互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡格局及結構研究

楊 宏

（武漢鐵路職業(yè)技術學院，湖北 武漢 430205）

0 引言

在當今社會，互聯(lián)網(wǎng)中所流行的各種網(wǎng)絡媒介已經(jīng)讓各個城市的網(wǎng)絡格局漸漸產(chǎn)生了轉變，傳統(tǒng)的交流方式也都逐漸換成了互聯(lián)網(wǎng)中的信息交流。本文根據(jù)各種互聯(lián)網(wǎng)相關數(shù)據(jù)，創(chuàng)設了互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡模型，對其格局的轉變和一系列網(wǎng)絡結構的特點進行了研究，探索如今互聯(lián)網(wǎng)時代中的各個城市在網(wǎng)絡化的轉變中所產(chǎn)生的全新特點。

1 城市網(wǎng)絡模型的創(chuàng)設

城市網(wǎng)絡模型的創(chuàng)設規(guī)則。

按照城市網(wǎng)絡格局的基本范例來進行創(chuàng)設，把城市擬定作節(jié)點v1，各個城市的相互網(wǎng)絡關注關系擬定作ev，然后將百度搜索指數(shù)中間值擬定為邊的權重v，其中搜索指數(shù)的來源指向為邊的方向，并且創(chuàng)設出了以權重集W、邊集E以及節(jié)點集V所構建的城市網(wǎng)絡模型G=（E，W，V）。

當我們在創(chuàng)設城市網(wǎng)絡模型的時候，必須注意以下的問題：

（1）研究中的節(jié)點集V=|vi|包含本次探研中全部城市，i∈{1,2,...,n},這次研究以國內的北京、上海、廣州、長沙等三十六個城市作為研究對象，所以n=36。

（2）鄰接矩陣。是|V|×|V|階的一個矩陣 A=（aij），并且aij=1時表示有弧從i連向j，當aij=0的時候表示沒有弧從i連向j，其中aij=1，所指為城市vi與城市vj之間的互相連接。在網(wǎng)絡中，城市之間的相互聯(lián)系能夠通過網(wǎng)絡來突破現(xiàn)實的空間以及時間的局限，能夠以網(wǎng)絡當中的任意兩點相互連接。由此可以得出城市網(wǎng)絡的模型在互聯(lián)網(wǎng)的空間下屬于徹底互通的網(wǎng)絡，也就是鄰接矩陣里的所有值都是一。

（3）權重矩陣。是|V|×|V|階的一個矩陣W={wij}，如果aij=1，那么與之相對的弧就會有個權值wij>0，如果aij=0那么wij=0。本次研究所創(chuàng)設的城市網(wǎng)絡模型里對于邊的取值以及邊的有向性進行了考慮，wij≠wji，公式里的wij所指為城市vi對于城市vj的查詢指數(shù)，也就是在網(wǎng)絡搜索界面中用城市vj的城市名字來進行搜索的查詢指數(shù)的中間值。并且在網(wǎng)絡的使用過程中，往往城市vi中也會出現(xiàn)對自己城市的一系列相關查詢數(shù)據(jù)，我們可以把這種擬定為自引指數(shù)self=wii。

（4）節(jié)點強度。將涵蓋了跟節(jié)點vi連接的所有邊權的節(jié)點強度設為Si，并且將其中自節(jié)點vi出發(fā)的全部邊權總量的出權強度擬定為，相同的，將其中往節(jié)點vi聚集的全部邊權總量的入權強度擬定為。由此可得出網(wǎng)絡節(jié)點強度。

2 對城市網(wǎng)絡的復雜性質和其特點的探究

本次研究所創(chuàng)設的城市網(wǎng)絡模型是建立在網(wǎng)絡環(huán)境中各個城市之間的互相關聯(lián)，將研究所采取的三十六座研究對象城市的每兩座城市之間都互相創(chuàng)建起關聯(lián)，由于不同城市之間的關聯(lián)程度都不一樣，并且這種關聯(lián)都是有的一定的方向性的，所以這個城市網(wǎng)絡模型為有向加權且整體互相連通的模型。一般來說網(wǎng)絡節(jié)點的出入度為相同的，可是其邊權中會有較多各式各樣的關聯(lián)信息，這也導致不同的網(wǎng)絡節(jié)點會具備不同的特殊性質。

