搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

开放式复杂航空网络系统的动力学演化

钱江海 韩定定 马余刚

引用本文:
Citation:

开放式复杂航空网络系统的动力学演化

钱江海, 韩定定, 马余刚

Dynamical evolution of complex airline system

Qian Jiang-Hai, Han Ding-Ding, Ma Yu-Gang
PDF
导出引用
  • 本文首先实证研究了中国航空网(CAN)与外部经济环境,即国民生产总值(GDP)的相关性,进而揭示CAN的演化方式及其拓扑特征的起源.发现自1998年起网络节点的度与其GDP成线性关系,表明了网络拓扑与经济因素有密切的联系,且CAN的度演化服从类似于多重过程(multiplicative process)的模式,而该模式又强烈依赖于GDP的增长率.这种独特的模式暗示了CAN具有类似适应度模型的微观机理.通过对演化方程的研究发现:1)CAN在增长过程中,节点加入的时刻具有经济上的偏好性,即节点加入的时刻与该节
    As a typical open complex system, airline network usually interplays with the economic environment during its self-organized evolution. In this paper, we investigate empirically the correlation between gross domestic product (GDP) and the Chinese airline network (CAN). It is found that the degree of the node has formed a linear correlation with its corresponding GDP since 1998 while a year later the CAN began to exhibit double-power-law degree distribution. Based on the observation, the dynamical equation of CAN is derived. A multiplicative process-like evolution pattern, which strongly depends on the GDP growth rate, is obtained. We demonstrate that such a process coupled with the exponential increase of nodes can yield a double-power-law distribution. The simulation is applied to CAN and we find that the simulation result is in agreement with real CAN.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号:11075057,10775167,10979074)资助的课题.
    [1]

    Newman M E J 2003 SIAM Rev. 45 167

    [2]

    Albert R, Barabási A L 2002 Rev. Mod. Phys. 74 47

    [3]

    Han D D, Liu J G, Ma Y G, Cai X Z, Shen W Q 2004 Chin. Phy. Lett. 21 1855 Han D D, Liu J G, Ma Y G 2008 Chin. Phys. Lett. 25 765

    [4]

    Bagler G 2008 Phys. A 387 2972

    [5]

    Han D D, Qian J H, Liu J G 2009 Phys. A 388 71

    [6]

    Barrat A, Barthélemy M, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2004 Proc.Natl. Acad. Sci. USA 101 3747

    [7]

    Vazquez A, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2002 Phys. Rev. E 65 066130

    [8]

    Broder A, Kumar R, Maghoul F, Raghavan P, Rajagopalan S, Stata R, Tomkins A, Wiener J 2000 Comput. Netw. 33 309

    [9]

    Redner S 1998 Eur. Phys. J. B 4 131

    [10]

    Jeong H, Tombor B, Albert R, Oltvai Z N, Barabasi A L 2000 Nature 407 651

    [11]

    Chang H, Su B B, Zhou Y P, He D R 2007 Phys. A 383 687

    [12]

    Gao L F, Shi J J, Guan S 2010 Chin. Phys. B 19 010512

    [13]

    Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509 Barabási A L, Albert R, Jeong H 1999 Phys. A 272 173

    [14]

    Jeong H, Néda Z, Barabási A L 2003 Europhys. Lett. 61 567

    [15]

    Bianconi G, Barabási A L 2001 Europhys. Lett. 54 436

    [16]

    Dorogovtsev S N, Mendes J F F 2006 Phys. Rev. E 74 016117

    [17]

    Pan Z F, Wang X F 2006 Acta Phys. Sin. 55 4058(in Chinese) [潘灶烽、汪小帆 2006 物理学报 55 4058]

    [18]

    Gagen M J, Mattick J S 2005 Phys. Rev. E 72 016123

    [19]

    Zhao H, Gao Z Y 2006 Chin. Phys. Lett. 23 2311

    [20]

    Li J, Wang B H, Jiang P Q, Zhou T, Wang W X 2006 Acta Phys. Sin. 55 4051(in Chinese)[李 季、汪秉宏、蒋品群、周 涛、王文旭 2006 物理学报 55 4051]

    [21]

    Qu Z H, Wang P, Song C M, Qin Z G 2010 Chin. Phys. B 19 110504

    [22]

    Liu F, Zhao H, Li M, Ren F Y, Zhu Y B 2010 Chin. Phys. B 19 040513

    [23]

