基于LeaderRank的重叠社区发现算法

在真实的社交网络结构中常常存在着社区相互重叠的现象,发现社交网络中的重叠社区有利于研究网络特性,反映网络中的真实情况。针对多标签传播重叠社区发现算法COPRA存在的随机性,导致社区发现结果稳定性差等问题,提出一种结合节点重要性的标签传播算法。该算法首先采用LeaderRank计算出网络中各个节点的重要性,选择重要性高的节点进行团扩展作为标签初始阶段的预处理,采用合理的标签更新顺序以防止抵消预处理阶段的工作,后期引入贡献度来弱化标签选择阶段的随机性,在基准网络和真实网络上的实验结果表明本文算法提高了社区发现结果的质量。     

结合拓扑势与信任度调整的重叠社区发现算法

现实世界中的复杂系统可建模为复杂网络,探究复杂网络中的社区发现算法对于分析复杂网络的拓扑结构和层次结构具有重要作用。早期研究通常将网络中的节点局限在一个社区中,但随着研究的深入发现社区结构呈现重叠特性。针对现有重叠社区发现算法存在划分社区结构不稳定、忽略节点交互和属性等问题,提出一种基于网络拓扑势与信任度调整的重叠社区发现算法。融合节点的属性和结构特征计算节点的拓扑势,依据节点的拓扑势选取核心节点。从核心节点出发构建初始社区群,计算各个社区间的调整信任度,实现社区的合并与再调整,从而识别重叠社区。在多个人工模拟网络和真实网络数据集上的实验结果表明,与基于贪婪派系扩张、种子扩张等的重叠社区发现算法相比,该算法将扩展模块度最高提升至0.719,能有效识别社区结构及重叠节点,提升重叠社区检测性能。     

基于连边距离矩阵的重叠社区发现

现有重叠社团发现算法大多直接从相邻连边的相似性出发,不能有效利用网络的多层连边信息。基于此,本文提出了一种基于连边距离矩阵的重叠社区发现算法LDM。首先结合连边-节点-连边随机游走模型,以实现多级连边信息的有效利用,其次借助模糊聚类方法,处理连边距离矩阵以获取连边社区,最后根据扩展模块度调整和优化重叠社区结构。在人工网络和真实网络上的实验结果表明,所提算法能够有效提高重叠社区发现算法的准确度。     

基于核心节点扩散的有向网络重叠社团发现算法

复杂网络中的社团结构探测是当前复杂网络研究领域的一个热点问题。传统的社团划分算法主要以无向、无权网络作为分析对象,不能够适用于现实世界中各种有向网络、加权网络。在分析和研究各种社团划分算法的基础上,提出一种新的重叠社团发现算法。该算法从网络中的核心节点开始,不断合并适应度最大邻居节点,最终将网络划分为多个重叠的社团。最后,将该算法应用到两个有向网络中,实验表明该算法能够很好地划分出有向网络中的重叠社团。     

基于三角形的重叠社团发现算法

社区结构是复杂网络的重要属性之一, 有效挖掘出复杂网络中隐藏的社区结构具有重要的理论研究意义和广泛的应用前景。真实网络在一定程度上都表现为重叠的社区结构, 针对这一问题, 提出了一种基于三角形的重叠社区发现算法。通过判断两个节点与其共享邻居节点能否构成一个三角形来判断, 若能构成三角形, 则这两个节点属于同一社区。在计算机生成网络与真实网络上进行了实验, 都正确地识别出了社区结构以及重叠节点, 表明了此算法对于发现重叠社区结构的有效性和可行性。     

FCM框架下的重叠社区发现算法

重叠社区发现是近些年来社交网络分析中的一个热门课题,但大部分算法有着时间复杂度高或健壮性差的缺点。本文构造了一种节点相似度计算方法,针对FCM的缺陷提出改进,从而利用该改进的Fuzzyc-means计算出每个节点的隶属度;然后设定阅值决定每个节点的类别,实现了重叠社区发现;接下来在真实数据集上的对比实验结果表明该算法在有较低的时间复杂度同时能有效的发现网络中的重叠社区结构。     

多关系社交网络中社团结构发现算法

社交网络的节点之间存在着多种关系,这些关系共同决定了网络中节点的社团结构划分。为了准确地发现多关系社交网络中的社团结构,通过研究信息在多子网复合复杂网络模型上的传播过程,提出了一种多关系网络中的社团结构发现算法。该算法基于多子网复合复杂网络模型建立的多关系社交网络,利用信息在多关系社交网络中的传播过程,将网络中的节点转化成能够被聚类算法处理的向量形式,进而采用聚类算法完成多关系社交网络中的社团结构划分。该算法综合考虑了网络中多种关系的相互作用以及异质节点间的相互影响,得到的传播信息量矩阵表示了各节点在整个网络中的影响力,并将影响力相似的节点划分到同一个社团结构中。实验结果显示,与传统社团结构发现算法相比,该算法不仅在准确度上有所提高,还能将异质节点划分到一个社团中,可以根据用户不同需求挖掘出多关系社交网络中的隐藏信息。     

