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

doi:10.7498/aps.60.098901

摘要

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

关键词:

Abstract

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.

Keywords:

作者及机构信息

(1)华东师范大学信息科学技术学院,上海 200241; (2)中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800

基金项目: 国家自然科学基金 (批准号:11075057,10775167,10979074)资助的课题.

Authors and contacts

(1)School of Information Science and Technology, East China Normal University, Shanghai 200241, China; (2)Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China

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