2.1 節(jié)點強度分析

2.2 節(jié)點強度分布

網(wǎng)絡節(jié)點的出權強度以及其入權強度都和其相對的累計強度有關。并且根據(jù)研究得出，出權強度以及入權強度的分布都有一個特征，其大部分的網(wǎng)絡節(jié)點所受到的關注度和他們對其他節(jié)點的關注度都不太大，可是依舊有一些城市的出權以及入權的強度較高。

根據(jù)研究和計算我們能夠發(fā)現(xiàn)城市網(wǎng)絡的出權強度以及入權強度的分布特征會存在較為顯著的指數(shù)分布的特點。并且對其出權強度和入權強度跟其相對的降序排列序數(shù)的聯(lián)系同樣有著較為顯著的指數(shù)分布特征。

不同網(wǎng)絡節(jié)點中所具備的入權越多，就能夠表示對應的這個城市被外界的查詢和關注的程度越深，能夠更多地讓外界對他的消息和內部信息感興趣；不同網(wǎng)絡節(jié)點中所具備的出權越多，就能夠表示對應的這個城市自身對外界的主動查詢和關注的程度越深，他們會更容易被外界消息所吸引。表1是本文所研究的三十六個國內城市中出權強度以及入權強度排行最高的五個和最低的五個城市的入權強度以及出權強度的數(shù)據(jù)，還有這些城市之間的關注聯(lián)系。

表1 研究中三十六個城市關注度排行的最高五個以及最低五個城市

我們可以根據(jù)表1里的各個城市的入權強度的排行發(fā)現(xiàn)，一個城市的發(fā)展規(guī)模和它的經(jīng)濟文化發(fā)展程度越高，它所受到其他城市的關注度和搜索度就會越高。入權強度排行靠前的五個城市全都是我國發(fā)展較快，經(jīng)濟水平較高的政治文化中心城市。但是排行最末尾的這五個城市幾乎都是經(jīng)濟發(fā)展和商業(yè)技術水平不太高的一些小城市，所以他們所受到其他城市的關注度也就是入權強度的數(shù)據(jù)就會比較低。

關于各個城市關注其他城市的排行來說，我國的北京市是我們的首都，同樣也是我們國家的核心發(fā)展城市，是集全國特色和信息為一體的重點城市。所以北京需要對其他發(fā)展較好的城市保持著持續(xù)的關注，學習其他城市發(fā)展中的優(yōu)點，時刻走在時代前沿，才能夠保證自身的發(fā)展和進步能夠更好，所以北京的出權強度依舊是最高的。并且北京對于深圳、上海這些城市的關注度和查詢度都在排行靠前，是因為這幾個城市互相的經(jīng)濟交易和各種商業(yè)關聯(lián)都比較重，所以北京才會對這四個城市的關注度一同都比較高。對于關注度低的排行后五個城市之間也大多數(shù)由于其互相沒有太多經(jīng)濟來往并且他們的距離相隔太遠，所以他們對于對方城市的了解和關注需求較低，就導致了他們對于其他城市的邊權排行靠后。

根據(jù)前面的研究我們能夠得出，在互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡格局和結構分布屬于指數(shù)分布的形式，對于這些城市的出權強度的排布來看，各個城市在互聯(lián)網(wǎng)空間下的網(wǎng)絡格局和結構都具備了比較顯著的核心邊緣的趨向。所以在整體的城市網(wǎng)絡格局中只有一部分的關鍵城市在承擔著各個城市之間大部分的消息和數(shù)據(jù)的傳送和收取。

本次研究對于互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡格局模型進行了創(chuàng)設，對于各個城市的節(jié)點強度和分布規(guī)律進行了研究和計算，并發(fā)現(xiàn)了各個城市直接的入權強度和出權強度的分布規(guī)律，對于互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡格局模型做出了初步的研究，接下來還應當對于城市網(wǎng)絡的流中性以及凝聚子群進行分析并得出結論，以此來促進全國城市的共同發(fā)展和進步。