互聯網空間下的城市網絡格局及結構研究

楊 宏

（武漢鐵路職業技術學院，湖北 武漢 430205）

0 引言

在當今社會，互聯網中所流行的各種網絡媒介已經讓各個城市的網絡格局漸漸產生了轉變，傳統的交流方式也都逐漸換成了互聯網中的信息交流。本文根據各種互聯網相關數據，創設了互聯網空間下的城市網絡模型，對其格局的轉變和一系列網絡結構的特點進行了研究，探索如今互聯網時代中的各個城市在網絡化的轉變中所產生的全新特點。

1 城市網絡模型的創設

城市網絡模型的創設規則。

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

當我們在創設城市網絡模型的時候，必須注意以下的問題：

（1）研究中的節點集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。在網絡中，城市之間的相互聯系能夠通過網絡來突破現實的空間以及時間的局限，能夠以網絡當中的任意兩點相互連接。由此可以得出城市網絡的模型在互聯網的空間下屬于徹底互通的網絡，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。本次研究所創設的城市網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，也就是在網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的中間值。并且在網絡的使用過程中，往往城市vi中也會出現對自己城市的一系列相關查詢數據，我們可以把這種擬定為自引指數self=wii。

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

2 對城市網絡的復雜性質和其特點的探究

本次研究所創設的城市網絡模型是建立在網絡環境中各個城市之間的互相關聯，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建起關聯，由于不同城市之間的關聯程度都不一樣，并且這種關聯都是有的一定的方向性的，所以這個城市網絡模型為有向加權且整體互相連通的模型。一般來說網絡節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信息，這也導致不同的網絡節點會具備不同的特殊性質。

2.1 節點強度分析

2.2 節點強度分布

網絡節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，其大部分的網絡節點所受到的關注度和他們對其他節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。

根據研究和計算我們能夠發現城市網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的聯系同樣有著較為顯著的指數分布特征。

不同網絡節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；不同網絡節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據，還有這些城市之間的關注聯系。

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

我們可以根據表1里的各個城市的入權強度的排行發現，一個城市的發展規模和它的經濟文化發展程度越高，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展較快，經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濟發展和商業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據就會比較低。

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展較好的城市保持著持續的關注，學習其他城市發展中的優點，時刻走在時代前沿，才能夠保證自身的發展和進步能夠更好，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濟交易和各種商業關聯都比較重，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由于其互相沒有太多經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。

根據前面的研究我們能夠得出，在互聯網空間下的城市網絡格局和結構分布屬于指數分布的形式，對于這些城市的出權強度的排布來看，各個城市在互聯網空間下的網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據的傳送和收取。

本次研究對于互聯網空間下的城市網絡格局模型進行了創設，對于各個城市的節點強度和分布規律進行了研究和計算，并發現了各個城市直接的入權強度和出權強度的分布規律，對于互聯網空間下的城市網絡格局模型做出了初步的研究，接下來還應當對于城市網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展和進步。