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复杂系统与复杂性科学

复杂系统与复杂性科学

2026年01期

《复杂系统与复杂性科学》于2004年由国家科技部批准创刊的。由青岛大学主办，季刊，国内外公开发行。主编由中国科学院院士戴汝为教授和张嗣瀛教授担任。中国自动化学会系统复杂性专业委员会的会刊。

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复杂网络 | 基于二阶邻居负载再分配的电网级联故障研究

复杂网络 | 基于二阶邻居负载再分配的电网级联故障研究

摘要：通过改变电网级联故障中负载再分配范围来提升网络鲁棒性，提出了一种考虑二阶邻居的负载再分配策略。采用该策略在美国西部电网和波兰电网上进行单节点攻击和多节点攻击实验，分析在不同负载再分配策略和不同攻击方式下网络的鲁棒性。仿真实验表明，所提出的再分配策略在多个网络上均能显示出更好的鲁棒性和抗毁性。此外，通过与考虑更高阶邻居负载再分配策略的对比研究，发现负载的再分配策略存在饱和效应，所提出的策略是平衡分配效率和网络鲁棒性的最优选择。
复杂网络 | 基于传播模型的加权有向网络评估算法

复杂网络 | 基于传播模型的加权有向网络评估算法

摘要：为了对现实生活中存在的大量加权有向网络进行节点重要性研究，基于传播模型构建了一种加权有向网络的节点评估算法，即交叉 K -阶传播数算法（CKPN算法）。该方法从局部和全局角度分析节点信息，调整了有向网络的出入度贡献分配，综合考察不同传播阶数下的节点影响力。采用ARPA网络、WSIR模型和蓄意攻击模型验证其有效性。结果表明,CKPN算法考虑信息全面，评价结果细致，在大规模网络中效果良好。与传统算法相比，CKPN算法更加精确且应用更加广泛。
复杂网络 | 黄河流域绿色技术创新网络演化特征及其机制

复杂网络 | 黄河流域绿色技术创新网络演化特征及其机制

摘要：为揭示黄河流域绿色技术创新合作格局及其影响因素，利用社会网络分析法与指数随机图模型分析2011—2019年黄河流域绿色技术创新网络的空间演化特征及其机制。研究发现：黄河流域绿色创新网络的规模与合作强度持续上升，但联系紧密度有所下降;黄河流域中上游地区在阶段1(2011—2013年)为西安单核心创新集群，并在阶段2（2017—2019年)分化为青海、宁—陕—豫和甘—内蒙古—晋3个创新集群；下游地区在阶段1分别形成济南、青岛单核心创新集群，并在阶段2整合为山东半岛城市群创新集群；组织与文化邻近有利于城际创新，但也强化了省域和文化的“边界效应”；城市群与流域并未形成“边界效应”，但所形成的政策和流域邻近性未能促进城际合作;地理与技术邻近、城市的经济规模、创新水平以及绿色创新水平对于城际创新合作呈正面影响。关键词：绿色技术创新网络;指数随机图模型(ERGM)；边界效应；邻近性;黄河流域
复杂网络 | 韧性视角下城市地铁与常规公交网络关键站点及线路识别

复杂网络 | 韧性视角下城市地铁与常规公交网络关键站点及线路识别

摘要：城市地铁和常规公交承担了大量的居民日常出行服务，其在遭受突发事件攻击时往往会造成广泛而深远的影响，为确保公共交通的安全高效运营，基于复杂网络理论，从结构韧性的视角提出一种通过重要度识别城市地铁和常规公交网络关键站点与线路的方法，即基于韧性的均方差-TOPSIS综合评价法，并通过重要度评估结果的单调性、不同攻击策略的鲁棒性、建设时序的对比分析验证该方法的可靠性。结果表明：该方法可以良好地将网络中的每一个站点进行区分；鲁棒性分析时也能够体现重要度较大的关键站点对网络整体性能影响更大的特点;地铁线路重要度的K-means聚类结果与深圳市地铁建设时序大体一致；综合验证了该方法在识别关键站点和线路方面的可靠性。
复杂网络 | 基于多尺度残差注意力网络的窃电检测

