本發(fā)明涉及一種基于點(diǎn)邊權(quán)值影響的多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化方法。

技術(shù)背景

供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由多級(jí)供應(yīng)商組成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)層級(jí)的供應(yīng)商與相鄰層級(jí)的供應(yīng)商相連，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，每一個(gè)環(huán)節(jié)都存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)，任何一環(huán)節(jié)發(fā)生問題，都會(huì)對(duì)整個(gè)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的沖擊和影響，給相關(guān)企業(yè)造成直接和間接的重大經(jīng)濟(jì)損失。從危害性角度來說，每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題小則影響與之相鄰的供應(yīng)商的運(yùn)行和效率，大則由于危害性影響擴(kuò)散到整條鏈的供應(yīng)商，導(dǎo)致多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的部分或全部功能喪失。因此，加強(qiáng)對(duì)每個(gè)層級(jí)中的各個(gè)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)效率研究，分析多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)在不同環(huán)節(jié)或節(jié)點(diǎn)企業(yè)遭遇突發(fā)情況下的整體表現(xiàn)和特點(diǎn)，對(duì)于提高供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作績(jī)效和穩(wěn)定性都具有十分重要的意義。

目前，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究歷史較為久遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)理論經(jīng)歷了規(guī)則網(wǎng)絡(luò)時(shí)期，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)期和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)時(shí)期。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究中，已經(jīng)有相關(guān)的學(xué)者提出了小世界網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，層次網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，確定性網(wǎng)絡(luò)機(jī)制以及自相似網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究應(yīng)用來看，大部分的學(xué)者應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的傳播動(dòng)力學(xué)，去仿真在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的傳播行為，能夠使傳播機(jī)理更加清晰，使之在傳播之前能更好地實(shí)施干預(yù)。同時(shí)，還有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步行為以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的演化行為都能夠有效地進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行事前控制。

從目前對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論研究上來看，供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)并不能完全符合任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此目前相關(guān)的演化模型不能夠滿足供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，考慮到供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)中節(jié)點(diǎn)企業(yè)的增減以及企業(yè)之間的合作會(huì)隨著企業(yè)之間的各種因素進(jìn)行不斷的改變，提出一種基于點(diǎn)邊權(quán)值影響的多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化方法。

本發(fā)明提出的基于點(diǎn)邊權(quán)值影響的多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化方法，該方法包括以下步驟：

1)構(gòu)建初始供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)：在初始狀態(tài)t＝0時(shí)，給定一個(gè)包含m0個(gè)節(jié)點(diǎn)，e0條有向邊，d個(gè)層級(jí)且每個(gè)層級(jí)n個(gè)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)如圖1所示；供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為n個(gè)，表示固定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為n；

2)網(wǎng)絡(luò)的擇優(yōu)連接增長(zhǎng)：在t時(shí)刻，新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)，隨機(jī)選取一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)作為新節(jié)點(diǎn)的連接節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)選擇局域網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的m個(gè)不同的現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；本發(fā)明中，新節(jié)點(diǎn)與舊節(jié)點(diǎn)之間連接的概率π定義如下：

si＝siⁱⁿ+si^out(5)

其中，si表示i節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)，siⁱⁿ表示以i節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的所有弧的邊權(quán)和，si^out表示以i節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的所有弧的邊權(quán)和；wij表示與該點(diǎn)相連邊的權(quán)重，pij為供應(yīng)商加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣，β為老節(jié)點(diǎn)在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)t內(nèi)與其他節(jié)點(diǎn)相連的出入度的集合，用于衡量一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否具有穩(wěn)定性；在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)t內(nèi)，節(jié)點(diǎn)出入度總和越大，表明該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的合作關(guān)系較好，同時(shí)說明該節(jié)點(diǎn)在供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中較為穩(wěn)定，被孤立剔除的風(fēng)險(xiǎn)較??；此外，i，j表示供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中第i和第j個(gè)節(jié)點(diǎn)；d表示供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的層級(jí)數(shù)，表示第d階段所有節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)和；kiⁱⁿ指以i節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的所有弧的總和，稱為入度；ki^out指以j節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的所有弧的總和，稱為出度；β指在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)與i節(jié)點(diǎn)相連的邊的數(shù)量；

