采用链路聚类的动态网络社团发现算法

针对当前基于节点的动态网络社团结构发现算法难以发现稳定的社团结构的问题,提出了一种采用链路聚类的动态网络社团发现算法(LDC)。该算法首先从链路的角度得到网络的链路图结构;然后对比不同时刻的链路图结构,将动态网络中节点的添加与移除以及边的添加与移除等复杂的变化信息简化为链路添加和链路移除2种增量变化信息;再在前一时刻社团结构的基础上以改进的链路划分密度函数对增量变化信息中变化的链路进行处理,判断该链路是否加入到社团中从而得到最优的社团结构;最后将得到的链路社团转化成为最终的节点社团结构。实验结果表明,相比于当前基于节点的动态社团发现算法,LDC算法能够有效地发现网络中结构稳定的社团结构,其模块度值和标准化互信息值至少提高了0.19和0.13,且算法的运行效率要明显优于基于节点的动态社团发现算法。     

基于加权中介中心性的结构洞占据者方法获取

随着网络和计算机科学的迅猛发展,处于网络结构洞位置的个人或团体从中可以获得丰富的信息利益和控制利益,结构洞占据者的挖掘得到了越来越多的关注.目前对结构洞占据者的挖掘研究主要集中于无权网络方面,但在实际网络中,权重对网络的性能也起着重要的作用.以加权网络为研究对象,将边权引入到中介中心性指标中,对现有的HIS算法进行改进,提出一种基于加权中介中心性的结构洞占据者挖掘算法(W_BCHIS).该方法首先利用社团发现算法求出加权网络的社团,接着将边权引入中介中心性指标,用加权后的中介中心性指标对节点的重要性进行初始化,通过对节点的重要性和节点占据结构洞的可能性不断地迭代直到收敛以挖掘出结构洞占据者.将W_BCHIS算法与其他算法在公用数据集和实际数据集上进行了实验对比与分析,验证了该算法的有效性.     

基于路径相互关注的网络嵌入算法

网络嵌入,或者称为网络表示学习,旨在将网络中的节点映射到表示空间中,生成低维稠密的向量,从而在保留网络结构信息的前提下对网络中的节点进行表示,而后通过已有的机器学习方法解决诸如链接预测、节点分类、社团发现和网络可视化等下游任务.随机游走算法可以很好地探索网络中节点的局部结构,然而之前的基于随机游走的表示学习算法只能为节点产生一种角色嵌入,没有考虑到和不同邻居进行交互时节点扮演的不同角色嵌入.因此,提出一种基于路径相互关注的网络嵌入算法,使用节点随机游走产生的上下文信息,通过注意力机制为每个节点生成上下文相互关注的节点嵌入.在真实数据集上的实验结果表明,与三个经典的网络嵌入算法相比,该算法具有更好的表现.     

结合网络拓扑与节点内容的统一化半监督社团检测方法

在复杂网络分析中，社团检测发挥着越来越重要的作用，而在实际应用中如何提高社团检测的性能仍是一个共同研究目标.由于网络节点中内容信息有助于社团识别，一些方法侧重于将网络拓扑和节点内容相结合，并且获得了不错效果.此外，也有些方法借用节点之间的拓扑相似度，以提升实现社团检测性能.鉴于此，我们提出了一个统一化方法，结合节点内容的半监督社团检测，简称SCDNC.在该方法中，我们不仅将链接增强应用于社团检测，而且实现了拓扑和内容有机融合.首先，我们运用随机模型来描述节点社团隶属度.其次，我们构建出一个刻画节点内容社团隶属度的随机块模型，节点社团隶属度作为节点内容的权重向量，以实现拓扑和内容结合.再次，我们利用网络中节点之间的拓扑相似度构建先验信息，即，使网络中节点与其最相似的邻居节点具有相同的隶属度分布.最后，使用非负矩阵分解的方法学习新模型的统一化参数.在带有真实标签的人工网络和真实网络上，我们对新方法与一些当前流行的社团检测方法进行了性能比较.实验结果显示，通过融合节点内容和先验信息强化的链接，新方法检测社团的性能取得了显著提升.     

基于多子网复合复杂网络模型的多关系社交网络重要节点发现算法

为提高社交网络中重要节点评估的效率和有效性,根据社交网络中存在多种相互影响的关系的特性,基于复杂网络理论提出了一种适用于多关系社交网络的重要节点发现算法.首先使用多子网复合复杂网络模型建立包含多种关系的复杂网络,然后采用信号传播方法体现网络中多种关系和节点间的相互影响,以及这些影响的传递性,最后利用矩阵迭代方法模拟信号传播过程,定量分析网络中各节点的重要度.该算法综合了社交网络中节点的全局和局部重要性,考虑了各节点重要度的相互影响,在豆瓣网上的实验结果表明,与传统社交网络重要节点发现算法相比,该算法在迭代次数、涵盖率等指标上都有较大改善,有助于提高社交网络中舆情分析、社团结构发现、信息传播等工作的效率和准确性.     

