[发明专利]一种基于复杂网络的分层供应链网络的建模方法

权利要求书

1.一种基于复杂网络的分层供应链网络的建模方法，其特征在于，首先在空网络中布置四个节点，不同类型，上下游节点之间相互连接，然后在每个时间步内，先在网络中增加节点，根据节点度和相似度的优先连接选择机制，为每个新节点增加一些连边，连向老节点，同时，在每个时间步，还会有概率地删除一个节点，最后，当网络中节点个数达到设置值时，模型构造完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络的分层供应链网络的建模方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1设置初始网络；

1.1初始化一个空网络；

1.2在空网络中生成四个节点，每种类型一个，相邻层之间的节点互相连接；

1.3为这四个节点赋予类型和随机的相似度θ的属性，θ∈(0，2π)，下同；

步骤2增加节点；

2.1在每个时间步，在网络中增加n个新节点i；

2.2为新节点取随机数num(num∈{1，2，3，4})确定节点类型；

2.3为新节点赋予随机的相似度θ_i属性；

步骤3将新节点与若干个老节点相连；

3.1定义一个平衡阈值α，用于平衡节点度和节点相似度对新节点选择连边的影响；

3.2定义优先选择连接概率公式P_ij＝αk_j+(1-α)/θ_ij；

3.3定义m是控制网络平均度的因素，表示网络平均度；

3.4规定新节点可以和相邻层节点或同层节点相连；

3.5将新节点按照连接概率与m个老节点相连；

步骤4节点退出，连边断开；

4.1定义一个控制阈值β∈(0，1)

4.2在每个时间步，取0到1之间的随机数，如果大于β，则退出一个节点，小于β，不退出节点；

4.3选择度最小的一个节点退出，如果度最小的节点有多个，取和邻节点平均相似度差值最小的节点退出，并断开连边；

步骤5网络构造完成；

5.1在每个时间步，都有新节点和新边产生，可能有节点和连边消失；

5.2当网络节点个数达到预设值的N个时，模拟结束；

步骤6分析模拟网络的无标度特性；

6.1画出网络的度分布图，观察是否呈无标度分布；

6.2对数据进行拟合p(k)～k^(-γ),求出幂律指数；

步骤7分析模拟网络的小世界特性；

7.1计算网络的聚类系数C_i；

7.2计算网络的平均路径长度L；

7.3如果网络具有较短的平均路径长度和较大的聚类系数，则说明网络具有小世界特性；

步骤8调整参数；

8.1不断调整α和β的取值，重复步骤6和步骤7；

8.2画出变化图，寻找最优值；

8.3调整网络节点个数，画出变化图并分析。

3.根据权利要求2所述的一种基于复杂网络的分层供应链网络的建模方法，其特征在于，步骤1.3和2.2中为节点赋予类型属性，目的是为网络中的节点分层；供应链网络是由供应商、制造商、分销商和零售商的商业实体共同组成的实现原材料到成品并满足最终用户需求的一个功能链状结构模式，具有层次性，不同类型的企业有自己独有的功能，上下游企业之间为合作关系，同层企业之间多为竞争关系，少数有合作关系。

4.根据权利要求2所述的一种基于复杂网络的分层供应链网络的建模方法，其特征在于，步骤3.2中定义了新的优先连接选择概率公式，将节点度和相似度作为影响新节点进入网络时选择连边的依据，相似度描述企业之间的合作可能性，包括产品需求，产品质量，和运输成本原因，优先连接选择概率公式为P_ij＝αk_j+(1-α)/θ_ij，其中，i为新节点，j为老节点，k_j为节点度，θ_ij为相似度之差，取正数，k_j和θ_ij都已做过归一化处理，将P_ij也做归一化处理，p_ij＝P_ij/∑P_ij，p_ij表示新节点i和老节点j连接的概率。