基于复杂网络的美国航空线路网络的抗毁性研究

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1、国内图书分类号：[(7；箩国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓级2Q!Q级专二零一三a卜=F一--．月一令一二月C1aLssifiedMex：Cq7夕U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONTHEROBUSTNESSOFTHEUSAIRLⅣENETWORKBASEDONCOMPLEXNETWORKSGrade：2010Candidate：XuWeijuAcademicDegreeAppliedfor：M

2、asterSpeciality：ManagementScienceandEngineeringSupervisor：DaiYangMar,2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不

3、保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打，，v”)指导老师签名：哦饧日期：幽，乡．6、跏、徽协签H利2作小划瑚彩日位学西南交通大学硕士学位论丈主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．使用复杂网络分析软件pajek对美国航空线路网络的拓扑结构统计参数进行了测旦里：2．通过不同攻击模式(随机攻击和蓄意攻击)在美国航空线路网络、SW小世界网络和BA无标度网络上分别进行了抗毁性研究和对比分析；3．提出了一种新的相继故障模型，并在美国航空线路网络、SW小世界网络和BA无标度网络上分别

4、进行了抗毁性研究和对比分析；本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：懒洋日期：砂履∥．2口西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要本文基于复杂网络的理论基础，以美国航空线路网络为主要研究对象，以复杂网络的抗毁性为研究目标，以两种常见的典型复杂网络模

5、型(sw小世界网络和BA无标度网络1为对比对象，分析了在静态和动态条件下，不同网络的抗毁性仿真结果，并对结果进行了分析。通过使用复杂网络分析软件pajek对美国航空线路网络进行了实证研究，实证结果发现美国航空线路网络的度分布近似服从幂律分布，即度分布尸(七)ock～，其中幂指数，=1．8，是一个无标度网络，另外整个网络的平均路径长度L=2．74，很明显美国航空飞行线路网络具备小世界网络的特性。在静态条件下，通过不同攻击模式(随机攻击和蓄意攻击)在美国航空线路网络、SW小世界网络和BA无标度网络上分

6、别进行了抗毁性实验，结果发现，对于随机攻击，美国航空线路网络、BA无标度网络的抗毁性比SW小世界网络要强，在蓄意攻击模式下，SW小世界网络的抗毁性最强，美国航空线路网络和BA无标度网络的抗毁性区别不大，美国航空线路网络的抗毁性要差一些。在动态条件下，本文提出了一种新的相继故障模型，节点i的初始负荷厶定义为Li=慨丘尸，其中毋代表节点的介数，t代表节点的度值，a表示可调参数。并美国航空线路网络、SW小世界网络和BA无标度网络上分别进行了相继故障的仿真研究，仿真结果表明SW小世界网络存在阈值瓯，当0f

7、值小于阈值％，网络不会发生相继故障，否则就会发生相继故障，而BA无标度网络和美国航空线路网络则不存在这样的阈值a。小世界网络的抗毁性大于美国航空线路网络，美国航空线路网络的抗毁cSW性大于BA无标度网络。另外一个重要发现为在现实当中的BA无标度网络中，虽说可以通过花费更多的成本来增加网络节点的抗毁性，但是口值较大时，再想通过增加九值来大幅度的降低相继故障的规模不可能的。关键词：复杂网络；美国航空线路网络；相继故障；抗毁性西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractBasedontheco

8、mplexnetworkstheory,thisthesistakestheUSAirlinenetworkasthemainresearchobject，takestherobustnessofcomplexnetworksasresearchtarget．Withthetwomostcommontypesoftypicalcomplexnetworkmodel(SWsmallworldnetworkandBAscale-freenetwork)forcomparison，acc