自然災害的鏈式規律與演化機理研究主要集中在短時間的單源災害與次生災害方向上，近年的案例研究證明災害演化具有多災種關聯的復雜性和長時間的空間遷

移性。本書介紹了利用復雜網絡對歷史自然災害事件進行建模，深入研究長時間序列的災害鏈式規律。

首先，在歷史自然災害的時空特征及關聯性分析的基礎上，確定網絡關鍵參數和抽象標準，建立一個多維的復雜

網絡模型；然后，在網絡中進行地圖區域劃分，從共現分析、時間關聯、空間關聯三個方面來研究各區域的災害成鏈概率與時空趨勢，挖掘災害演化的關鍵要素和共性規律，達到有效預測災害的目的。

本書共分7章

。第1章介紹相關的研究背景與現狀分析；第2章介紹歷史自然災害的復雜網絡模型；第3章以蟻群聚類為基礎，提出一種新的分級和屬性量化方法，以解決歷史災害記錄的簡約性、描述性問題，為使實驗結果更為客觀和

準確，在災害相關數據的整理歸一化處理中采用灰色關聯法進行分析，使用蟻群自動聚類法對歷史災害的等級進行劃分；第4章通過定義相似空間向量方式挖掘區域災害的發生規律，建立了一種多維的網絡模型，并將一

種利用螢火蟲算法進行求解多峰路徑優化問題的方法應用在向量發現中，同時為了改善GSO在收斂速度和求解精度上的不足，增加了改變步長和組亮度控制等優化策略，最終通過實驗中與單純使用GSO算法的性能對比證明

了該方法的優越性；第5章基于自然災害的歷史記錄對災害之間的相關度進行研究，根據災害發生的時間跨距計算災害間的共現率和引發率，以此計算被引發的次生災害的危害度，并通過9種歷史災害記錄驗證該算法的合

理性，并提出了一種基于相對關聯特征度的地震區域共現分析法，以9個朝代的地震災害數據庫為平臺構建出以修正的Salton指數為參數的地震區域間關聯度評估模型，改善了共現分析中Salton指數過高的問題，使得

Salton指數能更加接近真實關聯度；第6章以各朝代歷史數據為基礎，研究水災、疫災、地震的災害特征及各災種與太陽活動的關系；第7章以疫災中病毒的傳播特點為基礎，復雜網絡為平臺，分別從不同角度考慮病毒的

傳播與擴散，建立數學模型，通過常微分方程定性與穩定性理論對模型進行分析得到了控制與預防病毒傳播的最優策略，并且通過計算機模擬更加直觀地看到病毒傳播的趨勢，為人們的決策提供理論依據。

本書在內

容的選取上更加注重思維習慣和研究方式，沒有過多地深究公式的推導，適合對利用復雜網絡研究歷史災害感興趣的不同學科的讀者借鑒和學習。在編寫過程中作者的同事、同行和朋友先后提出了許多寶貴的建議，他們

對本書的寫作給予了熱情的關注與協助，并不同程度地對本書的完成和出版做出了貢獻。本書的每一章都是由胡明生提供總體思路和初稿，由賈遂民、賈志娟、劉思、吉曉宇、雷利利、陳巧靈、張向宇、李章強、楊利珍

、樊慧芳等完善細化和修改審定。在此，衷心感謝大家的支持與幫助。

作者非常感謝鄭州師范學院的支持，感謝國家自然科學基金―河南人才聯合培養基金項目（項目編號：U1204703）的資助。

作者在此特別感

謝中國水利水電出版社的各位老師對本書出版的大力支持，感謝家人在我多年的科研工作中給予我最堅定的支持和無私的奉獻，沒有他們一如既往的鼓勵、支持和理解，本書不可能順利完成。

