生成，另一種是路由信息同時(shí)中止，第一種同步行為可能造成局域網(wǎng)絡(luò)擁堵，另一種行為而會(huì)造成局域網(wǎng)絡(luò)癱瘓。隨著各大通信企業(yè)已經(jīng)會(huì)對(duì)這方面的問(wèn)題提出了大量的解決方案，但到日前為止，還能夠哪一種方法能夠徹底糾正同步行為所造成了危害。
2．2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫袨榈难莼Ｐ?/p>
當(dāng)前世界范圍內(nèi)所廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ椭饕瑑煞N，其中一種是局部演化模模型，另一種是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模式。通過(guò)自治域與路由器兩個(gè)層面對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行刻畫(huà)。在路由器層面，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)路由器體現(xiàn)出來(lái)，路由器設(shè)備的連接即是網(wǎng)絡(luò)邊際。在自治域?qū)用妫煌?jié)點(diǎn)之間的連接通過(guò)邊界網(wǎng)關(guān)體現(xiàn)出來(lái)。
2．3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷募茉O(shè)基礎(chǔ)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫螒B(tài)結(jié)構(gòu)當(dāng)中所具有的各種形態(tài)結(jié)構(gòu)都需要圖2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在單獨(dú)的搭建標(biāo)準(zhǔn)與適用環(huán)境中才能夠發(fā)揮作用，在傳輸技術(shù)方面，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包含兩大類(lèi)，分別是廣泛散播方式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳播方式，這兩種傳播方式都一定程度會(huì)干擾至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫袨?，即使要?duì)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，也需要在數(shù)據(jù)資源充足的條件下才能夠發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析技術(shù)的調(diào)整作用，只有在數(shù)據(jù)庫(kù)能夠采集至網(wǎng)際間信息數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)才能夠投入應(yīng)用。
2．4病毒防治方法
做好網(wǎng)絡(luò)安全工作本質(zhì)上就是綜合運(yùn)用各種手段解除病毒或是抵抗病毒，最大程度上將病毒對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的破壞降到最低限度。已往所采用的防毒措施是在特定網(wǎng)絡(luò)病毒傳播模型的基礎(chǔ)上，平等對(duì)待全部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)選取，然而這種防毒方法所體現(xiàn)出來(lái)的局限性是十分明顯的，無(wú)法防止病毒進(jìn)一步的蔓延。而單位計(jì)算機(jī)出現(xiàn)病毒感染的概率比較低，一旦發(fā)生感染，病毒侵犯的面積則可能會(huì)十分龐大，防御計(jì)算機(jī)病毒工作即是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，程序設(shè)計(jì)人員可以制作一個(gè)病毒傳播模型，依照人們對(duì)于病毒傳播原理的有關(guān)見(jiàn)解，產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與病毒傳播原理相互作用，對(duì)病毒的蔓延起到阻止作用，其中重點(diǎn)的研究?jī)?nèi)容是延緩病毒傳播速度與防御病毒兩個(gè)方面。
3復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的應(yīng)用前景
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論需要仍處于比較初級(jí)的發(fā)展階段，但在人類(lèi)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)世界的理解與認(rèn)識(shí)上，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)起到了理論豐富與知識(shí)拓展的作用?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，在當(dāng)前社會(huì)全面進(jìn)行信息化時(shí)間的大背景下，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論所發(fā)揮出來(lái)的重要作用是其他理論與技術(shù)不可替代的，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相結(jié)合，可以在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)形成一套固定的規(guī)律并投入到技術(shù)應(yīng)用中，在有關(guān)研究成果與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累下，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率，改善用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)信息應(yīng)用體驗(yàn)。
4結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有系統(tǒng)復(fù)雜性與規(guī)模龐大性?xún)煞矫娴奶攸c(diǎn)，通過(guò)已往所采用的排列與組織方法很難理清龐大且復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這就需要針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)形成一套理論體系，即復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，通過(guò)這種理論，人們可以通過(guò)一種更加快捷、更加簡(jiǎn)單的方式來(lái)刻畫(huà)出計(jì)算機(jī)拓?fù)湫袨?，使人們能夠發(fā)現(xiàn)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫袨榈姆椒?，推?dòng)網(wǎng)絡(luò)信息的合理化發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
一、引言
在1978年之前，中國(guó)一直實(shí)行建立于社會(huì)主義制度上的經(jīng)濟(jì)和金融系統(tǒng)。中國(guó)人民銀行（PBC）不僅發(fā)行貨幣，而且是國(guó)家經(jīng)濟(jì)計(jì)劃的中心。從1979到1992年經(jīng)歷了第一階段的改革，形成了兩個(gè)銀行體系，從中國(guó)人民銀行（中央銀行）中分離出四大國(guó)有銀行。當(dāng)時(shí)四大國(guó)有銀行之間的功能高度細(xì)分，明確的分工范圍使它們互相之間并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)。1992年之后，為了提高銀行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，政府建立了新的小以及中等大小的商業(yè)銀行。在這一階段，四大國(guó)有銀行仍處于壟斷地位，與其他商業(yè)銀行之間的競(jìng)爭(zhēng)并不明顯。在1994年又先后建立三家政策性銀行（國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行，中國(guó)進(jìn)出口銀行，中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行）將政策性業(yè)務(wù)從商業(yè)銀行中分離開(kāi)來(lái)。在這一階段還建立了城市商業(yè)銀行，農(nóng)村商業(yè)銀行，農(nóng)村信用合作社，郵政儲(chǔ)蓄銀行等，使中國(guó)銀行業(yè)形成了多層次的銀行體系。多層次的銀行體系使銀行業(yè)務(wù)重復(fù)并且交叉混合，而企業(yè)與銀行的關(guān)系也逐漸改變，企業(yè)融資向多銀行信用關(guān)系轉(zhuǎn)變，銀行與銀行之間的競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。
自從Watts[1]等提出了小世界網(wǎng)絡(luò)，Barabási[2]等提出了無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的應(yīng)用已經(jīng)逐漸滲透到自然，工程，生物，物理，社會(huì)科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。Allen[3]等應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)金融問(wèn)題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)銀行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的傳播程度以及傳播途徑具有一定影響。Souma[4]等將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用于日本經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，構(gòu)建了包含銀行和企業(yè)兩種類(lèi)型節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)銀行網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)度特性，度分布服從冪率分布。萬(wàn)陽(yáng)松[5]等對(duì)銀行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)銀行間市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)具有同質(zhì)性的特征。厲浩[6]等通過(guò)應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)銀行間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，構(gòu)建了隨機(jī)-無(wú)標(biāo)度混合演化網(wǎng)絡(luò)模型和擴(kuò)展隨機(jī)-無(wú)標(biāo)度演化網(wǎng)絡(luò)模型，研究發(fā)現(xiàn)隨著銀行間市場(chǎng)的擇優(yōu)行為程度的增加，網(wǎng)絡(luò)會(huì)從隨機(jī)演化網(wǎng)絡(luò)向BA無(wú)標(biāo)度演化網(wǎng)絡(luò)演化。
以上大量國(guó)內(nèi)外研究表明，銀行網(wǎng)絡(luò)的確存在典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，如無(wú)標(biāo)度特征，集聚性特征，層次結(jié)構(gòu)特征等。而采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)銀行競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的研究卻比較少，本文通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法，以滬深A(yù)股上市公司長(zhǎng)期貸款數(shù)據(jù)為研究樣本構(gòu)建銀行競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)模型和加權(quán)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型。研究銀行網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬性，分析銀行競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)，有利于描述銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，促進(jìn)銀行業(yè)的有效競(jìng)爭(zhēng)和健康發(fā)展，對(duì)維護(hù)銀行系統(tǒng)穩(wěn)定以及規(guī)范銀行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)行為有一定意義。
二、銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建
（一）銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)模型
銀行與企業(yè)的信用關(guān)系可以構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中包含企業(yè)與銀行兩個(gè)對(duì)象，所以稱(chēng)為二分網(wǎng)絡(luò)（bipartite network），又稱(chēng)為隸屬網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)映射的方式使銀行與企業(yè)信用關(guān)系的二分網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為只有銀行這一個(gè)對(duì)象存在的銀行競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中以銀行為節(jié)點(diǎn)，如果兩家銀行與相同的公司存在信用關(guān)系，則就在這兩家銀行之間連一條邊表示銀行之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，從而構(gòu)建出銀行競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)模型。數(shù)學(xué)表達(dá)式為，其中代表銀行集合，代表銀行，代表銀行之間貸款競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的鄰接矩陣。
（二）加權(quán)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型
不同的銀行具有不同的能力以及影響力，從而形成了在市場(chǎng)上不同的競(jìng)爭(zhēng)地位。對(duì)于一個(gè)銀行來(lái)說(shuō)，面對(duì)地位不同的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其感受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力也是不同的。因此引入了市場(chǎng)共同度的概念。市場(chǎng)共同度（market commonality）[7]是指目標(biāo)企業(yè)A和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手企業(yè)B共享市場(chǎng)的程度。根據(jù)市場(chǎng)共同度的概念，采用銀行貸款額對(duì)銀行間的競(jìng)爭(zhēng)壓力進(jìn)行量化。從而在銀行競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，將銀行間的競(jìng)爭(zhēng)壓力作為邊權(quán)構(gòu)建加權(quán)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型（weighted competitive relationship network）。市場(chǎng)共同度如下式所示
（1）
其中， 為銀行B相對(duì)于銀行A的市場(chǎng)共同度；k為向銀行貸款的公司，k=1，2，3…；PAK為銀行A貸款給公司k的金額；PBK為銀行B貸款給公司k的金額；PA為銀行A的貸款額總和，Pk為公司k的貸款額總和。PAk/PA是k公司在A銀行的貸款額占A銀行總貸款額的比例，表示k公司的貸款對(duì)于A銀行的重要程度；PBk/Pk是k公司在B銀行的貸款額占k公司的總貸款額，表示B銀行的入侵規(guī)模。所以銀行B相對(duì)于銀行A的市場(chǎng)共同度為銀行B在所有公司貸款業(yè)務(wù)上給A公司施加的壓力，即B銀行給A銀行帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)壓力。
三、樣本數(shù)據(jù)的選擇與說(shuō)明
數(shù)據(jù)的可獲得性是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)方面進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模所面臨的困難之一，其原因有兩個(gè)，首先個(gè)人難以獲得并收集大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)；其次一些涉及營(yíng)業(yè)額，利潤(rùn)，市場(chǎng)份額的數(shù)據(jù)屬于商業(yè)機(jī)密無(wú)法獲取，這導(dǎo)致了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)這種需要一定數(shù)據(jù)量的分析方法無(wú)法應(yīng)用于許多經(jīng)濟(jì)商業(yè)領(lǐng)域。為了保證數(shù)據(jù)的權(quán)威性，合法性以及代表性，本文研究的銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)樣本是滬深A(yù)股上市公司在2012年的銀行長(zhǎng)期借款。這保證了數(shù)據(jù)的可獲得性，短期借款受客觀(guān)條件如金融大環(huán)境，信貸政策，和主觀(guān)條件如公司的經(jīng)營(yíng)情況的影響較大，而長(zhǎng)期借款則減少了這些影響。
根據(jù)前述的競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)建模規(guī)則，利用樣本數(shù)據(jù)，構(gòu)建了銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)圖。其中包括一個(gè)最大連通子網(wǎng)絡(luò)和兩個(gè)孤立點(diǎn)，兩個(gè)孤立點(diǎn)分別屬于城市商業(yè)銀行和農(nóng)村信用合作聯(lián)社，它們都只向一家公司發(fā)放貸款，而相對(duì)的公司也只與這一家銀行存在信貸關(guān)系。
四、銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)模型特征分析
（一）節(jié)點(diǎn)度及節(jié)點(diǎn)度分布
節(jié)點(diǎn)度，簡(jiǎn)稱(chēng)為點(diǎn)度（degree）指一個(gè)頂點(diǎn)擁有的連線(xiàn)數(shù)量，即
（2）
其中N為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集合。在銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)代表銀行的節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)度越高，表示銀行的競(jìng)爭(zhēng)力能直接影響和支配更多的銀行，所以這個(gè)節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中擁有更高的地位以及重要性。在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)最大度為76，為中國(guó)銀行，最小點(diǎn)度為1，為天津銀行，南京銀行等，平均值為14。通過(guò)軟件對(duì)節(jié)點(diǎn)度分布經(jīng)行擬合，得到節(jié)點(diǎn)度分布的冪率指數(shù)為，可決系數(shù)。因此節(jié)點(diǎn)度符合冪率分布。
（二）節(jié)點(diǎn)度與節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度相關(guān)性分析
節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度（vertex strength），也稱(chēng)為點(diǎn)權(quán)，指與節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的邊權(quán)之和，即
（3）