    Li W, Cai X 2004 Phys. Rev. E 69 04610 Chi L P, Wang R, Su H, Xu X P, Zhao J S, Li W, Cai X 2003 Chin. Phys. Lett. 20 1393

    [24]

    Qian J H, Han D D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3028 (in Chinese) [钱江海、韩定定 2009 物理学报 58 3028] Qian J H, Han D D 2009 Phys. A 388 4248

    [25]

    Gautreau A, Barrat A, Barthélemy M 2009 Proc.Natl. Acad. Sci. USA 106 8847

    [26]

    Goh K I, Kahng B, Kim D 2002 Phys. Rev. Lett. 88 108701

  • [1]

    Newman M E J 2003 SIAM Rev. 45 167

    [2]

    Albert R, Barabási A L 2002 Rev. Mod. Phys. 74 47

    [3]

    Han D D, Liu J G, Ma Y G, Cai X Z, Shen W Q 2004 Chin. Phy. Lett. 21 1855 Han D D, Liu J G, Ma Y G 2008 Chin. Phys. Lett. 25 765

    [4]

    Bagler G 2008 Phys. A 387 2972

    [5]

    Han D D, Qian J H, Liu J G 2009 Phys. A 388 71

    [6]

    Barrat A, Barthélemy M, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2004 Proc.Natl. Acad. Sci. USA 101 3747

    [7]

    Vazquez A, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2002 Phys. Rev. E 65 066130

    [8]

    Broder A, Kumar R, Maghoul F, Raghavan P, Rajagopalan S, Stata R, Tomkins A, Wiener J 2000 Comput. Netw. 33 309

    [9]

    Redner S 1998 Eur. Phys. J. B 4 131

    [10]

    Jeong H, Tombor B, Albert R, Oltvai Z N, Barabasi A L 2000 Nature 407 651

    [11]

    Chang H, Su B B, Zhou Y P, He D R 2007 Phys. A 383 687

    [12]

    Gao L F, Shi J J, Guan S 2010 Chin. Phys. B 19 010512

    [13]

    Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509 Barabási A L, Albert R, Jeong H 1999 Phys. A 272 173

    [14]

    Jeong H, Néda Z, Barabási A L 2003 Europhys. Lett. 61 567

    [15]

    Bianconi G, Barabási A L 2001 Europhys. Lett. 54 436

    [16]

    Dorogovtsev S N, Mendes J F F 2006 Phys. Rev. E 74 016117

    [17]

    Pan Z F, Wang X F 2006 Acta Phys. Sin. 55 4058(in Chinese) [潘灶烽、汪小帆 2006 物理学报 55 4058]

    [18]

    Gagen M J, Mattick J S 2005 Phys. Rev. E 72 016123

    [19]

    Zhao H, Gao Z Y 2006 Chin. Phys. Lett. 23 2311

    [20]

    Li J, Wang B H, Jiang P Q, Zhou T, Wang W X 2006 Acta Phys. Sin. 55 4051(in Chinese)[李 季、汪秉宏、蒋品群、周 涛、王文旭 2006 物理学报 55 4051]

    [21]

    Qu Z H, Wang P, Song C M, Qin Z G 2010 Chin. Phys. B 19 110504

    [22]

    Liu F, Zhao H, Li M, Ren F Y, Zhu Y B 2010 Chin. Phys. B 19 040513

    [23]

    Li W, Cai X 2004 Phys. Rev. E 69 04610 Chi L P, Wang R, Su H, Xu X P, Zhao J S, Li W, Cai X 2003 Chin. Phys. Lett. 20 1393

    [24]

    Qian J H, Han D D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3028 (in Chinese) [钱江海、韩定定 2009 物理学报 58 3028] Qian J H, Han D D 2009 Phys. A 388 4248

    [25]

    Gautreau A, Barrat A, Barthélemy M 2009 Proc.Natl. Acad. Sci. USA 106 8847

    [26]

