中国制造2025出版工程:网络科学中的度量分析与应用

靠前首部专门介绍复杂网络度量的专著
本书不仅对从事网络科学理论的研究人员有重要参考价值，而且能为从事智能物联网、智能电网、智能交通网以及智能制造领域的工程技术人员提供很好的理论指导与帮助。

本书共分10章, 章介绍了网络相关的基本概念以及常见的复杂网络模型。第2章叙述了进行复杂网络研究所需的图论领域的基础知识。第3章介绍了与距离相关的一些度量。第4章提出了一些为研究网络的聚类和圈结构而建立的度量。第5章主要研究了网络的度分布及相关关系。第6章介绍了网络熵的相关内容。第7章利用特征谱研究了网络的一些特性。第8章介绍一些常见的衡量网络相似性的度量。第9章介绍了一些常见的复杂网络度量。0章列举了复杂网络度量的一些相关应用, 包括网络度量的极值问题、网络度量在分子网络中的应用、网络度量在社会网络中的应用等。
本书不仅对从事网络科学理论的研究人员有重要参考价值, 而且能为从事智能物联网、智能电网、智能交通网以及智能制造领域的工程技术人员提供很好的理论指导与帮助。

陈增强，南开大学，南开大学信息技术科学学院自动化系主任，陈增强，信息技术科学学院1987年于南开大学数学系数学专业毕业并获理学士学位，1990年于南开大学计算机与系统科学系获自动控制学科工学硕士学位。1990后一直留校任教。1997年于南开大学获控制理论与控制工程学科工学博士学位。现为南开大学信息技术科学学院自动化系教授，系主任，博士生导师。

章  复杂系统与复杂网络  / 1
  1.1  复杂系统与复杂网络简介  / 2
    1.1.1  复杂系统  / 2
    1.1.2  复杂网络  / 3
  1.2  随机图模型  / 6
  1.3  小世界网络  / 7
  1.4  无标度网络  / 8
  1.5  社团结构的网络  / 9
  1.6  网络的网络  / 11
  1.7  大数据时代的网络分析  / 12
  1.8  复杂网络度量简介  / 14
  参考文献  / 15
第2章  图论简介  / 18
  2.1  基本概念和符号  / 19
  2.2  度和距离  / 23
  2.3  图矩阵  / 23
  2.4  图的连通性  / 25
  2.5  树  / 28
    2.5.1  树的概念和基本性质  / 28
    2.5.2  深度和宽度优先搜索  / 29
    2.5.3  最小生成树  / 31
  2.6  独立集与匹配  / 32
  2.7  控制集  / 33
    2.7.1  连通控制集  / 34
    2.7.2  弱连通控制集  / 35
    2.7.3  r-步控制集  / 36
  参考文献  / 36
第3章  距离相关的度量  / 39
  3.1  图的距离和与平均距离  / 40
  3.2  距离计数度量  / 44
    3.2.1  几类基于距离的拓扑指数  / 44
    3.2.2  几类距离度量的一些性质  / 47
  3.3  幂律随机图的平均距离和直径  / 49
  参考文献  / 52
第4章  聚类和圈  / 56
  4.1  聚类系数  / 57
  4.2  圈系数  / 62
  4.3  无标度随机图的聚类系数  / 64
  参考文献  / 66
第5章  度分布及相关关系  / 68
  5.1  度分布  / 69
  5.2  度相关性  / 71
  5.3  度相关的度量  / 75
    5.3.1  几类度相关的度量  / 75
    5.3.2  度相关度量的推广  / 79
  5.4  关于广义Randic指标的给定度序列的极值树  / 81
  参考文献  / 84
第6章  网络熵  / 88
  6.1  网络熵简介  / 89
  6.2  基于度的熵  / 91
  6.3  基于距离的熵  / 92
  6.4  基于子图结构的熵  / 95
  6.5  基于特征值的熵  / 95
  6.6  加权网络的熵  / 96
  6.7  随机图的冯·诺依曼熵  / 97
  参考文献  / 99
第7章  谱度量  / 103
  7.1  网络的特征值  / 104
    7.1.1  网络的谱密度分析  / 104
    7.1.2  特征谱在网络的中心性和二分性中的应用  / 107
  7.2  分子网络的能量  / 108
  7.3  随机图的谱  / 111
  参考文献  / 112
第8章  相似性度量  / 115
  8.1  相似性度量介绍  / 116
  8.2  图同构  / 117
  8.3  图相似  / 118
    8.3.1  编辑距离  / 119
    8.3.2  路长的差  / 120
    8.3.3  子图比对  / 121
  8.4  基于拓扑指数的相似度量  / 127
  8.5  链路预测  / 127
  参考文献  / 128
第9章  其他度量  / 133
  9.1  中心度量  / 134
  9.2  网络复杂性  / 141
  9.3  统计度量  / 141
    9.3.1  度量集中趋势的平均指标  / 141
    9.3.2  度量离散程度的指标  / 142
    9.3.3  度量偏差程度的指标  / 143
    9.3.4  度量两种数值变量关系的指标  / 143
  9.4  社团等同度量  / 144
    9.4.1  非重叠社团度量  / 144
    9.4.2  重叠社团度量  / 146
  9.5  同步现象  / 146
  参考文献  / 147
0章  复杂网络度量的相关应用  / 150
  10.1  网络度量的极值问题  / 151
    10.1.1  具有极值Randic指标的图  / 151
    10.1.2  关于基于度的广义图熵的极值  / 153
    10.1.3  关于HOMO-LUMO指标图的极值  / 155
  10.2  网络度量在分子网络中的应用  / 158
    10.2.1  胡克分子轨道理论  / 158
    10.2.2  苯系统和亚苯基的广义Randic指标  / 161
  10.3  网络度量在社会网络中的应用  / 163
  参考文献  / 167
索引  / 169