其中，Ni為節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)集合，Wij為連接節(jié)點(diǎn)i和j之間邊的權(quán)重。加權(quán)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型是在銀行競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)之上，根據(jù)銀行間的市場(chǎng)共同度為邊權(quán)構(gòu)建起來(lái)的，節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度表現(xiàn)了不同銀行貸款的競(jìng)爭(zhēng)能力。節(jié)點(diǎn)度與節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度之間的相關(guān)系數(shù)可以衡量與銀行貸款有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的銀行數(shù)目和該銀行競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力之間的相關(guān)程度。節(jié)點(diǎn)度-節(jié)點(diǎn)入度權(quán)相關(guān)系數(shù)為0.878，大于0，表現(xiàn)出強(qiáng)相關(guān)，節(jié)點(diǎn)度-節(jié)點(diǎn)出度權(quán)相關(guān)系數(shù)為-0.230，小于0，表現(xiàn)出弱相關(guān)。即指在市場(chǎng)中銀行所擁有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)量與其施加于對(duì)手的競(jìng)爭(zhēng)壓力強(qiáng)正相關(guān)，而銀行所擁有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)量與其所受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力弱負(fù)相關(guān)。這表明銀行的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力越強(qiáng)，就有越多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而收到越少的競(jìng)爭(zhēng)壓力；并且，銀行的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力越弱，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手越少，而受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力卻越強(qiáng)。
（三）同配性
為了研究銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)是否具有同配性，從節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)平均度進(jìn)行研究。鄰點(diǎn)平均度（ANND，Average Nearest-Neighbor Degree）[8]是指與節(jié)點(diǎn)i相鄰的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)度的平均值，可以用于度量節(jié)點(diǎn)的鄰接節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的連接程度。點(diǎn)度大的銀行與點(diǎn)度大的銀行進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象稱(chēng)為同配性；而節(jié)點(diǎn)度大的銀行與節(jié)點(diǎn)度小的銀行進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象稱(chēng)為異配性。在銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中分析鄰點(diǎn)平均度與節(jié)點(diǎn)度的相關(guān)性，ND-ANND相關(guān)系數(shù)為-0.593，小于0，說(shuō)明銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)為異配性網(wǎng)絡(luò)，存在節(jié)點(diǎn)度大的銀行與節(jié)點(diǎn)度小的銀行競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象。這可以在銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中存在緊密聯(lián)系著的并且擁有較大的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力銀行云集團(tuán)，而這些擁有較大競(jìng)爭(zhēng)力的銀行同時(shí)也與較小的銀行存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
（四）聚類(lèi)系數(shù)
我們發(fā)現(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)中存在節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)互為鄰點(diǎn)的情況，這種性質(zhì)稱(chēng)為集聚性，網(wǎng)絡(luò)的集聚性可以用網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)系數(shù)（Network clustering coefficient）加以描述。網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)系數(shù)可以通過(guò)各個(gè)頂點(diǎn)的頂點(diǎn)聚類(lèi)系數(shù)計(jì)算出來(lái)。頂點(diǎn)聚類(lèi)系數(shù)指在該頂點(diǎn)的鄰點(diǎn)中，直接相連的鄰點(diǎn)對(duì)占所有可能存在的鄰點(diǎn)對(duì)的比例。即
（4）
其中 表示與節(jié)點(diǎn)直接相連的節(jié)點(diǎn)數(shù)， 表示 在個(gè)節(jié)點(diǎn)間可能存在的最大邊數(shù)， 表示實(shí)際存在的邊數(shù)。由此可見(jiàn)，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少擁有兩個(gè)鄰點(diǎn)才能夠算出頂點(diǎn)聚類(lèi)系數(shù)。網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)系數(shù)為所有頂點(diǎn)聚類(lèi)系數(shù)的平均值，即
（5）
C的取值在0到1之間，當(dāng)C=1時(shí)表示在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)兩兩之間都直接連接。銀行競(jìng)爭(zhēng)貸款網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)系數(shù)為0.40349，數(shù)值較大。這反映出銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)化程度較大，一個(gè)銀行的對(duì)手銀行之間互相也存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，說(shuō)明銀行之間存在較為激烈的競(jìng)爭(zhēng)，這也說(shuō)明銀行貸款客戶(hù)的重合性非常高，銀行之間的競(jìng)爭(zhēng)趨向同質(zhì)化。
（五）平均最短路徑長(zhǎng)度
網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)歷邊數(shù)最少的一條簡(jiǎn)單路徑的邊數(shù)稱(chēng)為兩節(jié)點(diǎn)之間的距離[9]。網(wǎng)絡(luò)的直徑D定義為所有距離中的最大值。平均最短路徑長(zhǎng)度L定義為所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間距離的平均值，即
（6）
其中N為節(jié)點(diǎn)數(shù)， 為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的距離。銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)直徑為4，平均最短距離為1.97875，這表明在銀行競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)銀行平均只需要通過(guò)2個(gè)中間銀行就能找到有與之有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的其他銀行。其平均最短距離較小，而聚類(lèi)系數(shù)較大，說(shuō)明銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)具有小世界特征。
五、結(jié)論
本文以滬深A(yù)股上市公司2012年的銀行長(zhǎng)期借款為樣本構(gòu)建了銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系共同網(wǎng)絡(luò)模型，并以此為基礎(chǔ)將市場(chǎng)共同度構(gòu)建作為邊權(quán)構(gòu)建了加權(quán)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型。實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)銀行競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)度服從冪率分布；點(diǎn)度-節(jié)點(diǎn)入度權(quán)為強(qiáng)相關(guān)，節(jié)點(diǎn)度-節(jié)點(diǎn)出度權(quán)為弱相關(guān)；較大的集聚系數(shù)與較小路徑長(zhǎng)度表明此網(wǎng)絡(luò)具有小世界特性；通過(guò)對(duì)銀行競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)國(guó)有大型商業(yè)銀行在銀行系統(tǒng)中仍然擁有較高地位，雖然競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手眾多但是受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力卻并不大，全國(guó)股份制商業(yè)銀行內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，受到較大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及銀行競(jìng)爭(zhēng)的趨向同質(zhì)性，國(guó)有大型銀行的影響力將會(huì)下降，將有更多的全國(guó)股份制商業(yè)銀行加入網(wǎng)絡(luò)的核心集團(tuán)對(duì)銀行系統(tǒng)產(chǎn)生更大的影響力。
本文只采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)銀行貸款競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系進(jìn)行了初步的探索，僅僅分析了其網(wǎng)絡(luò)模型的一些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬性，還有許多問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究，比如銀行競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)模型的演化機(jī)制，銀行競(jìng)爭(zhēng)地位的變化對(duì)貸款定價(jià)的影響，對(duì)銀行間風(fēng)險(xiǎn)的分擔(dān)以及對(duì)整個(gè)銀行系統(tǒng)的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1] Duncan J Watts，Steven H Strogatz .Collective dynamics of‘small-world’networks [J].Nature，1998，393（6684）：440-442.
[2] Albert-Laszlo Barabási，R Albert .Emergence of scaling in random networks [J].Science，1999，286（5439） ：509-512.
[3] Allen F，D Gale.Financial Contagion [J].Journal of Political Economy，2000（108）：1-33.
[4] Souma W，F(xiàn)ujiwara Y，Aoyama H .Complex Networks and Economics [J].Physica A：Statistical Mechanics and its Applications，2003，324（1/2）：396-401.
[5] 萬(wàn)陽(yáng)松，，陳曉榮 .復(fù)雜銀行網(wǎng)絡(luò)的宏觀(guān)結(jié)構(gòu)模型及其分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，41（7）：l161-1164.
[6] 厲浩，陳庭強(qiáng)，何建敏 .復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的銀行間市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化模型[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，14（2）：71-76.
[7] Mcpherson M .An ecology of affiliation [J].American Sociological Review，1983，48（4）：519-532
引言
區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展涉及諸多相互關(guān)系復(fù)雜的因素，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。建立區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型對(duì)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)價(jià)，才能充分厘清目前區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的程度，從而找到發(fā)展存在的差距，為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略、政策、方針的制訂和執(zhí)行提供決策支持，提高區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)能力，因此區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)的研究有著一定的理論意義和實(shí)踐意義。
我國(guó)學(xué)者對(duì)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)的現(xiàn)有研究成果較為豐富，為后續(xù)的研究提供了一定的研究思路及方法供參考，但通常是區(qū)內(nèi)和區(qū)際協(xié)調(diào)發(fā)展分別評(píng)價(jià)，沒(méi)有體現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的整體性。而區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展是構(gòu)成區(qū)域的城市之間共同協(xié)調(diào)發(fā)展的狀態(tài)。城市網(wǎng)絡(luò)是由城市和城市之間關(guān)系所組成的復(fù)雜性網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法研究城市網(wǎng)絡(luò)以對(duì)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，更能夠體現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，也能更好地反映區(qū)域中城市內(nèi)部的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r和城市與城市之間的發(fā)展差異。
基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型
（一）城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
經(jīng)濟(jì)引力論指出區(qū)域城市之間存在引力場(chǎng)使得各城市彼此相互吸引，城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中運(yùn)用引力模型的方法計(jì)算城市之間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，其計(jì)算方法為：，其中，Rij表示城市i對(duì)城市j的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，P和G分別代表城市非農(nóng)業(yè)人口數(shù)和地區(qū)生產(chǎn)總值，kij為修正參數(shù)。根據(jù)該公式可以計(jì)算出各城市之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系值，以城市為節(jié)點(diǎn)，城市之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系值為邊可以構(gòu)建有向加權(quán)的城市網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣的元素就為Rij。
（二）城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)價(jià)
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究和選取，從PageRank指標(biāo)的原理出發(fā)，借鑒邵晶晶等（2009）對(duì)PageRank算法的改進(jìn)，本文提出適用于計(jì)算城市網(wǎng)絡(luò)中城市節(jié)點(diǎn)重要度的算法，這里稱(chēng)之為CN NodeRank算法。用CN（v）表示節(jié)點(diǎn)v的重要度，CN NodeRank算法的計(jì)算方法為：
（三）城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益評(píng)價(jià)
城市節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益評(píng)價(jià)是對(duì)城市內(nèi)部各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，即區(qū)內(nèi)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行分析和總結(jié)，遵循評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的基本原則，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、科技創(chuàng)新、資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)五個(gè)維度下選取了24個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)， 構(gòu)建了城市發(fā)展效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后運(yùn)用主成分分析法來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益評(píng)價(jià)得分。城市節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。
本文利用主成分分析法進(jìn)行分析，具體步驟如下：
1.評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)量綱化。由于反映城市協(xié)調(diào)發(fā)展水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)在數(shù)量級(jí)和量綱上存在較大差異，且有正負(fù)指標(biāo)之分，直接用于研究會(huì)為分析和建模帶來(lái)困難，因此有必要對(duì)收集到的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，使評(píng)價(jià)指標(biāo)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
