[發(fā)明專利]一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分層供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的建模方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910757666.4
• 申請(qǐng)日: 2019-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN110503326A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張毅;宋玉蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06F16/906;G06F16/901
• 代理公司: 32102 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳棟智<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=<進(jìn)入

1.一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分層供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的建模方法，其特征在于，首先在空網(wǎng)絡(luò)中布置四個(gè)節(jié)點(diǎn)，不同類型，上下游節(jié)點(diǎn)之間相互連接，然后在每個(gè)時(shí)間步內(nèi)，先在網(wǎng)絡(luò)中增加節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)度和相似度的優(yōu)先連接選擇機(jī)制，為每個(gè)新節(jié)點(diǎn)增加一些連邊，連向老節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，在每個(gè)時(shí)間步，還會(huì)有概率地刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)，最后，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)達(dá)到設(shè)置值時(shí)，模型構(gòu)造完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分層供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的建模方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1設(shè)置初始網(wǎng)絡(luò)；

1.1初始化一個(gè)空網(wǎng)絡(luò)；

1.2在空網(wǎng)絡(luò)中生成四個(gè)節(jié)點(diǎn)，每種類型一個(gè)，相鄰層之間的節(jié)點(diǎn)互相連接；

1.3為這四個(gè)節(jié)點(diǎn)賦予類型和隨機(jī)的相似度θ的屬性，θ∈(0，2π)，下同；

步驟2增加節(jié)點(diǎn)；

2.1在每個(gè)時(shí)間步，在網(wǎng)絡(luò)中增加n個(gè)新節(jié)點(diǎn)i；

2.2為新節(jié)點(diǎn)取隨機(jī)數(shù)num(num∈{1，2，3，4})確定節(jié)點(diǎn)類型；

2.3為新節(jié)點(diǎn)賦予隨機(jī)的相似度θ_i屬性；

步驟3將新節(jié)點(diǎn)與若干個(gè)老節(jié)點(diǎn)相連；

3.1定義一個(gè)平衡閾值α，用于平衡節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)相似度對(duì)新節(jié)點(diǎn)選擇連邊的影響；

3.2定義優(yōu)先選擇連接概率公式P_ij＝αk_j+(1-α)/θ_ij；

3.3定義m是控制網(wǎng)絡(luò)平均度的因素，表示網(wǎng)絡(luò)平均度；

3.4規(guī)定新節(jié)點(diǎn)可以和相鄰層節(jié)點(diǎn)或同層節(jié)點(diǎn)相連；

3.5將新節(jié)點(diǎn)按照連接概率與m個(gè)老節(jié)點(diǎn)相連；

步驟4節(jié)點(diǎn)退出，連邊斷開；

4.1定義一個(gè)控制閾值β∈(0，1)

4.2在每個(gè)時(shí)間步，取0到1之間的隨機(jī)數(shù)，如果大于β，則退出一個(gè)節(jié)點(diǎn)，小于β，不退出節(jié)點(diǎn)；

4.3選擇度最小的一個(gè)節(jié)點(diǎn)退出，如果度最小的節(jié)點(diǎn)有多個(gè)，取和鄰節(jié)點(diǎn)平均相似度差值最小的節(jié)點(diǎn)退出，并斷開連邊；

步驟5網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造完成；

5.1在每個(gè)時(shí)間步，都有新節(jié)點(diǎn)和新邊產(chǎn)生，可能有節(jié)點(diǎn)和連邊消失；

5.2當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值的N個(gè)時(shí)，模擬結(jié)束；

步驟6分析模擬網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特性；

6.1畫出網(wǎng)絡(luò)的度分布圖，觀察是否呈無標(biāo)度分布；

6.2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合p(k)～k^(-γ),求出冪律指數(shù)；

步驟7分析模擬網(wǎng)絡(luò)的小世界特性；

7.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)C_i；

7.2計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度L；

7.3如果網(wǎng)絡(luò)具有較短的平均路徑長度和較大的聚類系數(shù)，則說明網(wǎng)絡(luò)具有小世界特性；

步驟8調(diào)整參數(shù)；

8.1不斷調(diào)整α和β的取值，重復(fù)步驟6和步驟7；

8.2畫出變化圖，尋找最優(yōu)值；

8.3調(diào)整網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，畫出變化圖并分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分層供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的建模方法，其特征在于，步驟1.3和2.2中為節(jié)點(diǎn)賦予類型屬性，目的是為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分層；供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)是由供應(yīng)商、制造商、分銷商和零售商的商業(yè)實(shí)體共同組成的實(shí)現(xiàn)原材料到成品并滿足最終用戶需求的一個(gè)功能鏈狀結(jié)構(gòu)模式，具有層次性，不同類型的企業(yè)有自己獨(dú)有的功能，上下游企業(yè)之間為合作關(guān)系，同層企業(yè)之間多為競爭關(guān)系，少數(shù)有合作關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分層供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的建模方法，其特征在于，步驟3.2中定義了新的優(yōu)先連接選擇概率公式，將節(jié)點(diǎn)度和相似度作為影響新節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)選擇連邊的依據(jù)，相似度描述企業(yè)之間的合作可能性，包括產(chǎn)品需求，產(chǎn)品質(zhì)量，和運(yùn)輸成本原因，優(yōu)先連接選擇概率公式為P_ij＝αk_j+(1-α)/θ_ij，其中，i為新節(jié)點(diǎn)，j為老節(jié)點(diǎn)，k_j為節(jié)點(diǎn)度，θ_ij為相似度之差，取正數(shù)，k_j和θ_ij都已做過歸一化處理，將P_ij也做歸一化處理，p_ij＝P_ij/∑P_ij，p_ij表示新節(jié)點(diǎn)i和老節(jié)點(diǎn)j連接的概率。