    Goh K I, Kahng B, Kim D 2002 Phys. Rev. Lett. 88 108701

  • [1] 李艳, 任思萌, 褚博, 燕汝江, 于群星, 孙辉, 邵立, 钟发成. 球形双曲色散超材料腔的多重窄带回音廊模式及透明显示应用. 物理学报, 2024, 73(2): 020203. doi: 10.7498/aps.73.20231351
    [2] 吴俊传, 唐振鹏, 杜晓旭, 陈凯杰. 基于改进的对数周期幂律模型研究中国股市崩盘预警. 物理学报, 2022, 71(2): 020201. doi: 10.7498/aps.71.20201940
    [3] 陈泽国, 吴莹. 声子晶体中的多重拓扑相. 物理学报, 2017, 66(22): 227804. doi: 10.7498/aps.66.227804
    [4] 韩定定, 姚清清, 陈趣, 钱江海. 基于时变小世界模型的航空网优化评估. 物理学报, 2017, 66(24): 248901. doi: 10.7498/aps.66.248901
    [5] 王金霞, 师应龙, 张登红, 颉录有, 董晨钟. 类锂离子双电子复合过程中辐射光子角分布和极化特性的理论研究. 物理学报, 2013, 62(23): 233401. doi: 10.7498/aps.62.233401
    [6] 张晓燕, 徐伟, 周丙常. 色高斯噪声驱动双稳系统的多重随机共振研究. 物理学报, 2011, 60(6): 060514. doi: 10.7498/aps.60.060514
    [7] 张 洁, 刘门全, 魏丙涛, 罗志全. 强磁场中修正URCA过程的中微子产能率. 物理学报, 2008, 57(9): 5448-5451. doi: 10.7498/aps.57.5448
    [8] 支 蓉, 龚志强. 利用幂律尾指数的中国降水突变检测与归因. 物理学报, 2008, 57(7): 4629-4633. doi: 10.7498/aps.57.4629
    [9] 刘宏鲲, 周 涛. 中国城市航空网络的实证研究与分析. 物理学报, 2007, 56(1): 106-112. doi: 10.7498/aps.56.106
    [10] 支 蓉, 龚志强, 王德英, 封国林. 基于幂律尾指数研究中国降水的时空演变特征. 物理学报, 2006, 55(11): 6185-6191. doi: 10.7498/aps.55.6185
    [11] 许晓军, 魏高尧, 蔡萍根, 金进生, 夏阿根, 叶高翔. 具有幂次相互作用的磁性粒子凝聚过程的数值研究. 物理学报, 2006, 55(8): 4039-4045. doi: 10.7498/aps.55.4039
    [12] 郭进利. 供应链型网络中双幂律分布模型. 物理学报, 2006, 55(8): 3916-3921. doi: 10.7498/aps.55.3916
    [13] 李 旲, 山秀明, 任 勇. 具有幂率度分布的因特网平均最短路径长度估计. 物理学报, 2004, 53(11): 3695-3700. doi: 10.7498/aps.53.3695
    [14] 于会生, 孙霞, 罗守福, 王永瑞, 吴自勤. 非晶Ni-Cu-P合金化学沉积过程的多重分形谱研究. 物理学报, 2002, 51(5): 999-1003. doi: 10.7498/aps.51.999
    [15] 王晓平, 周 翔, 何 钧, 廖良生, 吴自勤. 有机薄膜电致发光失效过程的多重分形谱研究. 物理学报, 1999, 48(10): 1911-1916. doi: 10.7498/aps.48.1911
    [16] 李彤, 徐向东, 刘强, 钱青, 陈学俊. 多重散射展开方法应用于电子-氢原子弹性散射角分布的计算. 物理学报, 1993, 42(6): 905-910. doi: 10.7498/aps.42.905
    [17] 李少甫, 刘强, 徐向东, 钱青, 陈学俊. 多重散射展开方法应用于正电子-氢原子的弹性散射角分布的计算. 物理学报, 1993, 42(6): 911-917. doi: 10.7498/aps.42.911
    [18] 薛瑜, 孔令江, 翁甲强. n体聚集过程和联合聚集过程的集团尺寸分布. 物理学报, 1992, 41(9): 1406-1417. doi: 10.7498/aps.41.1406
    [19] 童林夙, 尹涵春. 介质靶成象过程分辨率的研究. 物理学报, 1983, 32(8): 1043-1052. doi: 10.7498/aps.32.1043
    [20] 施士元. 回火第一阶段中马氏体的分解过程. 物理学报, 1958, 14(2): 95-105. doi: 10.7498/aps.14.95
计量
  • 文章访问数:  7015
  • PDF下载量:  719
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-07
  • 修回日期:  2010-12-16
  • 刊出日期:  2011-09-15

/

返回文章
返回