假設(shè)城市協(xié)調(diào)發(fā)展效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)共有n組，且每一組都包含p項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣Y=（yij）n×p（i=1，2，…，n，j=1，2，…，p）。對(duì)于正向指標(biāo)，令；對(duì)于負(fù)向指標(biāo)，令；其中，yij為所搜集的評(píng)價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，xij為原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)無(wú)量綱化處理后的數(shù)據(jù)，Mj=max{yij}；mij=min{yij}，最終可以得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)矩陣X={xij}。
2.求相關(guān)矩陣Rp×p相關(guān)矩陣Rp×p中矩陣元素rij為兩個(gè)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)，計(jì)為：。
3.計(jì)算相關(guān)矩陣R的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量。由相關(guān)系數(shù)矩陣Rp×p是實(shí)對(duì)稱(chēng)矩陣可知其必有p個(gè)特征值λ1， λ2， …，λp（對(duì)它們從大到小排序有λ1≥λ2≥…≥λp≥0），可以通過(guò)求解方程|λE-R|=0得到，對(duì)應(yīng)的特征向量為l1，l2，…，lp。需要特別說(shuō)明的是，主成分分析的目的是在于用少數(shù)新的變量代替原始變量，為了減少原始變量的個(gè)數(shù)，這里選取特征值大于1的變量，認(rèn)為特征值大于1的變量和原始數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性。
4.計(jì)算主成分的貢獻(xiàn)率以及各個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率。各主成分的貢獻(xiàn)率為： ，累計(jì)貢獻(xiàn)率為： 。本文對(duì)主成分的篩選原則是累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到80%以上，這樣可以剔除部分代表性不強(qiáng)的原始數(shù)據(jù)。
5.計(jì)算主成分載荷矩陣Ap×m。矩陣
Ap×m中元素 。
6.計(jì)算各主要因子（主成分）的因子得分。令因子得分矩陣W=ATR-1，則各元素wij就是各指標(biāo)的權(quán)值。
7.計(jì)算城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益得分。根據(jù)計(jì)算出的指標(biāo)權(quán)重，可以得到城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益為： 。
（四）基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型建立及評(píng)價(jià)等級(jí)劃分
分析表明，區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展包括區(qū)域內(nèi)城市之間的協(xié)調(diào)發(fā)展和城市內(nèi)部各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，其核心是這兩部分共同達(dá)到的區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平。因此，將城市網(wǎng)絡(luò)中城市節(jié)點(diǎn)重要度與城市節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益相結(jié)合，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)特性的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型， 。
區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)是一個(gè)定性與定量相結(jié)合的過(guò)程，根據(jù)所建評(píng)價(jià)模型計(jì)算出的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展水平是一個(gè)處在[0，1]區(qū)間上的量化數(shù)值，為了更加直觀(guān)地描述區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的程度，將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為7個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，如表2所示。
京津冀地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)實(shí)證分析
本文選取京津冀地區(qū)進(jìn)行實(shí)證研究，以2003-2012年京津冀地區(qū)13個(gè)主要城市為研究對(duì)象，構(gòu)建城市網(wǎng)絡(luò)，對(duì)京津冀地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。
（一）京津冀地區(qū)城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
通過(guò)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析軟件Ucinet繪制各年度京津冀城市網(wǎng)絡(luò)圖。2012年京津冀地區(qū)城市網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。
（二）城市節(jié)點(diǎn)重要度計(jì)算
根據(jù)節(jié)點(diǎn)重要度CN NodeRank算法，采用Java語(yǔ)言進(jìn)行編程計(jì)算，可以得到2003-2012年京津冀地區(qū)各城市節(jié)點(diǎn)重要度，如表3所示。
（三）城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益評(píng)價(jià)
根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》、《天津統(tǒng)計(jì)年鑒》、《河北統(tǒng)計(jì)年鑒》（2004-2013年）收集到的原始數(shù)據(jù)，借助SPSS軟件，計(jì)算出京津冀地區(qū)13個(gè)城市的城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)展效益得分，如表4所示。
（四）基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)
根據(jù)所建區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型，對(duì)2003-2012年京津冀地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示。
結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)相關(guān)文獻(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)特性相關(guān)理論進(jìn)行研究，明確了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展是城市內(nèi)部子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，同時(shí)是城市之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，核心是這二者共同達(dá)到的區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展，確立了運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的研究思路，建立了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)模型，并對(duì)京津冀地區(qū)進(jìn)行了實(shí)證研究，為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)的研究提供了新的方法。
參考文獻(xiàn)：
1.覃成林， 張華， 毛超.區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展：概念辨析、判斷標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法[J].經(jīng)濟(jì)體制改革，2011（4）
2.曹海波.中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)差異及其影響因素分析[D].吉林大學(xué)，2012
3.姜文仙.廣東省區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的效應(yīng)評(píng)價(jià)[J].發(fā)展研究，2013 （5）
車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；抗毀性；隨意攻擊；蓄意攻擊；仿真
中圖分類(lèi)號(hào)： TP393.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
0引言
移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（Mobile Ad Hoc NETwork， MANET）是一種自組織無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，由于它不需要基礎(chǔ)設(shè)施支持，因此網(wǎng)絡(luò)部署快速，擴(kuò)展方便，使得它被廣泛應(yīng)用于軍事、救災(zāi)、商業(yè)等各領(lǐng)域。近年來(lái)，城市車(chē)輛與日俱增，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益突破，車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)（Vehicle Ad Hoc NETwork， VANET）[1]作為一種特殊的MANET網(wǎng)絡(luò)也快速引起高度重視。在VANET中，在一定的區(qū)域內(nèi)使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將車(chē)輛與車(chē)輛以及車(chē)輛與固定基礎(chǔ)設(shè)施連接在一起，從而一個(gè)車(chē)輛間多跳通信網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有道路上被動(dòng)態(tài)、快速地構(gòu)建，且具有自組織、分布式控制的特點(diǎn)，因此，VANET在交通方面具有良好的應(yīng)用前景，如信息預(yù)警、行車(chē)安全、車(chē)輛之間通信及車(chē)輛Internet訪(fǎng)問(wèn)等。
VANET既具M(jìn)ANET網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化、自組織無(wú)中心、低帶寬等，又有自己的特點(diǎn)，比如快速移動(dòng)性、拓?fù)渥兓l繁、間歇連通性、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、充足的能量供應(yīng)等[2]。在VANET中，由于車(chē)輛的高速運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S之變化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成直接影響，因此如果能夠掌握VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，可以設(shè)計(jì)高效的拓?fù)淇刂扑惴?，?yōu)化網(wǎng)絡(luò)連通性，使網(wǎng)絡(luò)能夠持續(xù)穩(wěn)定提供可靠的服務(wù)?？箽允窃u(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鞯闹饕笜?biāo)之一，通過(guò)抗毀性的研究可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的安全隱患和薄弱環(huán)節(jié)，從而采取一系列有效的措施來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的抗毀性，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定的通信能力，這對(duì)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的VANET協(xié)議開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理有著重要的意義。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的抗毀性研究較多。比如文獻(xiàn)[3]研究了網(wǎng)絡(luò)抗毀性受節(jié)點(diǎn)行為的影響，通過(guò)建立節(jié)點(diǎn)行為模型及分析三維網(wǎng)絡(luò)連通性得到了三維MANET網(wǎng)絡(luò)抗毀性的一種定量分析方法；同時(shí)仿真檢驗(yàn)了它的有效性和合理性。文獻(xiàn)[4]引入自然連通度為抗毀性度量指標(biāo)，建立了能耗的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抗毀性綜合測(cè)度模型，并確定了基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇箽缘淖顑?yōu)發(fā)射半徑。Azni等[5]根據(jù)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的行為建立了k相關(guān)抗毀性模型，通過(guò)仿真分析了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的全局抗毀性。文獻(xiàn)[6]中有針對(duì)性地分別從失效成因、測(cè)度、提升策略與故障檢測(cè)和修復(fù)等4個(gè)方面對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)抗毀性的研究進(jìn)行歸納和分類(lèi)，著重探討了基于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和拓?fù)溲莼奥酚煽刂频臒o(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)抗毀性?xún)?yōu)化策略。
目前，對(duì)VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要是基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析其網(wǎng)絡(luò)的度分布、聚類(lèi)系數(shù)、路徑長(zhǎng)度等。文獻(xiàn)[7]以多Agent微觀(guān)交通仿真器（Multiagent Microscopic Traffic Simulator， MMTS）為仿真工具，研究了瑞士城市蘇黎世交通網(wǎng)絡(luò)的瞬時(shí)特性，研究結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)服從參數(shù)冪律分布；通信半徑越大，最大集團(tuán)的值越大，集團(tuán)的數(shù)目越少；VANET不存在小世界特性。文獻(xiàn)[8]中利用4000多輛出租車(chē)收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析了城市環(huán)境下車(chē)輛自組網(wǎng)的度分布、聚類(lèi)系數(shù)、特征路徑長(zhǎng)度等拓?fù)涮匦?，建立了一種車(chē)輛自組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)仿真驗(yàn)證了所建模型的有效性。文獻(xiàn)[9]以城市道路交通仿真軟件（Simulation of Urban Mobility，SUMO）為仿真工具研究了德國(guó)科隆的交通網(wǎng)絡(luò)的瞬時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主要刻畫(huà)參數(shù)包括最大連通分支、度及介數(shù)中心性等，分析結(jié)果表明車(chē)載自組織網(wǎng)不具有小世界特性。文獻(xiàn)[10]應(yīng)用Barabasi和Albert提出的BA（BarabasiAlbert）無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對(duì)VANET拓?fù)溥M(jìn)行建模分析，認(rèn)為VANET具有小世界特性。文獻(xiàn)[11]利用車(chē)輛全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System， GPS）數(shù)據(jù)分析了VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化特征。據(jù)研究所知，對(duì)VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抗毀性的研究甚少，僅有文獻(xiàn)[12]對(duì)VANET的抗毀性作了初步研究，但是該文認(rèn)為VANET是無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，然后用無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型產(chǎn)生VANET，事實(shí)上，這樣生成的VANET就是一個(gè)無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的VANET相差太遠(yuǎn)，幾乎沒(méi)有考慮VANET的任何特征，比如節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)受到道路限制等，因此該文本質(zhì)上是研究了無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的抗毀性，并非VANET的抗毀性。
抗毀性是VANET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的重要特性之一，它代表網(wǎng)絡(luò)在某種極端攻擊或錯(cuò)誤條件下其服務(wù)能力下降的程度。由于真實(shí)、公開(kāi)的VANET的trace比較少，而且能夠獲得的一些真實(shí)trace存在一些問(wèn)題，比如GPS數(shù)據(jù)不完整、時(shí)間粒度、數(shù)據(jù)精度不夠等，使得用真實(shí)VANET移動(dòng)數(shù)據(jù)研究抗毀性存在一定困難，因此，本文通過(guò)VanetMobiSim車(chē)輛仿真軟件，深入分析VANET的抗毀性特征，為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供指導(dǎo)。
1VANET抗毀性研究方法及測(cè)度
1.1抗毀性研究方法
目前，抗毀性的主要研究方法是用不同的方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊，用相應(yīng)的測(cè)度指標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抗毀性進(jìn)行分析。網(wǎng)絡(luò)攻擊策略是指采取何種方式刪除網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或邊，在現(xiàn)有研究中主要應(yīng)用Albert等[13]Albert提出的文獻(xiàn)，與文獻(xiàn)13的作者不匹配，請(qǐng)作相應(yīng)調(diào)整，以便保持一致；要注意論文在正文中的依次引用順序。提出的隨意攻擊（Random Attacks or Failure）和蓄意攻擊（Intentional Attacks）兩種方式。隨意攻擊通常是指隨機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行攻擊，然后再隨意攻擊其余節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或邊，直至將網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)全部攻擊完為止。蓄意攻擊又稱(chēng)為選擇性攻擊，選擇重要的節(jié)點(diǎn)或邊作為攻擊對(duì)象，一般用度和介數(shù)度量節(jié)點(diǎn)和邊的重要性。具體攻擊過(guò)程為：首先選取網(wǎng)絡(luò)中度或介數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)或邊作為第一攻擊目標(biāo)，攻擊完以后重新計(jì)算網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)或邊的度量等級(jí)，依舊對(duì)度量等級(jí)最高的節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行攻擊，重復(fù)該過(guò)程，直到網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)全部被攻擊完為止。