融合特征向量中心性与标签熵的标签传播算法

重叠社区结构挖掘旨在发现复杂网络中多个独立社区之间的重叠部分，其在社交、交通、舆情乃至反恐等领域具有广泛的应用。然而，目前基于标签传播的重叠社区挖掘算法在社区结构模糊的网络中表现出较强的随机性，导致准确度不高。针对重叠社区模糊边界导致的不确定性和低准确度问题，提出一种融合特征向量中心性与标签熵的标签传播算法ECLE-LPA。ECLE-LPA通过融合节点的K-核迭代因子与特征向量中心性来计算节点影响力并初始化节点标签，在标签传播过程中，通过节点标签熵和节点间亲密度更新节点标签列表及其标签隶属度，从而较好地克服了社区模糊边界的识别问题。实验结果表明：在Les Miserables、Polbooks、Football、Polblogs和Netscience等真实网络中，ECLE-LPA划分结果的EQ值普遍比对比算法提高了1%～3%;在社区结构模糊的人工网络中，ECLE-LPA划分结果的NMI值比其他标签传播算法提高了10%以上。     

复杂网络重叠社区结构发现的演化算法研究

复杂网络重叠社区结构的划分已成为复杂网络研究的一个热点,目前已提出了很多关于社区结构发现的算法。提出了一种基于个体从众的演化算法ICEA,基本思想是由节点邻居组成的个体依概率进行从众和变异操作,用较短时间找到最优(或拟最优)模块度的社区划分,社区结构确定后利用邻居投票机制NV发现网络的重叠节点,完成重叠社区的划分。在真实网络的实验结果表明,此算法的使用时间和划分结果都优于典型算法。     

基于边图的线性流重叠社区发现算法

重叠网络的社区发现是复杂网络研究中的重要问题。为了提高网络中重叠社区发现的时间效率，提出一种基于边图的线性流重叠社区发现算法LBSA。算法首先对于边图网络中的边进行随机的依次处理，完成节点的初步社区划分，再将其中重叠小社区合并到相似度最大的其他大社区中得到最终的社区。通过以上步骤，算法能够以接近线性的时间复杂度得到网络的重叠结构。从最终的实验结果来看，与其他算法相比，该算法能够在更短的时间有质量地发现网络中的重叠社区。     

Identification of overlapping and non-overlapping community structure by fuzzy clustering in complex networks

This paper proposes a novel method based on fuzzy clustering to detect community structure in complex networks. In contrast to previous studies, our method does not focus on a graph model, but rather on a fuzzy relation model, which uses the operations of fuzzy relation to replace a traversal search of the graph for identifying community structure. In our method, we first use a fuzzy relation to describe the relation between vertices as well as the similarity in network topology to determine the membership grade of the relation. Then, we transform this fuzzy relation into a fuzzy equivalence relation. Finally, we map the non-overlapping communities as equivalence classes that satisfy a certain equivalence relation. Because most real-world networks are made of overlapping communities (e.g., in social networks, people may belong to multiple communities), we can consider the equivalence classes above as the skeletons of overlapping communities and extend our method by adding vertices to the skeletons to identify overlapping communities. We evaluated our method on artificial networks with built-in communities and real-world networks with known and unknown communities. The experimental results show that our method works well for detecting these communities and gives a new understanding of network division and community formation.     

D-HOCS: an algorithm for discovering the hierarchical overlapping community structure of a social network

Social networks often demonstrate a hierarchical organization, with communities embedded within other communities; moreover, nodes can be shared between different communities, i.e. communities in social networks may be overlapping. In this paper, we define a hierarchical overlapping community structure to present overlapping communities of a social network at different levels of granularity. Discovering the hierarchical overlapping community structure of a social network can provide us a deeper understanding of the complex nature of social networks. We propose an algorithm, called D-HOCS, to derive the hierarchical overlapping community structure of social networks. Firstly, D-HOCS generates a probability transition matrix by applying random walk to a social network, and then trains a Gaussian Mixture Model using the matrix. Further D-HOCS derives overlapping communities by analyzing mean vectors of the Gaussian mixture model. Varying the number of components, D-HOCS repeatedly trains the Gaussian mixture model, detecting the overlapping communities at different levels of granularity. Organizing the overlapping communities into a hierarchy, D-HOCS can finally obtain the hierarchical overlapping community structure of the social network. The experiments conducted on synthetic and real dataset demonstrate the feasibility and applicability of the proposed algorithm. We further employ D-HOCS to explore Enron e-mail corpus, and obtain several interesting insights. For example, we find out a coordinator who coordinated many sections of the Enron Corporation to complete an important task during first half of 2001. We also identify a community that corresponds to a real organization in Enron Corporation.     

