1. 研究目的与意义（文献综述）

网络存在于人类社会的方方面面。现实世界中的个体都不是独立存在的，是以一定的连接方式构成的网络。随着社会和科技的进步和发展，这种联系会更加紧密。也正因为这种联系的存在，让人意识到了网络的重要性与复杂性。对于网络关系的研究极大地调高了科技和人类社会的发展，如人类通过对航空网、通信网、因特网、交通网、电力网、社交网、金融网等等的研究，极大地推动了社会的进步同时也提高了人们的生活水平和质量。例如随着智能化的发展趋势与互联网规模的不断扩大，使得电力系统更加依赖于信息通信系统的可靠运行，因此通过对研究网络理论在电力信息-物理系统结构的研究分析，可以对现有电力-信息物理系统有更清晰的认识，了解其结构脆弱性总结现有保护策略，优化现有网络。

复杂网络的研究具有重要的现实意义，社会中的很多实际系统都可以被抽象成复杂网络进行研究。对复杂网络拓扑结构的研究是理解复杂系统性质 和功能的重要途径。以往的研究都是单独分析某个网络，如互联网、航空网、社交网等。随着科学技术的日益发展，系统之间的依赖会越来越强。为此，需要将研究目光由单个网络构成的系统转向更一般的有相互作用的多个网络所组成的系统，进而对实际系统的运作有更深入全面的了解。相互依存网就是基于此背景提出的。其中，相互依存网络，就是具有相互作用关系的两个多多个网络所组成的一个网络系统。分析子网络结构特性等常用参数、研究复杂网络理论的相互依存网络的结构脆弱性，可以明确用何种方法能提高复杂网络的抗毁性，如何增加网络结构的健壮性，采用何种方式才能准确的表征网络的抗毁性等等。

最近几年，这种描述不同网络节点之间的依赖性的相互依存网络理论已经被提出。由于复杂系统逐渐普及和深入，网络科学领域逐渐在复杂系统研究中崭露头角。20世纪90年代末到21世纪初是复杂网络研究成果及其丰硕的几年，尖端模型和测量手段也日趋成熟。计算机网络和万维网技术的几部促进了网络科学的在这一阶段的飞速发展。此时，已经有人从工程学的角度，分类、建模、分析了基础设施系统之间的相互依存关系，评估这些系统在遭遇突发状况或自然灾害时的脆弱性。在2008年，美国就发布了《关于国家基础设施的电磁脉冲攻击威胁评估报告》，对通讯、银行、电力、银行金融、水资源等基础设施的脆弱性进行了评估，并在其中指出了相互关联系统的理论建模和模拟分析对于评估至关重要。2010年，buldyrev教授等学者首次提出了相互依存网络（interdependent networks）的概念及脆弱性分析框架，为分析耦合系统之间的交互影响提供了新思路。相互依存网络的分析模型被提出，分析了级联失效过程，开启了人们从复杂网络角度研究相互依存网络的新篇章。尤其是最近几年，相互依存网络的研究已经逐渐成为国内外的一个热点话题。

2. 研究的基本内容与方案

在本次研究中，通过用matlab对复杂网络理论中的相互依存网络进行仿真和建模分析。matlab是美国mathworks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析、以及数值计算的高级计算语言和交互式环境，主要包括matlab和simulink两大部分。在本次研究中主要使用matlab这一部分功能。matlab在数学科技应用软件中的数值计算方面首屈一指，可以进行矩阵运算、绘制函数及数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如c、fortran）的编辑模式。主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、建模设计与分析等领域。

相互依存网络建模及网络特性的分析的研究，主要是要理解相互依存网络的内在意义，对相互依存网络子网络结构特性、依存边和网络拓扑特性参数进行分析，并进一步建立相互依存网络模型，对基于复杂网络理论的相互依存网络结构脆弱性进行研究分析，从而可以提出相应的保护策略。

根据研究内容及目标拟采用的研究技术过程大致为：

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周 论文开题；

第6周—第12周 撰写论文初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] pastor-satorras r, vespignani a. evolution andstructure of the internet: a statistical physics approach [m]. cambridge,uk,cambridge university press, 2006.

[2] rinaldi s, peerenboom j, kelly t.identifying,understanding,and analyzing critical infrastructure interdependencies.ieeecontrol systems magazine [j].2001, 21(6):11.

[3] laprie j.c, kanoun k, kaniche m. modelinginterdependencies between the electricity and information infrastructures [j].safecomp, 2007, 4680(1): 54.