1.2節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估方法
蓄意攻擊選擇重要節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行攻擊，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)或邊重要性的方法很多，本質(zhì)都源于圖論及基于圖論的數(shù)據(jù)挖掘。本文用度和介數(shù)評(píng)估車(chē)輛節(jié)點(diǎn)的重要性。
定義1節(jié)點(diǎn)的度。在網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)vi的鄰邊數(shù)目ki稱(chēng)為該節(jié)點(diǎn)vi的度。網(wǎng)絡(luò)的平均度為：
k=1N∑Ni=1ki（1）
直觀(guān)上看，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度越大，該節(jié)點(diǎn)越重要。
定義2節(jié)點(diǎn)的介數(shù)。節(jié)點(diǎn)vi的介數(shù)Bi就是網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過(guò)該節(jié)點(diǎn)的數(shù)量比例之和，即：
Bi=∑j，k∈V， j≠kNjk（i）Njk（2）
其中：Njk表示節(jié)點(diǎn)vj和節(jié)點(diǎn)vk之間的最短路徑條數(shù)；Njk（i）表示節(jié)點(diǎn)vj和節(jié)點(diǎn)vk之間的最短路徑路過(guò)節(jié)點(diǎn)vi的條數(shù)。介數(shù)是一個(gè)全局特征量，反映節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的作用和影響力。在VANET中，若一個(gè)節(jié)點(diǎn)的介數(shù)越大，則表明它在網(wǎng)絡(luò)中交換的信息流越大，可視為網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)，也意味著它更容易擁塞，成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。
1.3VANET抗毀性測(cè)度
設(shè)G=（V，E）為VANET的拓?fù)鋱D，其中V={v1，v2，…，vN}是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合，E={e1，e2，…，ek}是網(wǎng)絡(luò)邊的集合，節(jié)點(diǎn)數(shù)定義為N=V。定義子圖Ci=G（Vi，Ei）為含節(jié)點(diǎn)vi連通分支，設(shè)m（G）=max1≤i≤nV（Ci）表示圖G的所有連通分支中頂點(diǎn)數(shù)最多的那個(gè)連通分支的節(jié)點(diǎn)數(shù)，則節(jié)點(diǎn)數(shù)最多的連通分支為最大連通分支。
定義3最大連通度S。將網(wǎng)絡(luò)中的最大連通分支中節(jié)點(diǎn)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)中總的節(jié)點(diǎn)數(shù)的比值稱(chēng)為最大連通度，即：
S=m（G）/N（3）
那么0
定義4連通分支平均規(guī)模s。當(dāng)VAENT受到攻擊后，網(wǎng)絡(luò)被分割為若干連通分支，連通分支平均規(guī)模定義為去掉最大連通分支后其他連通分支的平均節(jié)點(diǎn)數(shù)，即：
s=（∑ni=1V（Ci）-m（G））/（n-1）（4）
顯然0
定義5臨界點(diǎn)移除比例fc。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)受到攻擊后，網(wǎng)絡(luò)處于崩潰邊緣時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中被攻擊的節(jié)點(diǎn)數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的比例，稱(chēng)為臨界點(diǎn)移除比例，記為fc。
網(wǎng)絡(luò)在某種攻擊模式下，百分比f(wàn)的節(jié)點(diǎn)被移除，當(dāng)f超過(guò)一定閾值，即f≥fc當(dāng)在“=fc”時(shí)，屬于哪種情形，需明確。時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分割成許多小的非連通分支；當(dāng)f
設(shè)網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)vi與vj之間的距離dij為連接這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑上的邊數(shù)。VANET由于車(chē)輛的高速移動(dòng)、拓?fù)渥兓l繁，使得網(wǎng)絡(luò)間歇連通，因此存在dij=∞。而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)受到攻擊時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的連通性也將發(fā)生改變，網(wǎng)絡(luò)被破壞到一定程度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生孤立節(jié)點(diǎn)，此時(shí)會(huì)存在dij=∞，因此，文獻(xiàn)[13]提出用網(wǎng)絡(luò)全局效率來(lái)描述非全連通網(wǎng)絡(luò)的連通性。
定義6全局效率E。定義網(wǎng)絡(luò)全局效率為：
E=1N（N-1）∑i， j∈V，i≠j1dij（5）
顯然，網(wǎng)絡(luò)全局效率越大，網(wǎng)絡(luò)連通性越好。
2仿真實(shí)驗(yàn)
2.1VANET仿真環(huán)境
本文采用VanetMobiSim[14]軟件建立VANET環(huán)境，移動(dòng)模型采用帶有車(chē)道變換的智能駕駛員模型（Intelligent Driver Model with Lane Changes， IDMLC）[15]。該模型是一種微觀(guān)交通流模型，是在IDM的基礎(chǔ)上增加了車(chē)輛在十字路口的管理及車(chē)輛換道功能的智能移動(dòng)模型，使得其更加符合真實(shí)的交通場(chǎng)景。仿真實(shí)驗(yàn)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)即為運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛，可以獲取任意時(shí)刻任意車(chē)輛的位置、速度、加速度、所處車(chē)道等瞬時(shí)信息。IDMLC移動(dòng)模型中車(chē)輛長(zhǎng)度為5m，加速度a和減速度b分別為0.6m/s2和0.9m/s2，禮貌參數(shù)p為0.5，其他參數(shù)設(shè)置如表1所示。
2.2VANET抗毀性分析
下面分析在不同攻擊模式下VANET的抗毀性，為了在圖中便于區(qū)分不同攻擊模型，用符號(hào)Failure、RD和RB分別表示隨意攻擊、基于節(jié)點(diǎn)度的蓄意攻擊和基于節(jié)點(diǎn)介數(shù)的蓄意攻擊。圖1為網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛數(shù)為200、不同通信半徑時(shí)，VANET受到Failure、RD和RB等三種攻擊時(shí)網(wǎng)絡(luò)最大連通度的變化趨勢(shì)。由圖1可知，當(dāng)通信半徑r=200m， f=0時(shí)，S=0.3630，即初始網(wǎng)絡(luò)連通性較差。在攻擊過(guò)程中當(dāng)最大連通度低于0.1000時(shí)，視網(wǎng)絡(luò)基本癱瘓。在隨意攻擊下，當(dāng)S為0.0911時(shí)，臨界點(diǎn)移除比例fc=53.42%；在RD攻擊下，當(dāng)S為0.0616， fc=28.77%；在RB攻擊下，當(dāng)S為0.0890時(shí)， fc=20.55%。當(dāng)r=400m， f=0時(shí)，S=0.9521，初始網(wǎng)絡(luò)近乎全連通（網(wǎng)絡(luò)全連通時(shí)S=1）。在隨意攻擊下，當(dāng)S為0.0747時(shí)， fc=82.19%；在RD攻擊下，當(dāng)S為0.0822時(shí)， fc=57.53%；在RB攻擊下，當(dāng)S為0.0959時(shí)， fc=36.99%。這一方面說(shuō)明了通信半徑越大，VANET連通性越好，臨界點(diǎn)移除比例fc越大，抗毀性越強(qiáng)；另一方面，當(dāng)通信半徑相同時(shí)，隨意攻擊的臨界點(diǎn)移除比例fc的值均大于蓄意攻擊模式的，因此VANET有較強(qiáng)的魯棒性，且在蓄意攻擊下，由于將重要節(jié)點(diǎn)移除后網(wǎng)絡(luò)迅速分割為多個(gè)連通分支，S先呈現(xiàn)迅速大幅度下降、然后緩慢下降趨勢(shì)，即VANET又具有脆弱性。這種既魯棒又脆弱的抗毀特征是VANET中車(chē)輛度分布不均勻所致。
圖2為網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛數(shù)為200、不同通信半徑時(shí)，VANET受到Failure、RD和RB三種攻擊時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連通分支平均規(guī)模。由圖2可知，當(dāng)通信半徑較?。ㄈ鐁=200m）時(shí)，初始網(wǎng)絡(luò)連通性較差，三種攻擊策略下連通分支平均規(guī)模s均隨移除節(jié)點(diǎn)比例的增加而逐漸減小。當(dāng)通信半徑較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)初始連通性較好，則s隨去除節(jié)點(diǎn)比例的變化趨勢(shì)都是先變大后變小。當(dāng)通信半徑r=400m時(shí)，在遭受隨意攻擊時(shí)，s在閾值f=0.8220處開(kāi)始緩慢變小，在遭受蓄意（RB、RD）攻擊時(shí)，s分別在閾值f=0.4521和f=0.2055處開(kāi)始變小。連通分支平均規(guī)模s之所以在閾值之前會(huì)變大，是由于隨著節(jié)點(diǎn)被移除，網(wǎng)絡(luò)總體連通程度變得越來(lái)越松散。在閾值之后會(huì)變小，是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)在大量節(jié)點(diǎn)失效時(shí)被分割成互不連通的多個(gè)較小的分支，當(dāng)節(jié)點(diǎn)被全部移除時(shí)，網(wǎng)絡(luò)則會(huì)消失。通過(guò)計(jì)算，在r=300m時(shí)，VANET在Failure、RD和RB三種攻擊下連通分支平均規(guī)模s的方差分別為2.0306，2.4913和9.0228，即Failure攻擊下s的波動(dòng)最小，RB的波動(dòng)最大，當(dāng)通信半徑發(fā)生變化時(shí)，也有類(lèi)似的結(jié)論。這也說(shuō)明了VANET既魯棒又脆弱的特征。
圖3分別為網(wǎng)絡(luò)中車(chē)輛數(shù)為200、不同通信半徑時(shí)，VANET受到Failure、RD和RB三種攻擊時(shí)網(wǎng)絡(luò)全局效率的變化趨勢(shì)。由圖3可知，通信半徑越大，VANET效率越高；同時(shí)，隨意攻擊模式下的網(wǎng)絡(luò)效率均高于蓄意攻擊的。
另外，比較圖1～3中最大連通度、臨界點(diǎn)移除比例、連通分支平均規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)效率等抗毀性測(cè)度的值，可知對(duì)于蓄意攻擊的兩種策略，RB模式的攻擊效能要強(qiáng)于RD模式。
下面研究車(chē)輛密度對(duì)VANET抗毀性的影響。圖4～6為r=400m時(shí)不同車(chē)輛密度的VANET采取Failure、RD和RB攻擊策略時(shí)表現(xiàn)出的抗毀性差異。從圖4～6中分析得到：在通信半徑一定時(shí)，車(chē)輛密度越大，VANET連通性越好，抗毀性越強(qiáng)，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全連通時(shí)，車(chē)輛密度對(duì)VANET抗毀性影響不大，因此，在VANET拓?fù)淇刂茣r(shí)，可以根據(jù)實(shí)際道路、地形、路邊單元（RoadSide Unit， RSU）的配置等情況，對(duì)車(chē)輛通信半徑和車(chē)輛密度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，使得網(wǎng)絡(luò)能夠保持良好的連通性。
3結(jié)語(yǔ)
在VANET中，抗毀性對(duì)于分析整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能來(lái)說(shuō)十分重要，尤其是在增強(qiáng)安全性方面的應(yīng)用。本文基于IDMLC移動(dòng)模型對(duì)車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)的抗毀性特征作了研究，仿真結(jié)果表明，VANETs既有魯棒性又有脆弱性；通信半徑和車(chē)輛密度越大，VANETs抗毀性越好，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)全連通時(shí)，車(chē)輛密度對(duì)抗毀性影響很小。由于蓄意攻擊（RD、RB）對(duì)網(wǎng)絡(luò)破壞性強(qiáng)，因此，如何在拓?fù)淇刂茣r(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信半徑、車(chē)輛密度及路邊基礎(chǔ)設(shè)施配置等參數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)保持相對(duì)均衡地位，從而提高VANETs抗毀性，這將是后續(xù)的研究工作。另外，本文只研究了VANET的瞬時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其抗毀性，然而，VANET的重要特征之一是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)變化，其動(dòng)態(tài)抗毀性特征也是接下來(lái)工作之一。
參考文獻(xiàn)：
[1]
IEEE. IEEE Std.802.11p draft amendment， Wireless LAN Medium Access Control （MAC） and Physical Layer （PHY） specifications： Wireless Access in Vehicular Environments （WAVE） [S]. Piscataway： IEEE， 2005.
[2]
SAIF A S， MOATH M A D， ALI H A B， et al. A comprehensive survey on vehicular Ad Hoc network [J]. Journal of Network and Computer Applications， 2014， 37： 380-392.（無(wú)期）
[3]
PENG S， WANG G， HU Z， et al. Survivability modeling and analysis on 3D mobile Ad Hoc networks [J]. Journal of Central South University of Technology， 2011， 18（4）： 1144-1152.
[4]
胡興雨，張學(xué)義，吳俊，等.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抗毀性測(cè)度模型[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2011，47（2）：78-80.（HU X Y， ZHANG X Y， WU J， et al. Measure of invulnerability of Ad Hoc network topologies based on natural connectivity [J]. Computer Engineering and Applications， 2011， 47（2）： 78-80.）
[5]
AZNI A， AHMAD R， NOH Z. Survivability modeling and analysis of mobile Ad Hoc network with correlated node behavior [J]. Procedia Engineering， 2013， 53： 435-440.
[6]
李文鋒，符修文.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)抗毀性[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2015，38（3）：625-647.（LI W F， FU X W. Survey on invulnerability of wireless sensor network [J]. Chinese Journal of Computers， 2015， 38（3）： 625-647.）
[7]
PALLIS G， KATAROS D， DIKAIAKOS M. D， et al. On the structure and evolution of vehicular networks [C]// Proceedings of 17th Annual Meeting of the International Symposium on Modelling， Analysis and Simulation of Computer and Telecommunication Systems. New York： ACM， 2009： 502-511.
[8]
張麗麗，陳浩，李臣明，等.城市環(huán)境下基于拓?fù)涮匦缘能?chē)輛自組網(wǎng)建模[J].軟件學(xué)報(bào)，2013，24（S1）：51-61.（ZHANG L L， CHEN H， LI C M， et al. Modeling the vehicular Ad Hoc networks based on topology characteristics in urban scenario [J]. Journal of Software， 2013， 24（S1）： 51-61.）
[9]
NABOULSI D， FIORE M. On the instantaneous topology of a largescale urban vehicular network： the Cologne case [C]// Proceedings of the Fourteenth ACM International Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing. New York： ACM， 2013： 167-176.
[10]
ZHANG H， LI J. Modeling and dynamical topology properties of VANET based on complex networks theory [J]. AIP Advances， 2015， 5（1）： 017150.
[11]
ZHANG L， LI Y， TAN G， et al. Modeling the dynamic evolution of the vehicular Ad Hoc networks under the city scenario [J]. International Journal of Distributed Sensor Networks， 2015， 2015： Article ID 524857. doi：10.1155/2015/524857.
[12]
ZHANG H， LI J， LV Y. Structure performance analysis of vehicular Ad Hoc networks based on complex network theory [J]. Computer Modelling & New Technologies， 2014， 18（2）： 46-51.
[13]
LATORA V， MARCHIORI M. Efficient behavior of smallworld networks [J]. Physical Review Letters， 2001， 87（19）： 198701.
替換了文獻(xiàn)13
ALBERT R， JEONG H， BARABASI A L. Error and attack tolerance of complex networks [J]. Nature， 2000， 406（6794）： 378-382.