由于作者水平有限，書

中疏漏與不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正，共同進步。

作者

2013年9月

第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 相關研究現狀分析 2
1.2.1 災害
鏈和網的研究 2
1.2.2 災害系統及演化研究 4
1.2.3 復雜網絡的應用及相關研究 8
1.2.4 復雜網絡鏈路預測 11
1.2.5 復雜網絡在災害演化方面的應用 14
1.3 主要工作與貢
獻 22
第2章 歷史自然災害的復雜網絡模型 25
2.1 復雜網絡相關定義與參數介紹 25
2.2 災害復雜網絡模型整體架構 28
2.3 災害鏈式演化機理研究思路 31
2.4 本章小結
32
第3章 災害節點屬性的量化及分級方法 33
3.1 以蟻群聚類為基礎的歷史災害分級方法 33
3.1.1 研究現狀分析 33
3.1.2 蟻群聚類思想 34
3.1.3 歷史災害記錄的屬性
定義 35
3.1.4 蟻群聚類算法描述 36
3.1.5 性能分析 38
3.2 基于混合模糊算法的歷史地震烈度判定方法 40
3.2.1 研究現狀分析 40
3.2.2 混合模糊歷史地震烈度判定模
型 43
3.2.3 實例分析 47
3.3 本章小結 48
第4章 區域災害鏈挖掘以及災害社團的劃分方法 49
4.1 以改進螢火蟲為基礎的區域災害鏈挖掘算法 49
4.1.1 研究現狀分
析 49
4.1.2 解決思路 50
4.1.3 IGSO區域災害鏈挖掘算法 51
4.1.4 性能分析 53
4.2 基于TSP路徑信息素的復雜網絡社團劃分方法 55
4.2.1 研究現狀分析 55
4.2.2 災害社團劃分與TSP問題 56
4.2.3 TSPP算法 59
4.2.4 實驗及性能分析 61
4.3 本章小結 62
第5章 基于復雜網絡的災害關聯研究 63
5.1 共現分析 63
5.2 地震區域關聯度分析 65
5.2.1 構造共現矩陣 65
5.2.2 相對關聯度計算 66
5.2.3 修正的Salton指數 68
5.3 不同災種關聯度分析 69
5.3.1 構造共現矩陣
69
5.3.2 關聯度的計算 71
5.3.3 基于時間跨距的關聯度分析 72
5.3.4 自然災害之間的引發率 73
5.3.5 自然災害的危害度 74
5.4 基于引發率的災種復雜網絡建模 75
5.4.1 初始模型的建立 75
5.4.2 連鎖反應網絡模型的構建 76
5.4.3 災種的重要性評估 76
5.4.4 聚類系數分析 78
5.5 本章小結 80
第6章 各種災害的特征及其
相關實驗 81
6.1 水災的災害特征及其與蟲災、太陽黑子活動的關系研究 81
6.1.1 研究意義 81
6.1.2 水災的災害特征 81
6.1.3 水災與太陽活動，主要是太陽黑子的關系
93
6.1.4 水災與蟲災之間的聯系 95
6.2 疫災的災害特征及其與饑荒、戰亂和蟲災活動的關系研究 99
6.2.1 研究意義 99
6.2.2 疫災的災害特征 99
6.2.3 疫災與其他災害、戰
亂的聯系 105
6.3 地震的災害特征及其與疫災、太陽黑子的關系研究 109
6.3.1 研究意義 109
6.3.2 地震的災害特征 109
6.3.3 地震與疫災、太陽黑子的關系 114
6.4 本章小結 117
第7章 疫災中病毒傳播規律研究 118
7.1 引言 118
7.2 經典的傳染病模型 118
7.3 小世界網絡中具有飽和傳染率的病毒傳播模型 120
7.3.1 研
究現狀分析 120
7.3.2 小世界網絡中的SIRS傳播模型 121
7.3.3 平衡點的分析 122
7.3.4 免疫策略 125
7.4 基于常數輸入的病毒傳播模型及其分析 127
7.4.1 研究現狀分
析 127
7.4.2 建立模型 128
7.4.3 仿真與實驗 129
7.5 競爭環境下疫災病毒傳播的動力學分析與仿真 132
7.5.1 引言 132
7.5.2 建立模型 132
7.5.3 平衡點及其
穩定性分析 134
7.6 本章小結 139
參考文獻 140

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10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
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23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
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27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
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