复杂网络 | 基于多尺度残差注意力网络的窃电检测

摘要：针对传统窃电检测方法存在仅使用一维电量、依赖于手工特征、检测精度低的不足，提出基于多尺度残差注意力网络的窃电检测模型。该模型基于金字塔卷积充分提取多尺度细节特征，并引入混合扩张卷积注意力残差网络提高检测性能。在国家电网公开数据集对所提的方法进行实验验证,结果表明，相比传统的逻辑回归、支持向量机、随机森林等多种模型，所提出模型的 A_UC 、M_AP?F1 分数指标取得了有效的提升。
复杂网络 | 基于元网络模型的危险品运输事故致因分析

复杂网络 | 基于元网络模型的危险品运输事故致因分析

摘要：为揭示危险品运输事故关键因素及因素间的结构关系，采用元网络模型，结合危险品道路运输特点，建立以人员、行为、后果、组织、环境和事件为要素的节点体系。以浙江温岭“6.13"液化石油气运输槽罐车重大爆炸事故为例，构建危险品运输事故致因网络，分析网络的结构特征与打击策略。研究发现，危险品运输事故致因网络呈现稀疏网络的特性;以紧密中心性为参考指标的重点打击效果最优。
复杂网络 | 基于注意力机制和复杂网络的FPGA可布性预测

复杂网络 | 基于注意力机制和复杂网络的FPGA可布性预测

摘要：鉴于FPGA可布性预测对于解决物理设计的优化的重要意义，提出基于复杂网络和CBAM-CNN的FPGA可布性预测模型，在布局阶段提取与电路拥塞相关的电路特征和复杂网络特征并映射为RGB图像，引入注意力机制增强特征的重要性。实验结果表明预测准确度为 98.03% ，精确度为 98.3% ，灵敏度为 98.3% ，特异性为 97.67% ，Matthews相关系数为 93.75% ；复杂网络特征在FPGA可布性预测的重要性依次为度、强度、特征向量和介数。证明了复杂网络特征在 FP-GA可布性预测中的有效性和重要性。
复杂网络 | 考虑多元变量的世界航空网络综合鲁棒性研究

复杂网络 | 考虑多元变量的世界航空网络综合鲁棒性研究

摘要：由于传统采用单一指标评价航空网络鲁棒性存在不足，需进一步考虑多元指标及其核心变量，提出综合评价方法，以全面分析与评价网络鲁棒性。考虑剩余节点数量、邻居连边数、最短路径等多元变量建立综合鲁棒性评价指标；设置4种失效策略并对4个网络进行仿真。仿真结果表明：在随机失效情况下，世界航空网络在几乎所有节点失效后综合鲁棒性指标才降至0，与其余3个虚拟网络相比是最具鲁棒性的;在3种蓄意失效情况下，世界航空网络在小规模节点失效时均难以维持鲁棒性，且在 20% 左右节点失效后网络完全崩溃；在3种蓄意失效策略下世界航空网络综合鲁棒性曲线基本一致，证明了该综合鲁棒性指标的泛用性。
复杂网络 | 一种基于社团外围节点的网络鲁棒性优化策略

复杂网络 | 一种基于社团外围节点的网络鲁棒性优化策略

摘要：为提高网络鲁棒性优化策略的效率，分析了几类主要的优化策略对城市基础设施网络结构的影响,提出一种基于社团外围节点加边策略(Community Periphery nodes link Addition,CPA)来优化网络鲁棒性。所提策略采用GN算法确定复杂网络社团结构，将社团看作一个网络，采用K壳算法确定每个社团内网络中心的位置，找出每个社团内受网络中心影响最小的节点作为社团外围节点，根据外围节点建立连边。基于真实的基础设施网络以及BA无标度网络模型的实验结果表明，通过与经典的随机加边，低度加边，低介数加边以及代数连通性加边策略相比，CPA策略在多数情况下对网络的鲁棒性提升效率更高。
复杂网络 | 基于邻接矩阵的复杂网络演化融合迭代方法