[14]
在Internet中，新增加的服務(wù)器在進(jìn)行選擇連接時(shí)不僅要考慮當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的繁忙情況（網(wǎng)絡(luò)的流量）以及節(jié)點(diǎn)的處理能力（點(diǎn)權(quán)），還要考慮到與服務(wù)器所在地區(qū)的物理距離，為此提出了一種基于流量和距離的Internet加權(quán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在Internet網(wǎng)絡(luò)中，每臺(tái)服務(wù)器都看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，服務(wù)器之間的流量看作是邊權(quán)。在Internet中，不斷有新的服務(wù)器加入的同時(shí)，增加一些新的連接，提高節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力?；谶@些情況，筆者給出了一個(gè)Internet 網(wǎng)絡(luò)演化模型。網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建過(guò)程如下：
1.初始設(shè)定
網(wǎng)絡(luò)為給定no個(gè)節(jié)點(diǎn)，e0條邊的網(wǎng)絡(luò)，初始的e0條邊沒(méi)有重連。其中每條邊的權(quán)值為wo。
2.增長(zhǎng)過(guò)程
每一步向網(wǎng)絡(luò)中增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)k以及m（≤no）條新邊。
3.偏好連接
連接節(jié)點(diǎn)的選擇按照如下的偏好選擇規(guī)則進(jìn)行。
這里 ； ，α是一個(gè)參數(shù)；τ（i）表示的是節(jié)點(diǎn)i的鄰居的集合；距離L（u,v）用Kleinberg網(wǎng)絡(luò)模型中的網(wǎng)格距離 來(lái)定義。依據(jù)“就近原則”，選擇距離新增節(jié)點(diǎn)k較近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接的可能較大。隨著α值的增加，新產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)與較近的節(jié)點(diǎn)之間相連的概率就會(huì)越來(lái)越大。設(shè)新生成邊的邊權(quán)固定為w0。
4．邊權(quán)值的動(dòng)態(tài)演化
每個(gè)時(shí)間步網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度與邊權(quán)值動(dòng)態(tài)演化特征與BBV模型的邊權(quán)值動(dòng)態(tài)演化特征一致。節(jié)點(diǎn) 增加一條新連接后，節(jié)點(diǎn)與其鄰居連邊的權(quán)重受到影響，權(quán)值變化為：
重復(fù)以上過(guò)程，直到網(wǎng)絡(luò)達(dá)到要求的規(guī)模。
二、基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的Internet流量分析
1.FDM模型與BBV模型比較
按照FDM模型的生成方法，選擇初始參數(shù)mo=eo=10，生成1000個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)模型。選取50個(gè)具有較大度的節(jié)點(diǎn)作為模型中的中心節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)作為普通節(jié)點(diǎn)。每一次產(chǎn)生N=500個(gè)數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包的源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)都在普通節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)選取，且保證源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不同。數(shù)據(jù)包允許在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的最大步數(shù)為T(mén)，循環(huán)產(chǎn)生10次不同的隨機(jī)數(shù)據(jù)包，并將Dt的結(jié)果取平均后作為網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流量變化的指標(biāo)。
首先，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有任意的容量和處理速度，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)隊(duì)列都可以存儲(chǔ)所有到達(dá)的數(shù)據(jù)包且可以一次處理完所有的數(shù)據(jù)包。從中可以知道，就整體而言，模型FDM中的丟包率要明顯低于BBV中的丟包率。在BBV模型中，當(dāng)T=4時(shí)，Dt；在FDM模型中，根據(jù)仿真結(jié)果表明，在T=4時(shí)，Dt=0.0020。與上面的數(shù)據(jù)相比，有大約3%的數(shù)據(jù)包將不能到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)而被丟棄，這將直接影響到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包。這表明，在新模型FDM中數(shù)據(jù)傳遞比在BBV模型中更流暢。
2.節(jié)點(diǎn)的容量和處理速度對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包率的影響
假設(shè)Internet網(wǎng)絡(luò)中路由器的容量和處理速度都是有限制的，所以，在下面的仿真中給節(jié)點(diǎn)賦予了特定的值。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，很多企業(yè)引入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從而為企業(yè)發(fā)展提供更輕松快捷的發(fā)展模式，尤其是數(shù)據(jù)的通信技術(shù)在許多企業(yè)的日常工作當(dāng)中得到了充分的利用。不過(guò)由于許多企業(yè)信息系統(tǒng)采用的是局域網(wǎng)的形式，具有內(nèi)部中心數(shù)據(jù)庫(kù)和自己的服務(wù)器，所以一旦企業(yè)面向網(wǎng)絡(luò)實(shí)行開(kāi)放式數(shù)據(jù)通信時(shí)就會(huì)出現(xiàn)許多安全問(wèn)題。本文主要研究對(duì)象是復(fù)雜數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性問(wèn)題，也是在復(fù)雜數(shù)據(jù)通信中原因較多的問(wèn)題之一。
一、復(fù)雜數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)和應(yīng)用
復(fù)雜數(shù)據(jù)通信包含較多，可以利用不同的方式進(jìn)行分類(lèi)。而且通信手段的運(yùn)用也極為廣泛，在不同行業(yè)都有不同的具體表現(xiàn)。下面筆者就從兩個(gè)方面進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)通信的分類(lèi)討論。
1.根據(jù)數(shù)據(jù)通信的作用分類(lèi)
復(fù)雜數(shù)據(jù)通信包含有網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)通信，交流通信等。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)通信主要指網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的交易，屬于高精度、高安全性的通信技術(shù)。而交流通信包含更多，比如電信ICT項(xiàng)目等，包含了系統(tǒng)的集成，視頻的監(jiān)控等數(shù)據(jù)的傳輸。
2.根據(jù)數(shù)據(jù)通信的途徑進(jìn)行分類(lèi)
比如VPN技術(shù)的應(yīng)用，VPN是一種利用公網(wǎng)鏈路架設(shè)私有網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。是一種利用獨(dú)特的通信途徑進(jìn)行的通信方式，這種方式比較適合遠(yuǎn)程操控類(lèi)工作，如視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程操作等。
二、復(fù)雜數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性評(píng)估方法與結(jié)果
1.以網(wǎng)絡(luò)交易通信為例對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)通信技術(shù)的評(píng)估和具體問(wèn)題
上文中已經(jīng)介紹，復(fù)雜數(shù)據(jù)通信技術(shù)包含比較廣，而網(wǎng)絡(luò)交易通信可以說(shuō)是目前復(fù)雜數(shù)據(jù)通信中技術(shù)含量最高且安全性最好的數(shù)據(jù)通信技術(shù)了。本文下面就以網(wǎng)絡(luò)交易通信為例，具體論述復(fù)雜數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的評(píng)估方法和具體評(píng)估結(jié)果。首先，對(duì)硬件的評(píng)估，現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)交易通信大多采取的是第三方金融主體的參與，利用非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息加密進(jìn)行的通信，對(duì)于特殊交易會(huì)配備企業(yè)自己的服務(wù)器。甚至很多企業(yè)雙方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交易通信時(shí)都有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，然而在實(shí)際操作中可以看出，在通信過(guò)程中是需要很大的緩存空間的，尤其是在公鑰加密與解密工作時(shí)對(duì)緩存空間要求更大，所以對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求較高。比如，網(wǎng)絡(luò)交易在進(jìn)行驗(yàn)證或者第三方進(jìn)行轉(zhuǎn)賬的時(shí)候，更多的在使用臨時(shí)緩存進(jìn)行處理信息。而且有些企業(yè)由于工作人員的更新所造成的儲(chǔ)存信息不斷更新就更說(shuō)明了儲(chǔ)存設(shè)備的重要性。如果儲(chǔ)存設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題而導(dǎo)致財(cái)務(wù)信息的無(wú)法送達(dá)會(huì)給公司帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。所以對(duì)于硬件評(píng)估的具體方法是進(jìn)行設(shè)備的升級(jí)和檢測(cè)，硬件升級(jí)的成本較高，但是使用時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)也是具有重要意義的。
2.由軟件引發(fā)的信息安全問(wèn)題
軟件原因的核心是操作系統(tǒng)原因。目前大部分企業(yè)局域網(wǎng)所用的操作系統(tǒng)都是傳統(tǒng)的windows系統(tǒng)，這一系統(tǒng)雖然簡(jiǎn)單易用，但是其漏洞較多，很容易被病毒或黑客攻擊，需要不時(shí)的補(bǔ)丁才能讓系統(tǒng)安全運(yùn)行。再加上我國(guó)對(duì)windows系統(tǒng)沒(méi)有確切的了解，所以很多時(shí)候容易泄露核心秘密。所以我國(guó)很多金融行業(yè)的操作系統(tǒng)都以L(fǎng)inux為主，是一套建立于Unix之上的操作系統(tǒng)，穩(wěn)定性和安全性要更高點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交易通信時(shí)，一般利用非對(duì)稱(chēng)加密，將網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行加密傳輸，并有數(shù)字簽名和認(rèn)證中心雙重安全保障，所以對(duì)于軟件的評(píng)估一般采用信息被供給的次數(shù)以及泄露的次數(shù)比較來(lái)說(shuō)明復(fù)雜數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
3.總結(jié)評(píng)估的內(nèi)容與結(jié)果
綜上所述，復(fù)雜數(shù)據(jù)在通信過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的評(píng)估主要通過(guò)四個(gè)方面：
一是網(wǎng)絡(luò)安全性評(píng)估，也就是上文所說(shuō)的軟件引發(fā)的問(wèn)題，或者網(wǎng)絡(luò)病毒與黑客的的攻擊和攔截。一般利用加密方法進(jìn)行的復(fù)雜數(shù)據(jù)傳輸中是能保證網(wǎng)絡(luò)安全的。
二是傳輸?shù)姆€(wěn)定性，這個(gè)方面主要取決于硬件設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)的流暢速度。
三是數(shù)據(jù)完整性的評(píng)估，這也是網(wǎng)絡(luò)安全所研究的課題之一，利用標(biāo)記的方式判定數(shù)據(jù)是否完整，在一般情況下，只要做好數(shù)據(jù)加密工作就能保證數(shù)據(jù)的完整。
四是數(shù)據(jù)的不可否認(rèn)性評(píng)估，這個(gè)評(píng)估層面主要面向于網(wǎng)絡(luò)交易通信技術(shù)，一般利用數(shù)字簽名和認(rèn)證中心提供的認(rèn)證進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸不可否認(rèn)性的保障。
三、復(fù)雜數(shù)據(jù)通信的改善措施
1.硬件的改善方法
相比較而言，硬件出問(wèn)題的概率是極小的，所以對(duì)硬件問(wèn)題應(yīng)該主要采取防范措施而不是具體解決措施。那么具體防范應(yīng)該做哪些工作呢？第一設(shè)立臨時(shí)備用服務(wù)器，將一臺(tái)配置較高的電腦做成臨時(shí)服務(wù)器，一旦主服務(wù)器發(fā)生故障或問(wèn)題時(shí)可以由臨時(shí)服務(wù)器接替工作。同時(shí)臨時(shí)服務(wù)器也可以起到信息的備份作用，更加加強(qiáng)了復(fù)雜數(shù)據(jù)在通信過(guò)程中的安全保障。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性調(diào)控更多的需要專(zhuān)人的檢測(cè)，尤其是交換機(jī)類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)連接硬件出的問(wèn)題更需要專(zhuān)門(mén)的工作人員進(jìn)行設(shè)置或更新。而在平時(shí)的工作中，也需要不定時(shí)檢查與修正。
2.軟件的改善方案與措施
上文中已經(jīng)提到，在進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)通信傳輸時(shí)，可以多考慮Unix以及Linux系統(tǒng)，將Unix系統(tǒng)或者Linux系統(tǒng)作為通信時(shí)的主要系統(tǒng)，可能會(huì)在安全性上得到更大的保障。雖然軟件與操作系統(tǒng)是虛擬商品，但是相比較而言，硬件的損壞可以通過(guò)更換整修，而軟件的損壞更多的會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)的丟失與無(wú)法恢復(fù)對(duì)很多單位來(lái)說(shuō)都是相當(dāng)嚴(yán)重的損失。所以選擇安全的操作系統(tǒng)是保護(hù)數(shù)據(jù)的方法之一。不過(guò)，當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)屬于非保密性信息時(shí)，也可以利用原有系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，并不需要過(guò)多的加強(qiáng)自身的保護(hù)措施。
