互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡(luò)格局及結(jié)構(gòu)研究

楊 宏

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430205）

0 引言

在當(dāng)今社會，互聯(lián)網(wǎng)中所流行的各種網(wǎng)絡(luò)媒介已經(jīng)讓各個城市的網(wǎng)絡(luò)格局漸漸產(chǎn)生了轉(zhuǎn)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(guān)數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)了互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡(luò)模型，對其格局的轉(zhuǎn)變和一系列網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(luò)化的轉(zhuǎn)變中所產(chǎn)生的全新特點。

1 城市網(wǎng)絡(luò)模型的創(chuàng)設(shè)

城市網(wǎng)絡(luò)模型的創(chuàng)設(shè)規(guī)則。

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

當(dāng)我們在創(chuàng)設(shè)城市網(wǎng)絡(luò)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(nèi)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(dāng)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(luò)中，城市之間的相互聯(lián)系能夠通過網(wǎng)絡(luò)來突破現(xiàn)實的空間以及時間的局限，能夠以網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的任意兩點相互連接。由此可以得出城市網(wǎng)絡(luò)的模型在互聯(lián)網(wǎng)的空間下屬于徹底互通的網(wǎng)絡(luò)，也就是鄰接矩陣?yán)锏乃兄刀际且弧?/p>

（3）權(quán)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(quán)值wij>0，如果aij=0那么wij=0。本次研究所創(chuàng)設(shè)的城市網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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(guān)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(quán)的節(jié)點強度設(shè)為Si，并且將其中自節(jié)點vi出發(fā)的全部邊權(quán)總量的出權(quán)強度擬定為，相同的，將其中往節(jié)點vi聚集的全部邊權(quán)總量的入權(quán)強度擬定為。由此可得出網(wǎng)絡(luò)節(jié)點強度。

2 對城市網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性質(zhì)和其特點的探究

本次研究所創(chuàng)設(shè)的城市網(wǎng)絡(luò)模型是建立在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各個城市之間的互相關(guān)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(guān)聯(lián)，由于不同城市之間的關(guān)聯(lián)程度都不一樣，并且這種關(guān)聯(lián)都是有的一定的方向性的，所以這個城市網(wǎng)絡(luò)模型為有向加權(quán)且整體互相連通的模型。一般來說網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的出入度為相同的，可是其邊權(quán)中會有較多各式各樣的關(guān)聯(lián)信息，這也導(dǎo)致不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點會具備不同的特殊性質(zhì)。

2.1 節(jié)點強度分析

2.2 節(jié)點強度分布

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的出權(quán)強度以及其入權(quán)強度都和其相對的累計強度有關(guān)。并且根據(jù)研究得出，出權(quán)強度以及入權(quán)強度的分布都有一個特征，其大部分的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所受到的關(guān)注度和他們對其他節(jié)點的關(guān)注度都不太大，可是依舊有一些城市的出權(quán)以及入權(quán)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(luò)的出權(quán)強度以及入權(quán)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(quán)強度和入權(quán)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(luò)節(jié)點中所具備的入權(quán)越多，就能夠表示對應(yīng)的這個城市被外界的查詢和關(guān)注的程度越深，能夠更多地讓外界對他的消息和內(nèi)部信息感興趣；不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中所具備的出權(quán)越多，就能夠表示對應(yīng)的這個城市自身對外界的主動查詢和關(guān)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(nèi)城市中出權(quán)強度以及入權(quán)強度排行最高的五個和最低的五個城市的入權(quán)強度以及出權(quán)強度的數(shù)據(jù)，還有這些城市之間的關(guān)注聯(lián)系。

表1 研究中三十六個城市關(guān)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(quán)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(guān)注度和搜索度就會越高。入權(quán)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(shù)水平不太高的一些小城市，所以他們所受到其他城市的關(guān)注度也就是入權(quán)強度的數(shù)據(jù)就會比較低。

關(guān)于各個城市關(guān)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(guān)注，學(xué)習(xí)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(quán)強度依舊是最高的。并且北京對于深圳、上海這些城市的關(guān)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(guān)聯(lián)都比較重，所以北京才會對這四個城市的關(guān)注度一同都比較高。對于關(guān)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(guān)注需求較低，就導(dǎo)致了他們對于其他城市的邊權(quán)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(luò)格局和結(jié)構(gòu)分布屬于指數(shù)分布的形式，對于這些城市的出權(quán)強度的排布來看，各個城市在互聯(lián)網(wǎng)空間下的網(wǎng)絡(luò)格局和結(jié)構(gòu)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(luò)格局中只有一部分的關(guān)鍵城市在承擔(dān)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(luò)格局模型進行了創(chuàng)設(shè)，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(quán)強度和出權(quán)強度的分布規(guī)律，對于互聯(lián)網(wǎng)空間下的城市網(wǎng)絡(luò)格局模型做出了初步的研究，接下來還應(yīng)當(dāng)對于城市網(wǎng)絡(luò)的流中性以及凝聚子群進行分析并得出結(jié)論，以此來促進全國城市的共同發(fā)展和進步。