3)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的更新操作：在時(shí)間t內(nèi)，對(duì)新加入節(jié)點(diǎn)后的網(wǎng)絡(luò)中具有合作關(guān)系節(jié)點(diǎn)的連接邊進(jìn)行更新邊效益操作；由于邊權(quán)決定點(diǎn)權(quán)，所以在新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，對(duì)原有的點(diǎn)權(quán)進(jìn)行計(jì)算并更新供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)權(quán)值；

4)邊退化性操作：針對(duì)節(jié)點(diǎn)間合作關(guān)系較弱導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的冗余現(xiàn)象，需對(duì)新網(wǎng)絡(luò)中更新后的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邊退化操作；其具體的操作方法如下：對(duì)于連接兩節(jié)點(diǎn)的邊效益值wij或wji，若其中有一個(gè)小于網(wǎng)絡(luò)中所設(shè)定的邊退化閾值p，則節(jié)點(diǎn)i與j之間的邊連接斷裂，兩節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系終止，并將邊權(quán)wij或wji置為0；其中，邊的退化閾值p確定如下：

本專利中，將閾值設(shè)置為該階段邊權(quán)效益平均值，n表示為第d階段節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；如果兩節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系達(dá)不到平均值，那么兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接視為無效連接，并將兩節(jié)點(diǎn)之間的邊權(quán)值定義為wij＝0；

5)節(jié)點(diǎn)刪除操作：對(duì)于更新后的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，邊權(quán)值的變化需要進(jìn)行邊退化性操作，同樣邊權(quán)值的變化也是點(diǎn)權(quán)發(fā)生改變；當(dāng)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)值小于所設(shè)定的點(diǎn)退化的閾值l，則該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的合作關(guān)系較少，可以將該節(jié)點(diǎn)從供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行剔除；閾值l的確定方式如下：

其中，si和β分別為第d階段的點(diǎn)權(quán)和以及該階段所有節(jié)點(diǎn)在一個(gè)演化時(shí)間步的出入度的和；閾值l也是采取平均值的方法，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)和度達(dá)不到平均值，則該節(jié)點(diǎn)視為冗余節(jié)點(diǎn)，并將其剔除出網(wǎng)絡(luò)；

6)結(jié)束運(yùn)算操作：當(dāng)t>t時(shí)，終止運(yùn)算。其中，t是指一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)，t是指仿真演化總時(shí)長(zhǎng)。

在本發(fā)明中，按照替代擇優(yōu)方法來進(jìn)行仿真供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化，不同于以往網(wǎng)絡(luò)演化的研究，在演化過程中只有節(jié)點(diǎn)的增長(zhǎng)，而沒有減少；本發(fā)明針對(duì)的是供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，所以在演化的過程中不僅僅有節(jié)點(diǎn)的增加，也會(huì)存在節(jié)點(diǎn)的減少和邊的退化，這樣的演化過程比較符合現(xiàn)實(shí)的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明研究多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化過程，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真計(jì)算，一方面能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中存在的冗余節(jié)點(diǎn)和效益較差點(diǎn)邊，并在演化的過程中將該節(jié)點(diǎn)和邊剔除出供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)；另一方面，在演化過程中也能夠不斷地增加效益較好的節(jié)點(diǎn)并通過擇優(yōu)連接方法與舊節(jié)點(diǎn)相連，使供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)保持良好的運(yùn)作效益。運(yùn)用該演化仿真方法，不僅能夠預(yù)測(cè)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠提前做出相應(yīng)的措施使其更具魯棒性和彈性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：能夠有效地預(yù)測(cè)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠提供控制風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)策略，使供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)健。

附圖說明

圖1是多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)圖。

圖2是本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提出的基于點(diǎn)邊權(quán)值影響的多級(jí)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的演化方法，該方法包括以下步驟：

1)構(gòu)建初始供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)：在初始狀態(tài)t＝0時(shí)，給定一個(gè)包含m0個(gè)節(jié)點(diǎn)，e0條有向邊，d個(gè)層級(jí)且每個(gè)層級(jí)n個(gè)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)如圖1所示；供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為n個(gè)，表示固定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為n；

