复杂网络的社团结构发现

社团结构是复杂网络的一个重要拓扑特征,社团结构发现是研究复杂网络的一个基础性问题,近十年来得到了广泛的关注。本文概要了非重叠社团发现的典型算法,较全面地归纳分析了重叠社团发现算法。并指出了社团发现研究尚存在的一些问题和进一步的研究方向。     

具有时变时滞耦合的两个不同复杂网络的自适应同步

针对两个不同的时变时滞耦合复杂网络,提出一个新的网络同步模型.该模型中的两个网络在节点数目、拓扑结构、内部耦合、耦合时滞及节点动态均可不相同.基于LaSalle不变原理,设计自适应控制器使得两个网络获得同步.进一步研究了具有未知拓扑结构的两个复杂网络的自适应同步问题.数值结果表明了本文方法的有效性.     

基于聚类的复杂网络社团结构发现

我校计算机与信息技术学院教师李艳灵博士获批国家自然科学基金项目:基于聚类的复杂网络社团结构发现,项目编号:61202194.复杂网络是指具有复杂拓扑结构和复杂节点行为的网络系统,它是对现实世界中各种各样的大规模复杂系统的抽象.复杂网络中的社团发现旨在寻找复杂网络中真实存在的社团结构,发现网络中的社团结构对分析     

拓扑辨识具有社团结构的加权复杂动态网络

针对具有社团结构的一般不确定加权动力学复杂网络,利用反馈控制和自适应控制构造了一个驱动-响应系统来辨识驱动系统的拓扑结构,并根据线性稳定性理论和Lyapunov方法给出了拓扑辨识的充分条件.最后,通过数值仿真验证了所提方法的正确性和有效性.     

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.     

基于模块度优化的加权复杂网络社团发现算法分析

社团结构是复杂网络的一种重要拓扑结构。针对加权复杂网络中的社团发现问题,在8个不同领域、不同规模的真实数据集上,从模块度、强/弱社团、聚集系数3个评估指标分析了基于模块度优化的GN算法、FN算法、CNM算法和BGLL算法在加权复杂网络社团发现的效果。研究结果表明,上述3个评估指标在加权复杂网络上的划分结果不能始终保持一致,基于优化模块度的算法更倾向于找到复杂网络中比较粗糙的社团结构,而不是精准的社团结构,其算法的泛化能力有待加强。     

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.     

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.     

面向大规模在线社交网络的社团抽取算法

针对现有的社团分析算法无法在大规模网络上应用的问题,提出一种社团抽取算法,可以高效地分析网络的社团特征.该方法无需事先获取网络的全部拓扑结构,采用网络搜索与社团判定相结合的思路,可有效地抽取结构未知的社交网络上的某个特定社团,从而使分析超大规模网络社团结构成为可能.在仿真数据集上进行实验,分析抽取准确率的影响因素,得出网络平均度越大抽取准确率越高.进一步实验结果表明,社团抽取算法的准确率与现有方法接近,并且执行效率明显高于现有方法,验证了该算法的可行性和有效性.     

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。     

复杂网络的稳定性

近来，Scale—free随机复杂网络成为一个令人感兴趣的研究领域。实证表明，复杂网络的拓扑结构不同于传统的随机图模型。本文中，我们提出了一种新的复杂网络模型来描述真实网络，研究复杂网络的拓扑结构。我们将平均场的方法运用到聚系数的求解．得到了一些关于复杂网络稳定性的结果。     

基于量子模糊聚类算法的复杂网络社团结构探测

研究了复杂网络的社团结构特性,探讨了复杂网络的社团结构探测算法.针对现有算法中判断社团结构时的主观性问题,提出了量子模糊聚类算法,并将该算法用于复杂网络社团结构的探测.实验结果表明:该算法可以准确、有效地探测到网络中实际存在的社团结构.     

一种向量划分的网络社团发现方法

为有效地检测复杂网络中的社团结构,对评估与发现社团的模块密度函数(即D值)进行了优化.通过模块密度函数的优化进程,展示了模块密度函数被优化到向量划分方法中的社团向量幅度最大化,并且提出了一种新的向量划分方法.在一个经典的真实世界网络中检验了该算法.实验结果暗示这种新的算法在发现复杂网络社团上是有效的.     

2个时滞复杂动态网络的广义同步

针对2个不同节点和不同拓扑结构的时滞复杂动态网络,研究2个网络之间的广义同步问题.基于驱动-响应同步策略,对其中的一个网络施加控制,运用连续系统的Lyapunov稳定性分析方法,得到相应的广义同步判据.以某产品的生产者和该产品的消费者作为2个网络的动态节点,验证方法有效性.结果表明,通过设计满足广义同步判据的控制器,可以实现2个不同网络之间的广义同步.     

基于转移矩阵P的复杂网络聚类方法

提出了一种相对简单、有效的划分复杂网络社团结构的方法.该算法利用复杂网络的转移矩阵P和K均值聚类算法来划分社团结构,并且用F统计量判定最优的聚类结果,在探测社团结构明显的人工网时具有较高的准确度.     

一种对分划分的复杂网络社团检测方法

在许多领域,例如社会科学,技术科学及生物科学,复杂网络中的社团发现是一项重要任务。这些社团结构暗含着系统功能方面的信息并用来帮助人们理解网络的功能及增长机制。谱分优化了由李等人最近提出的一种用来评估和发现社团的模块密度函数。提出了一种对分算法,该算法使用模块密度矩阵的主特征向量迭代来检测网络社团结构。在一个经典的计算机产生的随机网络中检验了算法。当社团结构变地模糊时,实验结果显示这种新的算法在发现复杂网络社团上是有效的。     

基于图论方法研究带多扩散的随机多组模型的拓扑识别

研究了带多扩散的随机多组模型的拓扑识别.基于自适应同步方法,设计了合适的自适应控制器识别带多扩散的随机多组模型的拓扑结构.结合Lyapunov稳定性理论和图论方法,分别得到了不具有时滞和具有时滞的多扩散的随机多组模型的拓扑结构识别准则.最后,分别给出了具有时滞和不具有时滞的耦合洛伦兹系统的拓扑识别,验证了研究结果的有效...     

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.     

基于最小社团链接度增量的社团结构挖掘算法

针对复杂网络社团结构挖掘算法复杂度高的问题,定义了一个衡量局部社团结构的指标,提出了一种基于最小社团链接度增量的社团结构挖掘算法.本算法的时间复杂度为O(kd),其中d为网络的平均节点度数,k为搜索的节点数.为了验证本算法的性能和计算的准确性,把本算法与一种经典的挖掘局部社团结构方法——Clauset算法,进行了比较.实验结果表明:本算法抽取的社团结构与Clauset算法相比基本一致,但在性能上有了显著提高.