基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的多屬性權(quán)值能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)同步模型的構(gòu)建

劉一笑　郝慧芳　王雅　莊夢月　秦紅霞

摘要：文章構(gòu)建了一個具有多重權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)模型，用意模擬全球能源貿(mào)易。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)分割原理，將多權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)劃分成多個具有單權(quán)值的子網(wǎng)絡(luò)?；贚aSalle 不變性原理，對具有多重權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)投影同步問題進(jìn)行分析，給出了能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)同步的條件，為規(guī)避能源貿(mào)易風(fēng)險提供了一種有效的方法。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；能源貿(mào)易；網(wǎng)絡(luò)同步；多屬性權(quán)值

一、引言

同步是廣泛存在于自然中的一類重要的非線性現(xiàn)象。1680 年，荷蘭旅行家Kempfer 在泰旅行時觀察到了螢火蟲同步發(fā)光這一奇特現(xiàn)象。有些同步是不利的，比如，2000 年，倫敦的千年橋落成，當(dāng)時成千上萬的人們涌上大橋，共振使得橋體振動所引起的偏差接近20 厘米，引發(fā)了橋上人們的恐慌，大橋不得不臨時關(guān)閉。在過去很長一段時間，人們觀察到了各種同步現(xiàn)象，但卻不理解同步的內(nèi)在機(jī)制。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)則作為載體展示出了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)同步。全球能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)作為一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)供應(yīng)端（即驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)）與需求端（即響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)）的同步對一個國家保障能源安全具有重要的意義。

在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，絕大多數(shù)的研究集中在對于能源貿(mào)易的無權(quán)網(wǎng)絡(luò)或單權(quán)值的網(wǎng)絡(luò)的同步進(jìn)行研究，具有多重權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)同步卻很少被關(guān)注。然而在實際生活中，全球能源貿(mào)易系統(tǒng)是一個具有多重權(quán)值的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)連邊的權(quán)重是由多種不同性質(zhì)的權(quán)值所構(gòu)成。例如，一個國家作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，兩個國家之間有能源貿(mào)易流通，認(rèn)為這兩個節(jié)點之間存在一條連邊，在這樣一個能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中，存在多種運(yùn)輸方式，如鐵路、水路、貨車等。如果將操作不同運(yùn)輸工具的輸送數(shù)量作為權(quán)值，則上述網(wǎng)絡(luò)中存在幾種不同的權(quán)值。相對于單個權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，具有多個屬性權(quán)值的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與動力學(xué)特性將會更加豐富，也更能夠描述能源輸送過程的性質(zhì)。

二、基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)同步模型的建立

（一）模型描述

根據(jù)LaSalle不變性原理可得

||ei（t）||=0，1≤i≤N

于是系統(tǒng)（1）和（2）在（4）式的作用下趨于同步。

定理得證。

當(dāng)比例因子λ（t）為常數(shù)時，稱能源貿(mào)易系統(tǒng)供應(yīng)端（1）與需求端（2）實現(xiàn)貿(mào)易同步。

三、結(jié)語

能源安全是每個國家都極度關(guān)注的問題。近年來全球經(jīng)濟(jì)的動蕩與不穩(wěn)定進(jìn)一步加劇了能源貿(mào)易的風(fēng)險。由于能源價格的波動以及各種政治經(jīng)濟(jì)因素，我國能源供需面臨著極大的威脅。全球能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)與需求的同步有利于限制產(chǎn)能過剩，減少貿(mào)易價格波動，增加能源貿(mào)易的穩(wěn)定性。本文建立的模型為決策制定者提供了一種有效的方法，通過建立同步的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，決策制定者可以規(guī)避貿(mào)易風(fēng)險，完善能源安全戰(zhàn)略。

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（作者單位：江蘇大學(xué)）