2)網(wǎng)絡(luò)的擇優(yōu)連接增長(zhǎng)：在t時(shí)刻，新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)，隨機(jī)選取一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)作為新節(jié)點(diǎn)的連接節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)選擇局域網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的m個(gè)不同的現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；本發(fā)明中，新節(jié)點(diǎn)與舊節(jié)點(diǎn)之間的連接的概率π定義如下：

si＝siⁱⁿ+si^out(5)

其中，si表示i節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)，siⁱⁿ表示以i節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的所有弧的邊權(quán)和，si^out表示以i節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的所有弧的邊權(quán)和；wij表示與該點(diǎn)相連邊的權(quán)重，pij為供應(yīng)商加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣，β為老節(jié)點(diǎn)在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)t內(nèi)與其他節(jié)點(diǎn)相連的出入度的集合，用于衡量一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否具有穩(wěn)定性；在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)t內(nèi)，節(jié)點(diǎn)出入度總和越大，則表明該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的合作關(guān)系較好，說明該節(jié)點(diǎn)在供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中較為穩(wěn)定，被孤立剔除的風(fēng)險(xiǎn)較小；此外，i，j表示供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中第i和第j個(gè)節(jié)點(diǎn)；d表示供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的層級(jí)數(shù)，表示第d階段的所有節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)和；kiⁱⁿ指的是以i節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的所有弧的總和，稱為入度；ki^out指的是以j節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的所有弧的總和，稱為出度；β指的是在一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)與i節(jié)點(diǎn)相連的邊的數(shù)量；

3)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的更新操作：在時(shí)間t內(nèi)，對(duì)新加入節(jié)點(diǎn)后的網(wǎng)絡(luò)中具有合作關(guān)系節(jié)點(diǎn)的連接邊進(jìn)行更新邊效益操作；由于邊權(quán)決定點(diǎn)權(quán)，所以在新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，對(duì)原有的點(diǎn)權(quán)進(jìn)行計(jì)算并更新供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)權(quán)值；

4)邊退化性操作：針對(duì)節(jié)點(diǎn)間合作關(guān)系較弱導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的冗余現(xiàn)象，需對(duì)新網(wǎng)絡(luò)中更新后的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邊退化操作；其具體的操作方法如下：對(duì)于連接兩節(jié)點(diǎn)的邊效益值wij或wji，若其中有一個(gè)小于網(wǎng)絡(luò)中所設(shè)定的邊退化閾值p，則節(jié)點(diǎn)i與j之間的邊連接斷裂，兩節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系終止，并將邊權(quán)wij或wji置為0；其中，邊的退化閾值p確定如下：

本專利中，將閾值設(shè)置為該階段邊權(quán)效益平均值，n表示為第d階段節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

如果兩節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系達(dá)不到平均值，那么兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接視為無效連接，并將兩節(jié)點(diǎn)之間的邊權(quán)值定義為wij＝0；

5)節(jié)點(diǎn)刪除操作：對(duì)于更新后的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，邊權(quán)值的變化需要進(jìn)行邊退化性操作，同樣邊權(quán)值的變化也是點(diǎn)權(quán)發(fā)生改變；當(dāng)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)值小于所設(shè)定的點(diǎn)退化的閾值l，則該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的合作關(guān)系較少，可以將該節(jié)點(diǎn)從供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行剔除；閾值l的確定方式如下：

其中，si和β分別為第d階段的點(diǎn)權(quán)和以及該階段所有節(jié)點(diǎn)在在一個(gè)演化時(shí)間步的出入度的和；閾值l也是采取平均值的方法，當(dāng)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)權(quán)和度達(dá)不到平均值，則該節(jié)點(diǎn)視為冗余節(jié)點(diǎn)，并將其剔除出網(wǎng)絡(luò)；

6)結(jié)束運(yùn)算操作：當(dāng)t>t時(shí)，終止運(yùn)算。其中，t是指一個(gè)演化時(shí)間步長(zhǎng)，t是指仿真演化總時(shí)長(zhǎng)。

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。