四、結(jié)語(yǔ)
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，許多企業(yè)都有很多信息涉及到企業(yè)內(nèi)部的機(jī)密，更有些涉及到企業(yè)發(fā)展的具體方案，是屬于企業(yè)發(fā)展的機(jī)密信息。所以企業(yè)信息系統(tǒng)安全問(wèn)題就被提到了更高的要求層面上。就目前來(lái)看，我國(guó)許多企業(yè)對(duì)信息系統(tǒng)的安全設(shè)置并沒(méi)有絕對(duì)的保障。在數(shù)據(jù)傳輸和復(fù)雜數(shù)據(jù)通信時(shí)都有著或多或少的不放心。事實(shí)上，很多公司采用PLC技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，或者對(duì)硬件與軟件的改善實(shí)現(xiàn)安全通信。逐漸表明了隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的通信水平以及通信安全保障水平都得到了極大的提高。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào) F119.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104（2013）08-0020-06 doi：103969/jissn1002-2104201308004
石油是現(xiàn)代工業(yè)的血液，上世紀(jì)50年代起，石油取代了煤炭成為世界主要能源與重要工業(yè)原料，且隨著歷史車(chē)輪的前進(jìn)，世界石油消費(fèi)總量不斷增多，而儲(chǔ)藏的增量卻急劇減少，因此“羅馬俱樂(lè)部”關(guān)于能源枯竭的預(yù)言不斷地被重復(fù)。同時(shí)世界石油資源的生產(chǎn)與消費(fèi)具有地理分布非均衡性特點(diǎn)，世界石油貿(mào)易呈現(xiàn)了石油自“心臟地帶”向“內(nèi)需求帶”與“外需求帶”流動(dòng)的基本格局[1-3]。石油之于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性、石油枯竭的預(yù)言及石油需求與供給的錯(cuò)位，三者的共同作用使石油成為國(guó)際政治、外交乃至軍事斗爭(zhēng)的焦點(diǎn)，對(duì)石油產(chǎn)地的控制“傳統(tǒng)上已經(jīng)成為權(quán)力分配中的關(guān)鍵要素，誰(shuí)能夠?qū)⑺釉谧约旱脑牧腺Y源上，誰(shuí)就將更多的力量加在自己的資源上，并相應(yīng)的削弱了競(jìng)爭(zhēng)者的力量[4]。
1993年起中國(guó)成為石油凈進(jìn)口國(guó)，此后石油進(jìn)口量逐年攀升，2009年石油進(jìn)口依存度超過(guò)了50%，突破了國(guó)際公認(rèn)的警戒線(xiàn)水平。且據(jù)國(guó)家計(jì)委能源所預(yù)計(jì)，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，原油進(jìn)口量將進(jìn)一步增加，隨著進(jìn)口量的增加，原油貿(mào)易流動(dòng)與轉(zhuǎn)化的空間尺度、規(guī)模，以及效應(yīng)范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。如果來(lái)源地較為單一，一旦發(fā)生進(jìn)口來(lái)源地風(fēng)險(xiǎn)，很容易產(chǎn)生供給緊張的局面，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，因此，進(jìn)口地域多元化戰(zhàn)略?xún)叭灰呀?jīng)成為解決中國(guó)原油進(jìn)口安全問(wèn)題首選的策略之一。本文則嘗試通過(guò)原油進(jìn)口大國(guó)（地區(qū)）的貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)比較，探究中國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易多元化進(jìn)程中的問(wèn)題，以期為更好地實(shí)施進(jìn)口多元化戰(zhàn)略提供借鑒。
1 研究方法與數(shù)據(jù)
原油貿(mào)易空間格局體系是原油貿(mào)易活動(dòng)過(guò)程在地理空間流動(dòng)中的投影，貿(mào)易參與國(guó)眾多，貿(mào)易國(guó)地域構(gòu)成、地域間的貿(mào)易聯(lián)系數(shù)量與強(qiáng)度，及貿(mào)易空間模式復(fù)雜。對(duì)世界及不同國(guó)家的原油貿(mào)易空間格局構(gòu)成的統(tǒng)計(jì)特征研究發(fā)現(xiàn)，世界原油貿(mào)易空間體系及各國(guó)原油貿(mào)易進(jìn)口空間格局既不同于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)，也不同于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而是符合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征[5]。缺乏對(duì)經(jīng)濟(jì)流網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜特征和流動(dòng)機(jī)制的研究，就無(wú)法提出有效的管理復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的方法和策略[6]。對(duì)全球原油貿(mào)易系統(tǒng)及中國(guó)的進(jìn)口貿(mào)易系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，有利于更好地識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，制定有利于中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的石油貿(mào)易戰(zhàn)略。
人們對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究主要針對(duì)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)度，及在對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上研究網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)機(jī)制[7]。而網(wǎng)絡(luò)作為復(fù)雜系統(tǒng)的抽象，關(guān)注的是節(jié)點(diǎn)之間連接，而非節(jié)點(diǎn)的位置和邊的形態(tài)。所以在對(duì)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的研究中，還應(yīng)結(jié)合對(duì)區(qū)域的分析，相似系數(shù)分析則是在前兩者基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析貿(mào)易空間格局的差異及區(qū)位在貿(mào)易空間格局形成中的作用。
1.1 原油貿(mào)易空間格局網(wǎng)絡(luò)描述
設(shè)V是一個(gè)由n個(gè)國(guó)家vi（i=1， 2，…，n）所組成的原油出口國(guó)集合，即V=v1， v2， …， vn， A是由n條有向線(xiàn)段ai （ i=1， 2，…，n）所組成的鄰接向量，即A=a1， a2， …， an，ai取0或1，當(dāng)ai=0，代表進(jìn)口國(guó)與出口國(guó)之間不存在原油貿(mào)易關(guān)系，當(dāng)ai=1則代表有原油貿(mào)易流自出口國(guó)vi流向進(jìn)口國(guó)，且A中的任意一條線(xiàn)ai都以vi與進(jìn)口國(guó)為端點(diǎn)，任意一條線(xiàn)除端點(diǎn)外，沒(méi)有其他公共點(diǎn)。那么V與A共同構(gòu)成了特定時(shí)點(diǎn)某國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，記作G=（V， A）。
1.1.1 度與貿(mào)易聯(lián)系
度是指某時(shí)點(diǎn)與進(jìn)口節(jié)點(diǎn)相連的有向線(xiàn)段ai的數(shù)量為N，即：
N=∑ni=1ai（ai=0，或1）（1）
代表在某時(shí)點(diǎn)進(jìn)口國(guó)自N個(gè)國(guó)家進(jìn)口原油。根據(jù)對(duì)度的描述可以看出不同的原油進(jìn)口國(guó)所建立的貿(mào)易聯(lián)系狀況，并通過(guò)時(shí)間序列的描述了解不同原油進(jìn)口國(guó)貿(mào)易聯(lián)系的演進(jìn)狀況。
1.1.2 權(quán)重與貿(mào)易聯(lián)系強(qiáng)度
對(duì)度的研究?jī)H考慮了原油貿(mào)易關(guān)系建立情況，沒(méi)有考慮原油貿(mào)易流量的規(guī)模，當(dāng)前的國(guó)際原油貿(mào)易格局中流量的規(guī)模極不均衡，少數(shù)貿(mào)易聯(lián)系的流量規(guī)模巨大，而絕大多數(shù)貿(mào)易聯(lián)系的流量規(guī)模卻很小，因此，僅對(duì)度進(jìn)行分析不能準(zhǔn)確描述原油貿(mào)易空間格局的結(jié)構(gòu)特征，所以引入了對(duì)貿(mào)易強(qiáng)度的研究。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，?jié)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度是由權(quán)重來(lái)表示的，則權(quán)重向量W可以表示為：
1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重熵與空間結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性
系統(tǒng)的熵值反映了其所處狀態(tài)的均勻程度，系統(tǒng)的熵值越小，系統(tǒng)越有序，越不均勻；反之系統(tǒng)越無(wú)序，越均勻。在社會(huì)科學(xué)中，熵是被用來(lái)描述、表征系統(tǒng)混亂程度。為了刻畫(huà)原油貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)的中貿(mào)易強(qiáng)度均勻程度，本文引入了權(quán)重熵的概念。
權(quán)重熵公式為：
J=-∑ni=1KilnKi（3）
其中Ki為權(quán)重要度，即vi在該國(guó)進(jìn)口原油貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)中的貿(mào)易流量的重要度。表示為：
根據(jù)熵的涵義，熵刻畫(huà)了系統(tǒng)的均質(zhì)程度，當(dāng)系統(tǒng)完全均質(zhì)時(shí)，即Ki=1/N，權(quán)重熵最大，即：Jmax=lnN ；當(dāng)貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度集中于一個(gè)國(guó)家時(shí)，空間結(jié)構(gòu)最不均勻，K1=1，Ki=0（i≠1），權(quán)重熵取最小值Jmin=0 。
為了消除進(jìn)口來(lái)源國(guó)數(shù)量不同給權(quán)重熵比較的影響，對(duì)空間結(jié)構(gòu)權(quán)重熵進(jìn)行歸一化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重熵JS，即：
1.2 空間結(jié)構(gòu)相似指數(shù)
本文運(yùn)用借用研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)，從進(jìn)口權(quán)重構(gòu)成方面測(cè)算了各國(guó)原油貿(mào)易空間格局構(gòu)成的差異。
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相似系數(shù)是由聯(lián)合國(guó)工發(fā)組織（UNIDO）國(guó)際工業(yè)研究中心提出的度量方法，用于比較兩個(gè)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相似性，現(xiàn)被廣泛用于不同主體構(gòu)成的比較，相似系數(shù)的數(shù)值一般是介于 0 和 1 之間[8]。
該指數(shù)用公式可表述如下：
1.3 數(shù)據(jù)說(shuō)明
在全部石油貿(mào)易中，原油貿(mào)易一直保持在石油貿(mào)易的70%以上，部分年份達(dá)80%以上，因此一般認(rèn)為原油的經(jīng)濟(jì)持續(xù)供給是保障一國(guó)石油安全的關(guān)鍵?；诖?，本文選擇原油為標(biāo)的物比較了主要石油進(jìn)口國(guó)的原油貿(mào)易空間格局。
文中的主要原油進(jìn)口國(guó)是來(lái)自全球三大石油消費(fèi)區(qū)域的10個(gè)國(guó)家和地區(qū)，分別為西歐的法國(guó)、德國(guó)、意大利與西班牙、亞洲的中國(guó)、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣與印度，及北美的美國(guó)。這10個(gè)國(guó)家與地區(qū)的石油消費(fèi)量約占世界石油消費(fèi)總量的70%左右，在世界石油貿(mào)易格局的形成中有著決定性的影響。
研究數(shù)據(jù)來(lái)源于貿(mào)易中心（International Trade Center， ITC）公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。ITC是世界貿(mào)易組織和聯(lián)合國(guó)的聯(lián)合機(jī)構(gòu)。該中心通過(guò)與各國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，提供各國(guó)的進(jìn)出口數(shù)據(jù)。研究時(shí)段為2002-2011年，由于該中心提供的印度進(jìn)口數(shù)據(jù)是從2006年開(kāi)始的，所以對(duì)于印度的研究時(shí)段是2006-2011年。
2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究結(jié)果及分析
2.1 入度差異
2.1.1 入度值比較
根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣得各國(guó)入度?？偟膩?lái)看，美國(guó)是建立的原油進(jìn)口貿(mào)易聯(lián)系最廣泛的國(guó)家，目前其貿(mào)易空間格局入度基本維持在45以上；其次是印度和中國(guó)，近幾年印度和中國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易空間格局的入度基本維持在42左右；而進(jìn)口原油量排在世界原油進(jìn)口大國(guó)第五位的韓國(guó)則以30位列入度平均值排序的第四位；以后依次是法、德、西班牙、日本、意大利和中國(guó)臺(tái)灣。從時(shí)間序列上看，印度是入度增長(zhǎng)最快的國(guó)家。2006年，印度僅從28個(gè)國(guó)家進(jìn)口原油，而2009年其貿(mào)易空間格局的入度值則擴(kuò)張到45，此后則在42左右徘徊；德與西班牙的入度有緩慢上漲，而韓、法和中國(guó)臺(tái)灣則有一定的下降，其他國(guó)家與地區(qū)的入度僅在不同年份發(fā)生小幅波動(dòng)，而沒(méi)有明顯上漲或下降趨勢(shì)，見(jiàn)表1。
2.1.2 入度的空間分布比較
觀(guān)察各國(guó)入度，可以看出各國(guó)入度的區(qū)域分布具有一定的規(guī)律性。
第一，本區(qū)域是區(qū)域內(nèi)各國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易聯(lián)系最廣泛源地之一。這一規(guī)律在東亞之于日本、中國(guó)與韓國(guó)，西歐四國(guó)之于西歐，美國(guó)之于美洲都有相同的體現(xiàn)。
第二，中東、非洲與前蘇聯(lián)是各國(guó)主要的進(jìn)口來(lái)源區(qū)域。資源稟賦決定了基本的供給地格局。
第三，中、美為在世界范圍內(nèi)建立進(jìn)口貿(mào)易聯(lián)系的國(guó)家。與法、德、日、韓等國(guó)與地區(qū)不同，中、美進(jìn)口原油空間格局的入度區(qū)域分布較為廣泛。中、美在非洲、中東、前蘇聯(lián)地區(qū)與西歐均有一定數(shù)量的進(jìn)口來(lái)源地。
2.2 貿(mào)易聯(lián)系強(qiáng)度差異
2.2.1 權(quán)重值比較