复杂网络 | 基于邻接矩阵的复杂网络演化融合迭代方法

摘要：为更高效地处理复杂网络拓扑结构的连续拆分与重组，降低算力消耗，提出邻接矩阵融合迭代方法。通过邻接矩阵行列向量融合实现复杂网络聚合，定义网络演化融合拆分选代步骤及形式，并以构建航班保障网络为例进行实证分析。最后，模拟有向网络的融合拆分过程，引入时间、空间复杂度指标验证该方法的有效性。结果表明，所提方法与实证网络拓扑结构的演化生成过程一致，其运算复杂度较其他方法更低，尤其适用于有向稠密网络研究。
复杂网络 | 基于节点影响因子和贡献因子的复杂网络重要节点识别

复杂网络 | 基于节点影响因子和贡献因子的复杂网络重要节点识别

摘要：针对高聚集网络，提出一种新的识别复杂网络重要节点的方法KEC，该方法既考虑了节点及邻居节点的局部信息即影响因子又考虑了邻居节点对节点影响力的贡献度，提出了贡献因子。在8个真实网络中，利用SIR模型和蓄意攻击实验分析KEC与6个常用中心性在网络中的表现，最后利用Kendall-tau相关系数分析KEC与6个常用中心性计算节点值的相关性。结果表明：KEC能有效识别有影响力的节点集和提高网络的抗毁性，同时在8个真实网络中KEC与6个常用中心性的Kendall-tau相关性几乎均为正相关，说明KEC识别复杂网络重要节点是可行的。
复杂网络 | 城市流量型经济多重网络结构分析与能级测度

复杂网络 | 城市流量型经济多重网络结构分析与能级测度

摘要：为促进中国区域经济的协调和高质量发展，结合流量型经济理论与多重网络分析方法，构建了城市间物资、资金、技术信息流网络模型，应用基于熵的多属性节点重要性测度方法，提出了一种城市经济能级测度新框架。研究显示，城市网络结构特征与宏观经济状态变化密切相关。所构建的能级测度模型输出结果与权威报告一致，从而证明了其有效性。进一步研究发现，中国各经济区城市能级差异显著，东部及长三角区域得分领先，西部和东北地区在政策引导下呈现积极发展态势，中部和环渤海区域仍需加强政策支持。技术信息流对东部等经济发达区域的能级提升至关重要，而西部等欠发达区域的能级增长则更依赖于新资本投资。
演化博弈 | 基于传播动力学的建筑绿色转型激励机制探究

演化博弈 | 基于传播动力学的建筑绿色转型激励机制探究

摘要：为探究地方政府激励政策对绿色建筑供需双方的影响机理，基于演化博弈与传播动力学理论构建SEIR演化博弈模型，探究开发商与地方政府之间的博弈关系，以及博弈双方不同行为决策下绿色建筑在消费者中的扩散情况。研究结果表明，绿色意识的影响最为显著，随着利益相关方绿色意识水平的提升，绿色建筑的扩散程度在发展阶段达到最大化。此外，地方政府行为决策对绿色建筑扩散的影响大于开发商，补贴政策的激励效果优于税收优惠政策。
演化博弈 | 新媒体环境下文旅信息传播的演化特征研究

演化博弈 | 新媒体环境下文旅信息传播的演化特征研究

摘要：为研究新媒体环境下文旅信息传播的演化特征，辨析博主宣传、主播营销对潜在游客的影响，应用前景理论刻画博主、主博在文旅信息传播过程中的损益感知，综合运用SEIR与演化博弈理论构建文旅信息传播模型，结合云南西双版纳和江苏高淳老街的情景案例进行数值仿真。研究发现：单次信息传播下，游客量随文旅信息的传播呈倒U型曲线特征；文旅信息的传播效果与选择传播策略的博主比例、选择销售策略的主播比例、传播者接触人数、人群中博主的比例、博主的“粉丝"数量呈正相关，与传播时长、自然衰减参数负相关。
研究前沿 | 基于扰动补偿的多离散 Euler-Lagrange 系统包容控制