一种基于层次化社团结构的复杂网络可视化平台

基于层次化的网络社团结构,提出了一种可以应用于大型复杂网络的可视化方法,并编程实现了交互平台.该平台采用圆环布局,能提供大量的交互功能,使用户从不同层次上查看网络结构信息.平台还实现了重叠节点的找寻,以及社团动态演化等与网络社团分析有密切关系的功能.     

基于中心度发现的中心社团

使用度中心度与流介数中心度相结合的方法,首先计算出节点的度中心度和流介数中心度,得出网络中的几何中心点和信息、物质或能量在网络上传输时经过路径最多的节点,并将这两个指标作为一个整体考虑,得到这两个指标相对比较大的节点,再在这些节点和其邻居节点上利用CPM社团发现算法,从而发现网络中的中心社团.此方法可以发现网络中相对"重要"的社团,对复杂网络上的传播机理、相继故障等分析都有一定的意义.随后利用该方法分析兰州市公共交通线路网络的中心社团结构,结果表明该社团在网络中的确可以起到比较重要的作用.     

一种基于节点重要度的社团划分算法

指出了通过挖掘复杂网络中存在的社团结构,可以分析整个复杂网络的拓扑结构和功能,还可以发现网络中隐藏的规律.为了得到最佳社团划分结构,定义了网络的节点重要度矩阵和聚类矩阵,结合图的特征谱平分法和模块度函数,提出了一种基于节点重要度的社团划分算法(CDNIM).通过在空手道俱乐部、海豚关系网络等多个经典数据集上应用,结果表明:该算法能够有效提高发现社团结构的准确率.     

交联网络中的可重叠社团结构分析算法的研究

社团结构是复杂网络呈现出的一个重要特征。现有的社团结构分析算法都是针对非交联结构的复杂网络，并且大多数是将网络划分为若干相互分离的社团，无法对彼此重叠、互相关联的社团结构进行分析。本文根据交联网络的结构特点，提出了交联网络中可重叠社团结构分析算法（IBCPM算法）。本文利用该算法对用户收藏文章的交联网络进行了社团结构分析，并对所获得的社团结构进行了统计分析。实验结果显示了该算法的有效性及效率，并且发现社团重叠量的累积分布与节点所属社团数的累积分布也具有幂律分布的特征。     

基于扩散策略的分布式多维尺度节点定位算法

针对无线传感器网络节点自身定位问题,提出了一种基于扩散策略的分布式多维尺度定位算法,给出了扩散策略和局部网络信息融合的方法.与传统多维尺度定位算法相比,该算法无须将所有信息集中到中心节点进行定位计算,而是在局部网络内进行定位迭代解算及信息交换再进行坐标信息融合.该算法在迭代过程中将未知节点视为锚节点,将原算法中被忽略的参数量引入优化目标方程,采用一组凸组合权值系数对交换后信息进行加权融合以得到节点自身坐标.仿真结果表明:改进算法与原算法相比在测量噪声较大时平均与最大定位误差均下降约10%,特别是当网络连通度较低时改进算法定位精度更高.     

一种可变分辨率的社团发现算法

介绍了复杂网络及社团结构的相关概念,给出节点的综合特征值和增益函数的定义,然后提出一种新的社团发现算法(CNCD).综合特征值与节点的度数及其聚类系数有关,用于发现社团中的核心节点;增益函数决定何时获得社团结构的最佳划分.作者用C++语言实现算法,并使用经典数据集对算法进行验证,实验结果表明此算法不仅能够得到正确的社团结构,而且通过动态调整算法中的参数值,能够得到比传统算法更加详细的社团划分结果,获得网络的细节信息.     

基于模糊均值的细菌群体趋药性复杂网络社团结构发现

复杂网络的社团发现问题是网络数据挖掘中的重要问题之一.利用基于模糊C均值的细菌群体趋药性算法最大化网络的模块度,算法中模糊C均值的初始值由群体细菌取药性算法获得.模糊C均值算法在此基础上发现复杂网络的社团结构.其创新点在于最佳模块度的寻找.实验结果表明:该算法具有对现实世界网络社团划分的可行性和有效性.     

基于相邻节点聚类的社团划分算法

社团结构是复杂网络中的拓扑属性之一,具有同一社团内的节点连接紧密而不同社团的节点连接疏松的性质.作者基于复杂网络中的社团结构的性质并根据网络中相邻节点的距离关系,提出了一种社团划分算法--基于相邻节点聚类的社团划分算法.笔者对算法的基本概念以及实现进行了详细的描述,通过应用在实例上所得结果说明算法的可行性.     