對(duì)貿(mào)易聯(lián)系的比較主要依據(jù)總權(quán)重與平均權(quán)重，權(quán)重呈現(xiàn)了各國(guó)與各自貿(mào)易伙伴間的貿(mào)易聯(lián)系強(qiáng)度。
與平均貿(mào)易聯(lián)系強(qiáng)度相差懸殊。權(quán)重最高的是美國(guó)。其次是中國(guó)、日本、與印度等國(guó)。平均權(quán)重最高的是美國(guó)、日本與中國(guó)，其他國(guó)家相差不是太大。從時(shí)間序列上看，中國(guó)的平均權(quán)重上漲最為明顯，韓國(guó)也有一定的上升，但升幅小于中國(guó)；美國(guó)與德國(guó)有一定的下降，其他國(guó)家變化不大。
2.2.2 權(quán)重的空間分布
根據(jù)進(jìn)口數(shù)量的區(qū)域分布情況看，中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本與印度的進(jìn)口來(lái)源主要集中在中東地區(qū)，美國(guó)的原油則主要由中東、美洲與非洲國(guó)家供給，而法、德、意大利與西班牙的原油主要來(lái)自于非洲、前蘇聯(lián)與中東。且各國(guó)原油進(jìn)口區(qū)域構(gòu)成比例不同年份間變化不大，所以將各國(guó)自不同區(qū)域的進(jìn)口量取年度平均值，見(jiàn)圖1。
圖1 主要原油進(jìn)口國(guó)（地區(qū)）進(jìn)口量區(qū)域構(gòu)成
Fig.1 Regional distribution of crude oil import the main
crude oil importing nations
2.3 空間格局均質(zhì)化程度差異
從前面對(duì)入度及權(quán)重的分析結(jié)果可以看出，各國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易空間格局是非均質(zhì)的，所以本文利用權(quán)重熵測(cè)度了各國(guó)貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)的均質(zhì)性，見(jiàn)表2。
良好的區(qū)位環(huán)境造就了法國(guó)、西班牙與意大利貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)的均質(zhì)性，而對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)，盡管其進(jìn)口貿(mào)易定位于全球，但北美是其重要的進(jìn)口來(lái)源，這也使美國(guó)空間格局具有有序性特征。在亞太的消費(fèi)大國(guó)與地區(qū)中，韓國(guó)與日本更青睞于石油資源豐富、且運(yùn)輸距離較近的中東地區(qū)，盡管這幾個(gè)經(jīng)濟(jì)體都有多元化的傾向，但韓日試圖建立的是中東為主體的多元化貿(mào)易格局，而非實(shí)現(xiàn)原油貿(mào)易空間格局的均質(zhì)化。而對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，盡管與日本、韓國(guó)地理位置相近，貿(mào)易通道也非常相似，但貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)卻存在著巨大的差異。多元化戰(zhàn)略在中國(guó)原油貿(mào)易空間格局中的決定性作用凸顯。同時(shí)，從德國(guó)的貿(mào)易格局中，也可以看出，其在選擇貿(mào)易伙伴時(shí)更傾向于近域或通道條件較好的國(guó)家與區(qū)域。而非像所有的出口國(guó)伸出橄欖枝?？偟膩?lái)看，中國(guó)進(jìn)口來(lái)源國(guó)數(shù)量與均質(zhì)化程度均較高。而盡管美國(guó)在進(jìn)口來(lái)源國(guó)數(shù)量上與中國(guó)媲美，但美國(guó)的進(jìn)口量卻向南北美與西非集中，所以其空間結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于中國(guó)。
3 區(qū)域結(jié)構(gòu)的相似性測(cè)度及分析
從圖1中可以看出，部分國(guó)家間區(qū)域構(gòu)成相似性明顯。根據(jù)結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)，測(cè)算得各國(guó)原油貿(mào)易空間格局構(gòu)成的相似系數(shù)（見(jiàn)表3）。當(dāng)然相似系數(shù)也是國(guó)家間差異程度的測(cè)度指標(biāo)。
根據(jù)原油進(jìn)口國(guó)進(jìn)口區(qū)域結(jié)構(gòu)相似系數(shù)，可以看出韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、日本與印度，意大利與西班牙，中國(guó)與意大利，德國(guó)與法國(guó)，中國(guó)與西班牙等幾組最為相似。
3.1 日、韓、中國(guó)臺(tái)灣、印度與中國(guó)區(qū)位相近，空間結(jié)構(gòu)相似度不同
雖具相似貿(mào)易區(qū)位，但在相似性分析中可以看出中國(guó)
的原油進(jìn)口空間結(jié)構(gòu)與日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣及印度不同。日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣與印度的進(jìn)口原油主要來(lái)自中東地區(qū)，來(lái)自中東的原油基本為韓、日與中國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口量的80%-90%之間，其次為亞洲與非洲。印度的進(jìn)口原油中也有70%左右來(lái)自中東，其他部分主要來(lái)自亞太。而在中國(guó)的進(jìn)口原油中，來(lái)自中東的原油不足50%，其次為非洲，來(lái)自非洲的原油約占中國(guó)進(jìn)口原油的30%，最后是亞洲其他國(guó)家。從原油的進(jìn)口來(lái)源地域上看，中國(guó)原油進(jìn)口輸油距離明顯高于日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣與印度。
3.2 中國(guó)與意大利和西班牙貿(mào)易區(qū)位差異大，但進(jìn)口空間結(jié)構(gòu)相似
從相似系數(shù)看，與中國(guó)進(jìn)口區(qū)域結(jié)構(gòu)最為相似的是意大利與西班牙，意大利和西班牙國(guó)家建立進(jìn)口貿(mào)易聯(lián)系最廣泛的區(qū)域均為非洲，中東與前蘇聯(lián)地區(qū)。意大利與西班牙自非洲進(jìn)口原油有著明顯的地緣優(yōu)勢(shì)，尤其意大利自非洲的進(jìn)口來(lái)源國(guó)主要集中在北非，其距離與運(yùn)輸通道優(yōu)勢(shì)不言而喻。同時(shí)，來(lái)自中東的石油則可經(jīng)紅海進(jìn)入地中海，或是通過(guò)中東地區(qū)管網(wǎng)直接運(yùn)至地中海沿岸裝船后，運(yùn)抵意大利。而前蘇聯(lián)地區(qū)的原油則可在黑海裝船經(jīng)博斯普魯斯海峽運(yùn)往地中海至意大利，或在由管道運(yùn)輸至地中海沿岸裝船運(yùn)抵意大利。所以從貿(mào)易區(qū)位角度，意大利在進(jìn)口中東、非洲，或是前蘇聯(lián)地區(qū)原油方面都有很好的貿(mào)易區(qū)位優(yōu)勢(shì)。石油安全壓力致使的多元化選擇是中國(guó)不斷擴(kuò)張自非洲的石油進(jìn)口，進(jìn)而導(dǎo)致了中國(guó)與意大利和西班牙的空間格局相似，貿(mào)易格局重心外移明顯。
一般來(lái)說(shuō)，距離與運(yùn)輸成本的呈正相關(guān)關(guān)系。Portes and Rey運(yùn)用引力模型研究發(fā)現(xiàn)，距離意味著信息不對(duì)稱(chēng)，是跨境實(shí)物貿(mào)易的最大障礙[9]在其他條件相同的情況下，離資源輸出地越近的區(qū)域，越容易從資源輸出地調(diào)入資源。且空間距離的增加不僅增加運(yùn)輸成本，也增加了社會(huì)與時(shí)間成本。艾薩德認(rèn)為：“……作為權(quán)益的處理方法，在將生產(chǎn)者相互分離時(shí)，運(yùn)輸成本和空間成本的特殊效應(yīng)就必須被考慮到。它是如此重要，以致于無(wú)法通過(guò)暗含的方式加以回避”[10] 。
3.3 德、法、意、西同為歐州國(guó)家，但空間結(jié)構(gòu)不同
雖均為西歐國(guó)家，但貿(mào)易區(qū)位卻存在顯著差異，因而各國(guó)的貿(mào)易結(jié)構(gòu)也不盡相同。其中最為相似的是意大利與西班牙。同為地中海沿岸國(guó)家使其更容易或更經(jīng)濟(jì)地獲得西非與北非的原油，中東石油也較容易經(jīng)地中海運(yùn)往這兩個(gè)國(guó)家。當(dāng)然法國(guó)也為地中海沿岸國(guó)家，但是相對(duì)于西非，法國(guó)進(jìn)口北海原油更經(jīng)濟(jì)。所以在各自的進(jìn)口量構(gòu)成中可以看出，意大利與西班牙最大的原油進(jìn)口來(lái)源地均為非洲，自非洲進(jìn)口原油約占意大利和西班牙進(jìn)口原油的近40%；其次為中東。而法國(guó)的原油主要來(lái)源于中東、非洲、中東與西歐，幾乎各占1/4。顯然法國(guó)與意大利和西班牙不同。德國(guó)進(jìn)口原油70%以上源于前蘇聯(lián)和西歐，來(lái)自中東的原油僅占其全部進(jìn)口原油的5%-10%之間。德國(guó)為非地中海國(guó)家，因此缺乏利用非洲進(jìn)口石油的地理優(yōu)勢(shì)，同樣中東石油運(yùn)往德國(guó)同樣缺乏通道與地緣優(yōu)勢(shì)。然而德國(guó)歷來(lái)是俄石油出口大戶(hù)，在俄德原油貿(mào)易中友誼管道起著不可估量的作用；德自西歐的原油大部分出自北海油田，所以說(shuō)歐洲進(jìn)口大國(guó)的貿(mào)易地域構(gòu)成也彰顯了原油貿(mào)易區(qū)位條件的決定性作用。
4 結(jié) 論
以上對(duì)各國(guó)原油進(jìn)口貿(mào)易的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行了比較研究，研究結(jié)果表明除中國(guó)外，其他進(jìn)口大國(guó)的進(jìn)口地域選擇中區(qū)位條件是決定性因素，具體如下：
4.1 進(jìn)口國(guó)原油貿(mào)易空間格局差別顯著，區(qū)位條件是差異形成的根源之一
無(wú)論是入度、權(quán)重的空間分布，還是熵值比較均表明，各國(guó)的進(jìn)口空間結(jié)構(gòu)存在明顯差異。相較于中國(guó)，美國(guó)、日本、德國(guó)與韓國(guó)的原油貿(mào)易空間格局更具有序性，有序性使得這些國(guó)家的貿(mào)易空間結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)。而在較高原油貿(mào)易空間格局均質(zhì)性的國(guó)家中，法國(guó)、西班牙與意大利的原油貿(mào)易空間均質(zhì)性源于各自的地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)；
4.2 部分國(guó)家進(jìn)口地域結(jié)構(gòu)相似，區(qū)位條件是相似根本原因
大多數(shù)相似系數(shù)顯示相近的地理位置與相似的石油貿(mào)易運(yùn)輸區(qū)位條件是原油進(jìn)口大國(guó)進(jìn)口地域結(jié)構(gòu)相似的前提，如意大利和西班牙，韓國(guó)、日本、印度與中國(guó)臺(tái)灣，及法國(guó)與德國(guó)。
4.3 多元化戰(zhàn)略降低了中國(guó)進(jìn)口空間格局的經(jīng)濟(jì)性，且無(wú)益于解決貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)
其他進(jìn)口大國(guó)的源地結(jié)構(gòu)的分析表明這些國(guó)家在選擇貿(mào)易伙伴時(shí)更傾向于近域或通道條件較好的國(guó)家與區(qū)域。所以這些國(guó)家的進(jìn)口來(lái)源國(guó)數(shù)量小，貿(mào)易地域相對(duì)集中度較高。相比之下，中國(guó)進(jìn)口多元化與進(jìn)口強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯；顯然中國(guó)原油貿(mào)易空間格局的高均質(zhì)化源于多元化戰(zhàn)略，而非良好的貿(mào)易區(qū)位；多元化戰(zhàn)略致使北非與西非國(guó)家成為中國(guó)原油進(jìn)口源地，進(jìn)而導(dǎo)致貿(mào)易區(qū)位相距甚遠(yuǎn)的中國(guó)與意大利和西班牙原油進(jìn)口貿(mào)易格局的相似，中國(guó)原油貿(mào)易空間格局的重心外移，經(jīng)濟(jì)性下降，同時(shí)，多元化進(jìn)程中，中國(guó)進(jìn)口原油依舊來(lái)自較動(dòng)蕩區(qū)域，源地多元化并沒(méi)有達(dá)到有效解決進(jìn)口來(lái)源地風(fēng)險(xiǎn)的目的；且分散了源地風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，多元化戰(zhàn)略也增加了發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事件的機(jī)率；也無(wú)益于改變80%的進(jìn)口原油通過(guò)馬六甲進(jìn)入中國(guó)的困局。
總的來(lái)看，與其他國(guó)家的經(jīng)濟(jì)性追求不同，中國(guó)原油進(jìn)口多元化進(jìn)程中，客觀(guān)上實(shí)行了以犧牲經(jīng)濟(jì)性換取石油供給的持續(xù)性的策略，而石油安全要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)而且持續(xù)的石油供給，單純追求持續(xù)性則有悖于安全供給的初衷，且就當(dāng)前的國(guó)際原油市場(chǎng)的運(yùn)行機(jī)制看，分散風(fēng)險(xiǎn)成本過(guò)高意義并不大。所以調(diào)整原油進(jìn)口空間結(jié)構(gòu)，使之更具經(jīng)濟(jì)性是必要的。
參考文獻(xiàn)（References）
[1]
段進(jìn)軍.從地緣政治角度論冷戰(zhàn)后資源的戰(zhàn)略地位：以石油和水資源為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2000，19 （2）：181-186.[Duan Jinjun. Expounding Strategy of Resources after the Cold War from the Angle of the Geopolitics[J]. Progress in Geography， 2000， 19 （2）：181-186.]
[2]徐小杰.新世紀(jì)的油氣地緣政治：中國(guó)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[M].北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，1988：24-27.[Xu Xiaojie. Petroleum and Natural Gas Geopolitics in the New Century：China Facing the Opportunity and Challenge [M].Beijing： Social Sciences Academic Press， 1988.24-27.]
[3]賈文龍.世界石油供應(yīng)格局演變及價(jià)格走勢(shì)分析[J].中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)，2007，（5）：4-6.[Jia Wenlong. Analysis on the Evolution of Supply Pattern and the Tendency of Price Concerning World Oil[J]. Natural Resource Economics of China， 2007，（5）：4-6.]
[4]Morgenthau H J. Politics among Nations： The Struggle for Power and Peace [M]. New York：McGraw Hill，Inc.1985：130-143.
[5]程淑佳，王肇鈞.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論下世界原油貿(mào)易空間格局演進(jìn)研究[J].地理科學(xué)， 2011，（11）：1342-1347.[Cheng Shujia，Wang Zhaojun. Evolution of Spatial Pattern of World Crude Oil Trade Based on Complicated Network Theory[J]. Scientia Geographica Sinica， 2011，（11）：1342- 1347.]
