本書主要從網絡科學理論，以及網絡新的不同現實場景的角度出發，并緊緊圍繞與級聯故障發生和傳播密切相關的流的動力學過程，對級聯故障進行深入分析與理論建模，全書共9章。第1章主要介紹復雜網絡、級聯故障研究的現狀，以及復雜網絡上級聯故障研究的發展方向；第2章介紹復雜網絡的基本概念、較常用的拓撲參量、典型的網絡拓撲及其演化模型，以及魯棒性的基礎知識；第3-7章分析網絡的信息條件、負載流傳輸策略、加權方案、攻擊策略、邊定向方法等對級聯故障行為的影響；第8章以通信網絡為背景，分析了路由策略、路由信息、擁塞信息時間延遲、包產生速率等與網絡抵制級聯故障魯棒性之間的相關性。第9章總結本書主要工作和結論，展望了未來工作。本書著力融合多個學科的知識，對復雜網絡上的級聯故障問題進行系統深入的建模研究，所取得的研究結果進一步豐富和發展了網絡科學理論以及對級聯故障行為的認識，同時也為解決實際網絡系統上的級聯故障問題提供了新的建模思路和理論依據。本書可作為研究生以及高年級本科生的復雜網絡建模分析和故障傳播學教材，也可供自然科學、工程技術和社會科學領域的研究人員和學者參考。
丁琳，南華大學計算機學院，副教授，2014年度遴選為湖南省普通高校青年骨干教師，校級精品課程《計算機網絡原理》負責人，省級精品課程《大學計算基礎》重要成員。項目"MOOC支撐下以計算思維為導向的大學計算機課程教學模式研究”獲湖南省教育教學改革發展優秀成果獎二等獎，"MOOC支撐下以計算思維為導向的大學計算機課程教學模式研究” 獲湖南省高教學會年會優秀論文一等獎，"智慧網絡下MOOC與計算機網絡課程協同教學整合與實踐研究”獲南華大學校級教學成果二等獎，"《操作系統》網絡課件”獲湖南省高校多媒體教育軟件大賽二等獎等。
目 錄
第1章 概述 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外研究進展 4
1.2.1 復雜網絡理論研究進展 4
1.2.2 級聯故障研究進展 10
1.3 研究存在的主要問題 16
1.4 主要研究內容和章節安排 17
第2章 復雜網絡的理論基礎 21
2.1 引言 21
2.2 復雜網絡的基本概念 21
2.3 復雜網絡的結構度量 24
2.3.1 節點的度與度分布 24
2.3.2 簇系數 25
2.3.3 最短路徑與平均路徑長度 26
2.3.4 介數 27
2.3.5 度相關性 28
2.3.6 模塊性 29
2.4 典型的網絡拓撲及其演化模型 29
2.4.1 規則網絡 30
2.4.2 隨機網絡 30
2.4.3 小世界網絡 31
2.4.4 無標度網絡 32
2.5 復雜網絡的魯棒性 34
2.6 本章小結 37
第3章 基于灰色信息的復雜網絡上級聯故障建模研究 38
3.1 引言 38
3.2 模型描述 39
3.3 網絡拓撲 41
3.4 模型仿真與分析 42
3.5 本章小結 47
第4章 基于分布式流的加權復雜網絡上級聯故障建模研究 49
4.1 項基本原則引言 49
4.2 模型描述 50
4.2.1 節點負載和邊負載 51
4.2.2 節點（或邊）的級聯故障過程 52
4.3 模型仿真與分析 53
4.3.1 節點的級聯故障 54
4.3.2 邊的級聯故障 60
4.4 本章小結 63
第5章 基于節點介數加權的復雜網絡上級聯故障建模研究 64
5.1 引言 64
5.2 模型描述 65
5.2.1 加權流局域重新分配原則 65
5.2.2 加權方案 66
5.3 網絡拓撲 67
5.4 模型仿真與分析 68
5.4.1 模型中的參數分析 68
5.4.2 與度相關加權方案的對比分析 74
5.5 本章小結 78
第6章 邊攻擊下隨機無標度網絡抵制級聯故障的魯棒性研究 80
6.1 引言 80
6.2 模型描述 81
6.3 模型分析與仿真 83
6.4 本章小節 89
第7章 具有單向邊和雙向邊的復雜網絡抵制級聯故障的魯棒性研究 90
7.1 引言 90
7.2 邊定向與級聯模型描述 91
7.2.1 邊定向方法 91
7.2.2 級聯模型 92
7.3 模型仿真與分析 94
7.3.1 BA網絡的結果 95
7.3.2 WS網絡的結果 99
7.4 本章小結 103
第8章 基于局域擁塞信息路由的復雜網絡上級聯故障建模研究 105
8.1 引言 105
8.2 復雜網絡上的路由策略介紹 106
8.2.1 基于全局靜態信息的路由策略 107
8.2.2 基于局域靜態信息的路由策略 109
8.3 模型描述 110
8.3.1 基于局域擁塞信息路由的流動力學 110
8.3.2 級聯故障過程 112
8.4 模型仿真與分析 115
8.4.1 模型中參數的分析 115
8.4.2 與全局擁塞信息路由的對比分析 123
8.5 本章小結 126
第9章 總結與展望 127
9.1 本書的主要工作和結論 127
9.2 對未來工作的研究展望 130
參考文獻 131
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