基于电阻网络的节点重要性判别

节点中心性是复杂网络研究的关键问题之一.我们从电阻网络出发,基于基尔霍夫电流定律,定义了一种新的中心性指标KL(G),该指标由通过节点的电流和基于度的电流方差构成.这个指标在网络流的基础上考虑了网络的全局信息和节点所处位置的局部信息.我们将指标应用于实际网络中,发现其可以识别出对于社团结构来说重要的节点,结合辅助指标w还可以区分社团重叠节点和桥节点.     

基于加权树的层次社团划分算法

社团发现常用于挖掘复杂网络中的隐藏信息,如功能模块和拓扑结构.为提高复杂网络中社团结构挖掘的质量,提出一种基于加权树的层次社团划分算法HCD_WTree(Hierarchical Community Detection Algorithm Based on Weighted Tree).首先,结合邻域重叠比和节点的度中心性来度量节点间关系强度,基于该度量将原无权网络转换成加权网络;接着,对网络进行简化,得到加权树;最后,基于层次社团挖掘方法,根据边权依序裁剪加权树,得到层次的社团结构,并结合模块度函数获得最优的社团划分结果.在公用数据集上的实验结果表明,与现有的社团挖掘技术相比,HCD_WTree算法能够更准确地划分复杂网络中的社团结构.     

基于单步添加团的重叠社团检测算法

基于局部扩充的重叠社团检测算法由单个节点或团出发,不断添加新的节点而获得最终的社团划分,但现有算法均为每次添加一个节点,没有充分考虑所添加节点的局部信息,从而影响了社团检测结果的准确性.为此,文中提出了一种基于单步添加团的重叠社团检测算法,该算法从一个团开始,通过不断添加此团邻居内适应度增值最大的团,使算法在局部扩充时不仅考虑了所添加节点与已有社团的连接紧密性,而且考虑了所添加节点内部的连接情况.在真实网络和计算机生成网络上的实验结果表明,与现有基于局部扩充的重叠社团检测算法相比,文中算法可以更准确地检测出复杂网络中的重叠社团.     

中国航空货运网络结构分析

以中国大陆民航机场作为网络节点,以机场间的货运量作为网络连边的权重,采用复杂网络的拓朴指标对中国航空货运网络结构进行分析.研究发现:中国航空货运网络呈现出小世界特性;网络不存在明显的社团结构;节点中心性间存在较高的相关性;网络整体形成了以西安、北京、成都、昆明为枢纽的网络布局.     

基于社交网络的分布式机制设计

人们通过社交关系构成一个庞大的社交网络,网络中的每个节点只能与其周围的节点进行通信,因此当网络中的某个节点进行物品拍卖销售时,在不借助第三方推广的情况下只能邀请其邻居节点参与.中心化机制能使网络中的其他非邻居节点都能参与拍卖,以此可以提高卖家节点的最终收益,然而在该机制中卖家可以轻易地与买家串通,并且买家需要将社交网络结构(买家的私人社交信息)完全透露给卖家,因此网络中的节点没有很强的动机来参与该机制.提出一种分布式的解决方案,可以防止卖家与买家勾结,同时保持网络结构不被泄露.实验证明,该分布式机制保留了传统机制的优点,而且不需要一个可以完全获得网络结构的中心机构来执行该机制.通过模拟实验还发现,在大多数情况下,社交网络越复杂,泄露的隐私信息就越少.     

具有小世界特性的复杂液压系统故障源搜索方法

针对复杂液压系统故障多样、成因复杂、隐蔽性强,故障源辨识困难,提出了一种基于小世界特性的先网络社团结构划分、后社团内的复杂液压系统故障源搜索的层次分析方法.构建了复杂液压系统的网络拓扑结构,以同时具有大的介数和度数的节点作为网络中故障传播社团的中心,来改进Wu-Huberman算法,从而实现了社团结构的划分.根据各社团连接边对应管路的液压参数变化,确定包含故障源的社团,进一步计算该社团故障传播的可达矩阵,定位了故障源节点.经过对轧钢加热炉液压系统起升故障的分析和故障源查找,证实了该方法可以根据系统网络的结构特征和间接故障表现,实现复杂液压系统故障源的识别.     

基于变分推断和元路径分解的异质网络表示方法

针对异质网络表示中传统元路径随机游走无法准确描述异质网络结构,不能较好地捕捉网络节点内在的真实分布问题,提出基于变分推断和元路径分解的异质网络表示方法HetVAE.该方法先结合路径相似度的思想,设计了一种节点选择策略对元路径随机游走进行改进,再通过引入变分理论对原始分布中的潜在变量进行有效采样.最后,通过设计个性化的注意力机制,对由分解获得的不同子网络的节点向量表示进行加权,再将其进行融合,使最终的节点向量表示具有更丰富的语义信息.通过在DBLP、AMiner、Yelp这3个真实数据集上进行多组不同网络任务的实验,验证了模型的有效性.在节点分类和节点聚类任务上,与对比算法相比,微观F_1值和标准化互信息分别提升了1.12%～4.36%和1.35%～18%,表明HetVAE能够有效地表征异质网络结构,学习出更符合真实分布的节点向量表示.