[6]劉寶全.國(guó)際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)測(cè)度與演化研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2007：56[Liu Baoquan. Research on Measurement and Evolution of World Trade Network[D].Shanghai： Shanghai Jiao Tong University， 2007：56.]
[7]Newman M E J，Watts D J. Renormalization Group Analysis of the Smallworld Network Model[J].Physics Letters A.1999， 263：341-346.
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的程序設(shè)計(jì)并發(fā)復(fù)雜性問(wèn)題是由于現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能和設(shè)計(jì)理念等多種因素所共同導(dǎo)致的，因此只有在做好前期分析工作的前提下，才能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的程序設(shè)計(jì)并發(fā)復(fù)雜性得到有效的遏制。
1 網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性簡(jiǎn)析
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性是由多方面引起的，以下從環(huán)境差距過(guò)于明顯、設(shè)計(jì)理念的限制、驅(qū)動(dòng)模式有待優(yōu)化等方面出發(fā)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性進(jìn)行了分析。
1.1 環(huán)境差距過(guò)于明顯
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性主要是因?yàn)閱螜C(jī)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差距過(guò)于明顯所導(dǎo)致的。大家都知道隨著近年來(lái)高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)程序的不斷開(kāi)發(fā)，之前傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的許多問(wèn)題都被暴露出來(lái)。在這一過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與單機(jī)環(huán)境之間的巨大差異性成為影響程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。其次，并發(fā)性問(wèn)題的存在實(shí)際上成為了網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)發(fā)展的重要限制瓶頸，因此，如何能夠?qū)τ诓l(fā)性問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，成為了擺在程序設(shè)計(jì)人員面前的要點(diǎn)。與此同時(shí)，環(huán)境差距過(guò)于明顯還意味著混合性并發(fā)模型發(fā)展時(shí)間短和實(shí)際應(yīng)用少的缺陷也會(huì)暴露出來(lái)，因此其對(duì)于并發(fā)性問(wèn)題的解決效果還需要進(jìn)一步的觀(guān)察。
1.2 設(shè)計(jì)理念的限制
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性的存在也跟之前的設(shè)計(jì)理念被軟硬件功能限制有著密切的聯(lián)系。通常來(lái)說(shuō)網(wǎng)絡(luò)程序的并發(fā)性問(wèn)題的表現(xiàn)形式通常會(huì)以分布性、異構(gòu)性、異步性和訪(fǎng)問(wèn)延誤等形式表現(xiàn)出來(lái)。因此工作人員在將問(wèn)題整合成一個(gè)整體后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，并發(fā)性問(wèn)題變得極其難以解決。其次，設(shè)計(jì)理念上的限制還會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的整體效率受到非常大的影響。
1.3 驅(qū)動(dòng)模式有待優(yōu)化
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性和驅(qū)動(dòng)模式有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。由于網(wǎng)絡(luò)并發(fā)任務(wù)處理方法實(shí)際上可以根據(jù)語(yǔ)義將其分為反應(yīng)式和前攝式兩種。在反應(yīng)式模型中應(yīng)用程序必須通過(guò)接收到相應(yīng)的事件通知，然后才能夠在此基礎(chǔ)上能夠更加具有針對(duì)性的發(fā)出具體的操作指令，在這一過(guò)程中如果操作的結(jié)果是錯(cuò)誤的，則工作人員可以從函數(shù)的返回值中即時(shí)獲知。其次，驅(qū)動(dòng)模式有待優(yōu)化還指的是操作的錯(cuò)誤情況通常會(huì)作為完成事件的參數(shù)，傳遞給應(yīng)用程序如果需要同時(shí)發(fā)出多個(gè)相似的并發(fā)操作，則需要在發(fā)出操作指令時(shí)，增加一個(gè)標(biāo)識(shí)參數(shù)，從而能夠在此基礎(chǔ)上對(duì)于并發(fā)操作進(jìn)行更加細(xì)致的區(qū)分。
2 網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題應(yīng)對(duì)
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題的應(yīng)對(duì)應(yīng)當(dāng)從許多方面出發(fā)，以下從優(yōu)化多線(xiàn)程模型、協(xié)調(diào)程序運(yùn)作順序、開(kāi)發(fā)新型并發(fā)模型等方面出發(fā)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題的應(yīng)對(duì)進(jìn)行了分析。
2.1 優(yōu)化多線(xiàn)程模型
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題應(yīng)對(duì)的第一步是合理優(yōu)化多線(xiàn)程模型。工作人員在優(yōu)化多線(xiàn)程模型的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)多線(xiàn)程并發(fā)模型多線(xiàn)程并發(fā)模型的線(xiàn)程調(diào)度來(lái)對(duì)其進(jìn)行分別的分析。其次，工作人員在優(yōu)化多線(xiàn)程模型的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)確保線(xiàn)程的運(yùn)行狀況與應(yīng)用層的控制無(wú)關(guān)，在這一過(guò)程中CPU是由調(diào)度器來(lái)進(jìn)行控制的，并且調(diào)度器對(duì)于線(xiàn)程的調(diào)度是強(qiáng)制性的。與此同時(shí)，工作人員在優(yōu)化多線(xiàn)程模型的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)合理的實(shí)現(xiàn)CPU控制權(quán)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)移，從而能夠在此基礎(chǔ)上有效的規(guī)避因?yàn)樯弦粋€(gè)線(xiàn)程沒(méi)有處理好當(dāng)前線(xiàn)程所需要的各種數(shù)據(jù)，引發(fā)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)，嚴(yán)重的甚因此，在對(duì)線(xiàn)程協(xié)作復(fù)雜或者并發(fā)性高的任務(wù)進(jìn)行處理，最終可以減少系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰的概率。
2.2 協(xié)調(diào)程序運(yùn)作順序
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵是協(xié)調(diào)程序運(yùn)作順序。工作人員在協(xié)調(diào)程序運(yùn)作順利的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)理解到與搶占式調(diào)度相比CPU的控制權(quán)具有更強(qiáng)的優(yōu)先度，因此這意味著只有在當(dāng)前線(xiàn)程放棄數(shù)據(jù)處理后實(shí)際上才會(huì)將CPU的控制權(quán)轉(zhuǎn)移到其他線(xiàn)程。其次，作人員在協(xié)調(diào)程序運(yùn)作順利的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)確保應(yīng)用程序的線(xiàn)程操作必須經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)用，在這一過(guò)程中由于線(xiàn)程代碼的移植具有很高的難度，因此實(shí)際上非常嚴(yán)重的影響了其普遍適應(yīng)性，所以只有通過(guò)合理的協(xié)調(diào)才能夠確保其運(yùn)作順序的合理優(yōu)化。
2.3 開(kāi)發(fā)新型并發(fā)模型
網(wǎng)絡(luò)程序并發(fā)性與復(fù)雜性問(wèn)題應(yīng)對(duì)離不開(kāi)新型并發(fā)模型的開(kāi)發(fā)與利用。工作人員在開(kāi)發(fā)新型并發(fā)模型的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先對(duì)于混合性并發(fā)模型進(jìn)行應(yīng)用。其次，工作人員在開(kāi)發(fā)新型并發(fā)模型的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)理解到無(wú)論是事件驅(qū)動(dòng)模型還是多線(xiàn)程并發(fā)模型實(shí)際上都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，因此這導(dǎo)致了其在實(shí)際應(yīng)用中始終存在一定的局限性。對(duì)因此設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)新型并發(fā)模型的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)勇于打破常規(guī)合理的將這兩種模型融合在一起，最終能夠期待形成全新的并發(fā)模型，最終能夠促進(jìn)程序設(shè)計(jì)合理性的有效提升。
3 結(jié)束語(yǔ)
在網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計(jì)過(guò)程中并發(fā)性問(wèn)題實(shí)際上是一個(gè)難以進(jìn)行規(guī)避的復(fù)雜問(wèn)題。因此工作人員在認(rèn)清當(dāng)前的技術(shù)條件下應(yīng)當(dāng)通過(guò)有效的提升網(wǎng)絡(luò)程序的并發(fā)處理能力，并且在此基礎(chǔ)上并發(fā)模型的性能進(jìn)行完善，才能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)效率的有效提升。
參考文獻(xiàn)
[1]李慧霸，田甜，彭宇行，等.網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)中的并發(fā)復(fù)雜性[J].軟件學(xué)報(bào)，2011（1）：132-148.
[2]高偉，張學(xué)紅.關(guān)于網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)中的并發(fā)復(fù)雜性研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2014（12）：49-51.
[3]潘珂，田勇.網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)中的并發(fā)復(fù)雜性研析[J].科技致富向?qū)В?014（27）：84-85.
1 引言
由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日趨龐大,客觀(guān)、可靠地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)顯得愈發(fā)重要。因此,在沒(méi)有實(shí)際的路由實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,一種有效的手段就是利用網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)建立仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)仿真中最重要的前提步驟就是構(gòu)造復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)際中,在某一種特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上表現(xiàn)良好的路由協(xié)議或算法,在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生重大變化或移植到另一個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)時(shí),往往不能表現(xiàn)同樣良好的性能并且不同的拓?fù)錁?gòu)造方法所生成的拓?fù)鋱D不同,因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能造成很大的影響,因此,為了仿真在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性,需要構(gòu)造與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些可靠分析，進(jìn)行隨機(jī)故障和故意攻擊的測(cè)試。
目前常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ桶ㄒ韵聨追N：（1）簡(jiǎn)單規(guī)則的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如星型連接、環(huán)型連接、樹(shù)型連接、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等；（2）眾所周知的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 如ARPANET,NFSNET,MCI主干域等；（3）隨機(jī)生成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如完全隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型[1]，動(dòng)態(tài)隨機(jī)拓?fù)淠Ｐ蚚2,3],Waxman模型[4,5]等。本文利用度優(yōu)先準(zhǔn)則和距離優(yōu)先準(zhǔn)則構(gòu)造一類(lèi)局域網(wǎng)作為測(cè)試局域網(wǎng)，求出網(wǎng)絡(luò)的割邊并進(jìn)行加固，最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了測(cè)試。
2 測(cè)試局域網(wǎng)的構(gòu)造
測(cè)試局域網(wǎng)的構(gòu)造步驟如下，水平方設(shè)置m個(gè)點(diǎn)，垂直方向設(shè)置n個(gè)點(diǎn)，在平面上設(shè)置mn個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。隨機(jī)地取N1個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)的初始節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)（xi,yi）和節(jié)點(diǎn)（xj,yj）的距離為 接著利用Prim算法構(gòu)造這N1個(gè)節(jié)點(diǎn)的最小生成樹(shù)。然后執(zhí)行下面兩個(gè)步驟中的一個(gè)。
（1）以概率p（0≤p≤1）增加一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。新節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中離它最近的m1（m≤m0）個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。
（2）以概率1-p增加一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。新節(jié)點(diǎn)根據(jù)優(yōu)先連接概率
重復(fù)上面的（1），（2）操作，直到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)達(dá)到N2時(shí)，算法終止。
仿真時(shí)參數(shù)的取值如下，m=n=100，N1=20，p=0.3，m1=3，m2=2，N2=100。仿真圖見(jiàn)圖1。Matlab軟件所畫(huà)的網(wǎng)絡(luò)圖，不便于觀(guān)察節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，用Pajek軟件對(duì)圖1的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的效果見(jiàn)圖2。
3 隨機(jī)故障和故意攻擊的測(cè)試
為了測(cè)試我們構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)的可靠性，隨機(jī)地刪除10%節(jié)點(diǎn)后，網(wǎng)絡(luò)仍然是連通的，效果圖見(jiàn)圖3。刪除度最高的10%節(jié)點(diǎn)后，網(wǎng)絡(luò)就不連通了，有多個(gè)分支，其效果圖見(jiàn)圖4，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)面臨故意攻擊，其樞紐很容易被破壞，從而造成網(wǎng)絡(luò)的崩潰。
4 結(jié)論
本文構(gòu)造了一種局域網(wǎng)，并用Matlab軟件進(jìn)行了仿真，為了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的割邊進(jìn)行了加固，測(cè)試了所構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)對(duì)于隨機(jī)故障和故意攻擊的魯棒性。
用Matlab實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的仿真并不困難。與其它語(yǔ)言相比，Matlab語(yǔ)言有豐富的工具箱函數(shù)，能夠?qū)懗龊?jiǎn)約的代碼。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生、研究生和科研人員，能夠快速進(jìn)入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)前沿研究課題，對(duì)其科研能力的培養(yǎng)極為有益。
參考文獻(xiàn)
[1] Bollobás B. Random Graphs, New York: Academic Press, 2nd ed., 2001.
[2] 汪小帆，李祥，陳關(guān)榮，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社[M]，2006: 27-29.
[3] 呂國(guó)英主編，任瑞征，錢(qián)宇華參編，算法設(shè)計(jì)與分析（第2版），清華大學(xué)出版社[M]，2009: 199.
作者簡(jiǎn)介：
荊平（1966-），山東煙臺(tái)人，煙臺(tái)南山學(xué)院電氣信息實(shí)驗(yàn)中心工程師，研究方向：自動(dòng)化。
