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郭进利 (上海理工大学管理学院工业工程研究所,上海, 200093 ) 关于《平均场理论对于无标度随机网络的应用》一文的注记 2005 全国复杂网络学术会议( CCCN’05 )论文
本文主要目标 1 、提出比 BA 模型更接近现实复杂网络的模型— G 增长模型; 2 、获得比 Barabási and Albert 的结果更精确的度分布估计; 3 、指出了 Barabási and Albert  关于 BA 模型的分析错误 , 避免后继作者不断沿用此错误。
BA  模 型 ( 1 )增长:开始于较少的节点数量( ),在每个时间间隔增添一个具有 m(  ) 条边的新节点,连接这个新节点到 m 个不同的已经存在于网络中的节点; ( 2 )择优连接:在选择新节点的连接时,假设新节点连接到节点 i 的概率 П 取决于节点 i 的度 k i 数 ,即 (1)
G 增长模型 ( 1 )增长:开始于较少的节点数量( ),节点的到达时刻为: t 1 ,  t 2 ,… , 节点的到达时间间隔独立同分布: 其中  是常数, f(t) 是连续的,在 t 时刻,增添一个具有 m(  ) 条边的新节点,连接这个新节点到 m 个不同的已经存在于网络中的节点; ( 2 )择优连接:同 BA 模型。
为什么叫 G 增长模型 我们把节点到达过程服从一般更新过程的上述模型称为 G 增长模型。
Poisson 模型 (1) 增长:开始于较少的节点数量 m 0 ,节点的到达过程服从具有参数 的齐次 Poisson 过程,当新节点在时刻进入网络时 ,  新节点与已经存在于网络中的个 m ( 小于或等于 m 0 ) 节点相连接; ( 2 )择优连接:同 G 增长模型。   Poisson 模型为  的 G 增长模型
BA 模型与 G 增长模型的关系 BA 模型可视为  的 Poisson 模型
网络度分布的概念与关系 节点的分布: 1 、节点的瞬态度分布; 2 、节点的稳态度分布。 网络的分布: 1 、网络的瞬态度分布; 2 、网络的稳态度分布。
G 增长模型节点瞬态度分布 1 、 Dorogovtsev   关于 BA 模型节点瞬态度分布: 2 、 Barabási   关于 BA 模型节点瞬态度分布的估计解: 3 、 Poisson 模型节点瞬态度分布的估计解:
G 增长模型稳态度分布估计 1 、 Dorogovtsev   关于 BA 模型稳态度分布的精确解: 2 、 Barabási   关于 BA 模型稳态度分布的估计解: 3 、 G 模型稳态度分布的估计解:
BA 模型度分布精确解的前提条件 Dorogovtsev   关于 BA 模型稳态度分布的精确解前提条件:
关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 初始条件为,第 i 个节点进入网络时刻 t i 具有, 解得:   ( 79 ) ( 80 ) ( 81 )
关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 假设在相同的时间间隔添加节点到网络中 ,  因此, t i 是具有均匀分布 , 则 ( 84 ) ( 1* )
关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 我们现在分析上述论证的缺陷   1 、从上述论证过程我们知道   ( 2* ) 由( 84 )知,对于任意的   ,有   故, ( 4* ) 显然,( 4* )与( 2*) 相矛盾。 ( 3* )
关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 2 、文 [18] 中指出最老的节点有相当长的时间获得连接边,( 81 )也表明老节点(小 t i )以年轻节点(大 t i )的损耗方式来增加其连通度,即对于相当大的 k 和 t, 老节点具有大于或等于 k 的度的概率比年轻节点具有大于或等于 k 的度的概率大,即对于充分大的和,当 i<<j   时,有 ( 5* ) 而( 84) 表明: ( 6* ) 显然,( 5* )与( 6*) 相矛盾。
关于 G 增长模型的合理性 其中, A i (t) 表示 A(t) 的 i 阶卷积, ( 6* )
关于 G 增长模型的合理性 显然,( 7* )表明最老的节点有相当长的时间获得连接边,也表明老节点(小 t i )以年轻节点(大 t j )的损耗方式来增加其连通度。 ( 7* ) 因为

