随着数据化时代的到来,在现实中存在的大量复杂系统都可以通过复杂网络进行抽象描述,并被应用到不同学科的各个领域,如社交网络中的关系图谱、城市规划中的交通网络、生物工程学中的分子模型等。在已有的复杂网络模型中,节点用来代表真实系统中不同的个体,而边则用来表示个体间的关系。而在实际的复杂系统中,个体往往具有多种属性,在利用复杂网络模型描述复杂系统时,选择个体上的不同属性或属性集合,将导致节点之间的连边不同,网络的拓扑结构不同,从而使得网络的功能不同。因此,为了能够更灵活的描述复杂系统,同时考虑到复杂系统中元素的异质性以及多属性的特点,本文提出了多功能复杂网络模型,该复杂网络模型为包含异类、多属性元素的复杂系统从不同属性角度刻画不同网络拓扑结构和网络功能提供了方法,为复杂系统网络分析提供了新的研究思路,论文的主要研究工作如下:1.多功能复杂网络模型定义。该网络模型仅使用节点来表示,而不涉及到连边。此外,为网络节点定义一个特征属性向量,通过对节点特征属性的选择以及节点在对应特征属性下映射规则定义,实现不同的网络拓扑结构和网络功能,并通过建立并分析某导弹防御作战网络和长江中游城市群网络,验证了多功能复杂网络模型的可用性和有效性。2.基于多功能复杂网络模型的网络拓扑性质研究。从节点性质、网络性质以及中心性的度量三个层次给出了基于特征属性的多功能复杂网络模型的拓扑性质,包括节点的度与权、节点的聚簇系数、网络节点间的可达性、网络的连通性、网络的路径长度、点度中心性、紧密中心性、介数中心性等描述。3.基于多功能复杂网络模型的k步可达性查询研究。考虑到多功能复杂网络模型的特点,提出基于该模型的k步可达性查询算法,并完成关系型数据与多功能复杂网络模型的转换,基于此,实现了多功能复杂网络模型上的k步可达性查询。