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。近十年来，我国制造业持续快速发展，综合实力不断增强，国际地位得到大幅提升，已成为世界制造业规模优选的国家。但我国仍处于工业化进程中，大而不强的问题突出，与先进国家相比还有较大差距。为解决制造业大而不强、自主创新能力弱、关键核心技术与高端装备对外依存度高等制约我国发展的问题，国务院于2015年5月8日发布了“中国制造2025”国家规划。随后，工信部发布了“中国制造2025”规划，提出了我国制造业“三步走”的强国发展战略及2025 年的奋斗目标、指导方针和战略路线，制定了九大战略任务、十大重点发展领域。2016年8月19日，工信部、国家发展改革委、科技部、财政部四部委联合发布了“中国制造2025”制造业创新中心、工业强基、绿色制造、智能制造和高端装备创新五大工程实施指南。
为了响应党中央、国务院做出的建设制造强国的重大战略部署，各地政府、企业、科研部门都在进行积极的探索和部署。加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，推动我国制造模式从“中国制造”向“中国智造”转变，加快实现我国制造业由大变强，正成为我们新的历史使命。当前，信息革命进程持续快速演进，物联网、云计算、大数据、人工智能等技术广泛渗透于经济社会各个领域，信息经济繁荣程度成为国家实力的重要标志。增材制造（3D打印）、机器人与智能制造、控制和信息技术、人工智能等领域技术不断取得重大突破，推动传统工业体系分化变革，并将重塑制造业国际分工格局。制造技术与互联网等信息技术融合发展，成为新一轮科技革命和产业变革的重大趋势和主要特征。在这种中国制造业大发展、大变革背景之下，化学工业出版社主动顺应技术和产业发展趋势，组织出版《“中国制造2025”出版工程》丛书可谓勇于引领、恰逢其时。
《“中国制造2025”出版工程》丛书是紧紧围绕国务院发布的实施制造强国战略的个十年的行动纲领——“中国制造2025”的一套高水平、原创性强的学术专著。丛书立足智能制造及装备、控制及信息技术两大领域，涵盖了物联网、大数据、3D打印、机器人、智能装备、工业网络安全、知识自动化、人工智能等一系列的核心技术。丛书的选题策划紧密结合“中国制造2025”规划及11个配套实施指南、行动计划或专项规划， 每个分册针对各个领域的一些核心技术组织内容，集中体现了国内制造业领域的技术发展成果，旨在加强先进技术的研发、推广和应用，为“中国制造2025”行动纲领的落地生根提供了有针对性的方向引导和系统性的技术参考。
这套书集中体现以下几大特点：
首先，丛书内容都力求原创，以网络化、智能化技术为核心，汇集了许多前沿科技，反映了国内外最新的一些技术成果，尤其使国内的相关原创性科技成果得到了体现。这些图书中，包含了获得国家与省部级诸多科技奖励的许多新技术，因此，图书的出版对新技术的推广应用很有帮助！ 这些内容不仅为技术人员解决实际问题，也为研究提供新方向、拓展新思路。
其次，丛书各分册在介绍相应专业领域的新技术、新理论和新方法的同时，优先介绍有应用前景的新技术及其推广应用的范例，以促进优秀科研成果向产业的转化。
丛书由我国控制工程专家孙优贤院士牵头并担任编委会主任，吴澄、王天然、郑南宁等多位院士参与策划组织工作，众多长江学者、杰青、优青等中青年学者参与具体的编写工作，具有较高的学术水平与编写质量。
相信本套丛书的出版对推动“中国制造2025”国家重要战略规划的实施具有积极的意义，可以有效促进我国智能制造技术的研发和创新，推动装备制造业的技术转型和升级，提高产品的设计能力和技术水平，从而多角度地提升中国制造业的核心竞争力。
中国工程院院士