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  • 1. 郭进利 (上海理工大学管理学院工业工程研究所,上海, 200093 ) 关于《平均场理论对于无标度随机网络的应用》一文的注记 2005 全国复杂网络学术会议( CCCN’05 )论文
  • 2. 本文主要目标 1 、提出比 BA 模型更接近现实复杂网络的模型— G 增长模型; 2 、获得比 Barabási and Albert 的结果更精确的度分布估计; 3 、指出了 Barabási and Albert 关于 BA 模型的分析错误 , 避免后继作者不断沿用此错误。
  • 3. BA 模 型 ( 1 )增长:开始于较少的节点数量( ),在每个时间间隔增添一个具有 m( ) 条边的新节点,连接这个新节点到 m 个不同的已经存在于网络中的节点; ( 2 )择优连接:在选择新节点的连接时,假设新节点连接到节点 i 的概率 П 取决于节点 i 的度 k i 数 ,即 (1)
  • 4. G 增长模型 ( 1 )增长:开始于较少的节点数量( ),节点的到达时刻为: t 1 , t 2 ,… , 节点的到达时间间隔独立同分布: 其中 是常数, f(t) 是连续的,在 t 时刻,增添一个具有 m( ) 条边的新节点,连接这个新节点到 m 个不同的已经存在于网络中的节点; ( 2 )择优连接:同 BA 模型。
  • 5. 为什么叫 G 增长模型 我们把节点到达过程服从一般更新过程的上述模型称为 G 增长模型。
  • 6. Poisson 模型 (1) 增长:开始于较少的节点数量 m 0 ,节点的到达过程服从具有参数 的齐次 Poisson 过程,当新节点在时刻进入网络时 , 新节点与已经存在于网络中的个 m ( 小于或等于 m 0 ) 节点相连接; ( 2 )择优连接:同 G 增长模型。 Poisson 模型为 的 G 增长模型
  • 7. BA 模型与 G 增长模型的关系 BA 模型可视为 的 Poisson 模型
  • 8. 网络度分布的概念与关系 节点的分布: 1 、节点的瞬态度分布; 2 、节点的稳态度分布。 网络的分布: 1 、网络的瞬态度分布; 2 、网络的稳态度分布。
  • 9. G 增长模型节点瞬态度分布 1 、 Dorogovtsev 关于 BA 模型节点瞬态度分布: 2 、 Barabási 关于 BA 模型节点瞬态度分布的估计解: 3 、 Poisson 模型节点瞬态度分布的估计解:
  • 10. G 增长模型稳态度分布估计 1 、 Dorogovtsev 关于 BA 模型稳态度分布的精确解: 2 、 Barabási 关于 BA 模型稳态度分布的估计解: 3 、 G 模型稳态度分布的估计解:
  • 11. BA 模型度分布精确解的前提条件 Dorogovtsev 关于 BA 模型稳态度分布的精确解前提条件:
  • 12. 关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 初始条件为,第 i 个节点进入网络时刻 t i 具有, 解得: ( 79 ) ( 80 ) ( 81 )
  • 13. 关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 假设在相同的时间间隔添加节点到网络中 , 因此, t i 是具有均匀分布 , 则 ( 84 ) ( 1* )
  • 14. 关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 我们现在分析上述论证的缺陷 1 、从上述论证过程我们知道 ( 2* ) 由( 84 )知,对于任意的 ,有 故, ( 4* ) 显然,( 4* )与( 2*) 相矛盾。 ( 3* )
  • 15. 关于 BA 模型 Barabási 的分析结果的讨论 2 、文 [18] 中指出最老的节点有相当长的时间获得连接边,( 81 )也表明老节点(小 t i )以年轻节点(大 t i )的损耗方式来增加其连通度,即对于相当大的 k 和 t, 老节点具有大于或等于 k 的度的概率比年轻节点具有大于或等于 k 的度的概率大,即对于充分大的和,当 i<<j 时,有 ( 5* ) 而( 84) 表明: ( 6* ) 显然,( 5* )与( 6*) 相矛盾。
  • 16. 关于 G 增长模型的合理性 其中, A i (t) 表示 A(t) 的 i 阶卷积, ( 6* )
  • 17. 关于 G 增长模型的合理性 显然,( 7* )表明最老的节点有相当长的时间获得连接边,也表明老节点(小 t i )以年轻节点(大 t j )的损耗方式来增加其连通度。 ( 7* ) 因为