研究前沿 | 基于扰动补偿的多离散 Euler-Lagrange 系统包容控制

摘要：为研究多离散 Euler-Lagrange(简记为 EL)系统的包容控制问题,运用欧拉一阶近似方法将离散 EL 系统转化为一类二阶非线性系统,并提出一个扰动识别器来估计系统的复合扰动。引入一个由领导者状态生成的虚拟轨迹将包容控制问题转化为跟踪控制问题,通过设计一个包含已知非线性项和扰动补偿的状态反馈控制器获得了跟踪误差动态。分别讨论了跟踪误差的有限时间有界性以及指数最终有界性,并推导出控制器增益需要满足的条件。通过对一组双连杆机械臂系统进行数值仿真实验,验证了两种不同性能下提出的控制方案的有效性。
研究前沿 | 自动驾驶场景下的高效多任务视觉感知模型

研究前沿 | 自动驾驶场景下的高效多任务视觉感知模型

摘要：为高效利用自动驾驶车辆硬件算力，在YOLOv5的基础上构建了多任务感知模型OLAD，能够同时实现交通目标检测、车道线识别和可行驶区域分割。通过引入改进的SPPFCSPC模块、参考 Slim-Neck重新设计特征融合网络，提高了模型特征提取能力、推理速度和检测精度，并在损失函数中引入MPDIoU以提升交通目标检测精度。模型性能验证方面，在BDD1OOK验证集中补充自制国内道路数据集进行综合性能评测，结果表明OLAD的检测精度和速度都优于目前SOTA的YOLOP;另外随机选取苏州市不同时段的公开道路图片以测试模型在国内道路的表现，结果显示本文的OLAD模型感知结果更准确、更适用于国内道路。
研究前沿 | 融合邻域关系和实体的知识图谱补全模型

研究前沿 | 融合邻域关系和实体的知识图谱补全模型

摘要：鉴于大多数现有的知识图谱补全方法采用独立处理三元组的方式，而忽略邻域关系和实体对中心实体的不同贡献度的问题，提出了REGNN的图神经网络模型。该模型从邻域内的关系和实体中获得的特征信息被嵌入到中心实体的更新中，通过聚合实体和关系特征来丰富中心实体的表征。实验结果显示，与传统的图神经网络模型相比，在FB15K-237数据集上，REGNN模型的MMR和Hits@10指标分别提高了 3.3% 和 1.5% ，在WN18RR数据集上分别提高了 1.4% 和3.6% ，从而验证了该模型的有效性。
研究前沿 | 基于控制输人和状态翻转的布尔控制网络状态估计

研究前沿 | 基于控制输人和状态翻转的布尔控制网络状态估计

摘要：为了解决布尔控制网络的状态估计问题，运用控制输入，将布尔控制网络转化为布尔网络。进而基于控制输入和输出研究布尔控制网络状态估计问题，输出依赖状态估计集元素不唯一时，引入状态翻转控制，并提出实现到达目标状态的充分条件。设计联合控制对序列求解算法，将输出依赖状态估计状态集中的所有状态同时翻转到目标状态，实现对布尔控制网络的状态估计。实例证明：该研究方法能够实现布尔控制网络的状态估计。
研究前沿 | 含全状态约束的非线性系统固定时间控制

研究前沿 | 含全状态约束的非线性系统固定时间控制

摘要：针对含全状态约束的非线性系统固定时间控制问题，引入一种新型的非线性映射来处理系统状态存在约束的问题，并且利用此非线性映射提出一种固定时间控制设计方法。首先，建立具有全状态约束非线性系统的数学模型;其次，结合时变状态约束条件采用非线性映射技术将原本存在约束的系统转换为相应的无约束系统;然后，利用径向基函数神经网络设计基于反步法的固定时间控制律;最终，采用LyapunOv理论证明系统的稳定性，并结合具体仿真算例验证了所提控制方法的有效性和可行性。

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