不同攻击策略下快配送网络抗毁性分析.doc

不同攻击策略下快递配送网络抗毁性分析摘要:针对快递配送网络的特征,基于复杂网络理论与图论建立快递配送网络结构模型,设计网络抗毁性测度模型,定量研究在不同攻击策略下攻击网络节点与路径时快递配送网络的抗毁性能的特征。研究表明网络连通率能很好地反映快递配送网络的抗毁性能,且网络抗毁性是由少数节点和边维系的;边的抗毁性高于节点的抗毁性,蓄意攻击对网络抗毁性的影响程度比随机攻击的大,快递配送网络更符合无标度网络特性。下载论文网关键词:快递网络抗毁性计算机仿真攻击策略中图分类号:F252 文献标识码:A 文章编号:1004-4914(2017)06-075-04 一、引言最近几年,我国电子商务发展迅速,交易额连创新高,特别是B2C模式下的网络零售业更是增长迅速。在近几年我国GDP中高速增长的背景下,电子商务零售业以其2-3倍的速率快速发展,成为拉动国民经济的重要动力。然而在电子商务发展迅速的同时,我却没有跟上电商企业的脚步,特别是快递配送效率严重制约着电子商务的快速发展。据统计,仅2015年“双十一”一天,天猫的日交易额就达亿元,7年间增长了1800倍,“双十一”期间处理快件数量达亿件。全国主要电商物流均发生网点爆仓现象,导致物流速度慢,无法保证送达时间,客户投诉现象频发,类似“双十一”这种特殊节日对配送网络的冲击性和破坏性越发严重。这种特殊情况下,电商物流量的急剧增加对配送网络的要求越来越高。过去,大多数研究集中在降低快递的配送成本和提高配送效率,但是近年来,特殊节假日如“双十一”对快递配送网络的?_击越来越大,快递网络优化设计在传统考虑成本与效率的同时,应更加关注网络的稳定性与抗毁性。近年来对快递配送网络的研究越来越受到重视,成为快递配送网络优化新的突破点。最初,对网络抗毁性的研究多基于图论,应用范围较小。几年来,随着复杂网络理论在各个学科的应用越来越成熟,应用复杂网络理论研究管理、经济等领域的问题逐渐成为新的研究热点。由于现实世界的网络系统往往是大规模的复杂系统,设计个体多,且个体特性不同,同时个体之间存在复杂的联系,传统的理论无法解决这些问题,而复杂系统理论恰好重视研究个体之间的关系以及系统的整体状况。因此,复杂系统理论在网络抗毁性领域的研究应用越来越多,成为当前研究网络抗毁性的主要理论之一。快递配送网络包含多个节点与配送线路,节点之间存在货物与信息的交互,是典型的复杂网络。目前,学者们对快递物流网络抗毁性的研究已做了初步尝试如:黄仁全等(2012)采用自然连通度作为网络抗毁性的测量指标,研究作战网络在面临不同的攻击策略时的抗毁性的变化特征;王敏功等(2012)应用复杂网络理论与方法,分析应急物流网络在面临不同形式的攻击时的抗毁性特征;刘庆法等(2014)首先采用采用原始与对偶相结合的方法构建了区域高速公路网络的拓扑结构,应用复杂网络理论的各项统计指标平均路径长度、聚集系数、网络效率等对高速公路网络的抗毁性进行了定量分析,考察在不同攻击方式下,网络的抗毁性特征;郑文强等(2015)针对航材配送网络节点多,配送路线错综复杂等特点,设计了网络全局效率与加权抗毁度作为网络抗毁性的测度指标,对航材配送网络的抗毁性进行了定量研究。目前学者们应用复杂网络理论研究快递配送的相关成果还较少,主要集中于论述快递配送网络符合小世界网络与无标度网络的特征,缺乏系统性的深入的研究。本文针对快递配送网络的特征,基于复杂网络理论与图论建立快递配送网络结构模型,设计快递配送网络抗毁性测度模型,修正了节点介数的攻击策略,结合matlab对网络抗毁性进行仿真分析,研究在不同攻击策略下攻击网络节点与路径时快递配送网络的抗毁性能的特征,为快递配送网络的构建与优化提供依据。二、快递配送网络模型(一)问题描述目前的快递配送网络主要分为两种:轴辐式网络和全连通式网络。应用较多的是轴辐式网络,轴辐式网络是指在货物运输过程中,货物不再是从供应地直接配送到需求地,而是经过中间节点(一般是区域型枢纽站或转运中心)进行分类后分批配送,这种配送网络可以实现规模效用,节约成本。对于快递配送网络而言,其枢纽站常常是区域的快件转运中心、仓库等,负责快件的分类、存储、分拨与调配,其末端配送节点通常以加盟的方式参与,从其所在区域的转运中心分取快件,以门店的方式直接面对收件人,进行直接配送。本文基于轴辐式快递配送网络进行研究。在快递配送网络中,节点主要有两类,一是区域转运中心,二是末端配送节点。这些节点以及它们之间的配送线路构成整个网络结构并伴有快件与信息的流动共同构成了快递的配送网路系统。为了更好地对快递配送网络的抗毁性进行研究,本文不讨论快递配送网络模型建如何立,而是重点研究快递配送网络的抗毁性能,在建立快递配送网络结构模型之前,作如下假设:不考虑配送线路的方向,整个配送网络