MATLAB复杂网络动态与结构分析工具箱

资 源 简 介

本工具箱为复杂网络研究提供一体化仿真与分析环境，集成了SIS、SIR等经典传播动力学模型和拓扑结构指标，支持网络传播过程模拟与关键节点量化分析，助力科研与工程应用。

详 情 说 明

复杂网络动态与结构分析工具箱

项目介绍

本工具箱旨在为复杂网络研究提供全面的仿真与分析环境。通过结合网络动力学模型和拓扑结构指标，支持用户对网络传播过程与关键节点进行量化研究。项目集成了经典传播动力学仿真、拓扑指标计算、核心结构分解以及可视化功能，适用于疾病传播、信息扩散、社交网络分析等多个研究领域。

功能特性

• 动力学仿真：实现SIS、SIR等经典传播模型，支持自定义感染率、恢复率等参数，提供确定性和随机两种仿真模式
• 拓扑分析：计算节点度、介数中心性、紧密度等基本拓扑指标，分析网络结构特性
• 层级分解：基于K-shell迭代算法识别网络核心-边缘结构，揭示网络层级组织
• 可视化展示：动态展示传播过程演化，静态呈现网络分层结构，支持多种输出格式

使用方法

输入数据准备

• 网络结构：提供邻接矩阵（.mat或.txt格式）、边列表（节点对表格）或GML/GraphML格式网络文件
• 模型参数：设置传播率（β）、恢复率（γ）、初始感染节点、仿真时长与步长
• 仿真配置：选择随机或确定性仿真模式，定义可视化映射规则

输出结果

• 动力学数据：感染/恢复人数比例曲线、节点状态时间序列
• 拓扑指标：节点度分布、K-shell值列表、核心层级结构
• 可视化文件：传播过程动画（MP4/GIF）、分层结构图（PNG/FIG）
• 数据文件：指标结果表格（CSV）、参数日志（TXT）

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：4GB以上（大规模网络需8GB+）
• 必要工具箱：MATLAB基本安装（包含ODE求解器）

文件说明

主程序文件整合了工具箱的核心功能流程，包括网络数据加载与预处理、传播动力学参数配置与仿真执行、拓扑特征指标计算、网络层级结构分解算法实现，以及结果数据的多模式可视化输出与导出管理。