基于三支决策的非重叠社团划分

基于三支决策理论,提出了一种基于三支决策的非重叠社团划分算法（N-TWD）,该方法将初始聚类形成的重叠社团进行二次划分以形成最终的非重叠社团。N-TWD算法首先利用层次聚类形成有重叠的社团结构,将两个存在重叠的社团的左边社团中非重叠部分定义为正域,右边社团中非重叠部分定义为负域,而两个社团的重叠部分定义为边界域。然后,针对边界域中的节点,分别计算边界域中节点与正域和负域的社团归属度B_P、B_N进行二次划分。对于二次划分后仍然留在边界域中的节点将利用投票的方法决定其最终归属,最终获得非重叠的社团结构。本文选取4个经典社交网络数据集和1个真实世界数据集对N-TWD算法进行了验证,相比较其他社团划分算法（GN、NFA、LPA、CACDA）,N-TWD时间复杂度较低,总体获取的社团模块度值更高。     

LPX: Overlapping community detection based on X‐means and label propagation algorithm in attributed networks

Traditional community detection methods in attributed networks (eg, social network) usually disregard abundant node attribute information and only focus on structural information of a graph. Existing community detection methods in attributed networks are mostly applied in the detection of nonoverlapping communities and cannot be directly used to detect the overlapping structures. This article proposes an overlapping community detection algorithm in attributed networks. First, we employ the modified X‐means algorithm to cluster attributes to form different themes. Second, we employ the label propagation algorithm (LPA), which is based on neighborhood network conductance for priority and the rule of theme weight, to detect communities in each theme. Finally, we perform redundant processing to form the final community division. The proposed algorithm improves the X‐means algorithm to avoid the effects of outliers. Problems of LPA such as instability of division and adjacent communities being easily merged can be corrected by prioritizing the node neighborhood network conductance. As the community is detected in the attribute subspace, the algorithm can find overlapping communities. Experimental results on real‐attributed and synthetic‐attributed networks show that the performance of the proposed algorithm is excellent with multiple evaluation metrics.     

基于种子节点选择的重叠社区发现算法*

识别网络社区对于了解社会网络的结构和功能具有重要意义。由于网络中某些节点可能属于多个社区,因此重叠社区的研究已经吸引了人们越来越多的关注。本文针对目前从局部社区扩展成全局社区时有关算法的种子节点选择不合理的情形,提出了一种基于种子节点选择的重叠社区发现算法。本算法首先根据影响力函数找出局部影响力最大的节点,由这些节点构成的种子集合较好的分布在整个网络中,然后以这些种子点构造初始社区,根据设定的吸引度函数选择性添加节点来进行社区扩展。实验结果表明,该算法在真实网络上进行测试时能够有效的挖掘网络中的重叠社区。     

基于权重信息挖掘社会网络中的隐含社团

社团结构是一种普遍存在于各类真实网络中的结构特性.挖掘网络的社团结构对于理解网络的功能与行为有着重要作用.然而,现有的各种社团挖掘算法仅仅基于网络拓扑结构信息,而忽视了蕴涵于真实社会网络边权信息中丰富的语义信息.目前普遍使用的基于模块性最大化的社团挖掘算法倾向于将小社团合并,这使得语义上丰富的小社团容易湮灭于基于拓扑结构信息所挖掘出的大社团中.而挖掘出这些隐含于大社团中的有着丰富语义内涵的小社团对于加深社会网络语义层面的理解有着重要作用.为此,提出一个接近线性复杂度的有权网络社团挖掘算法.通过充分利用权重信息,算法可以将社会网络划分为富含语义信息的粒度较细且相对较小的隐含社团.通过对基于DBLP作者合作网络的实证分析,证实了新算法的有效性和高效性.     

复杂网络大数据中重叠社区检测算法

大数据时代互联网用户数量呈爆炸性增长,社交网络、电商交易网络等复杂网络规模快速发展,准确有效地检测复杂网络大数据中重叠社区结构对用户兴趣点推荐和热点传播具有重要意义。提出一种新的面向复杂网络大数据的重叠社区检测算法DOC（Detecting Overlapping Communities over complex network big data）,时间复杂度为O（nlog²（n））,算法基于模块度聚类和图计算思想应用新的节点和边的更新方法,利用平衡二叉树对模块度增量建立索引,基于模块度最优的思想设计一种新的重叠社区检测算法。相对于传统重叠节点检测算法,对每个节点分析的频率大大降低,可以在较低的算法运行时间下获得较高的识别准确率。复杂网络大数据集上的算法测试结果表明：DOC算法能够有效地检测出网络重叠社区,社区识别准确率较高,在大规模LFR基准数据集上其重叠社区检测标准化互信息指标NMI最高能达到0.97,重叠节点检测指标F-score的平均值在0.91以上,且复杂网络大数据下的运行时间明显优于传统算法。     

基于标签传递的有向图重叠社团发现算法研究

社团发现作为网络科学中一个重要的基础问题受到了广泛的关注和重视.针对社团结构的研究为我们提供了从中尺度上分析和理解网络的途径,具有重要的理论和实际意义.已有的研究大多关注无向图和非重叠社团的发现.本文基于标签传递和用户排序的思想设计了一个有向图上的重叠社团发现算法,实际数据上的实验表明了算法在发现用户多重社团属性和确定社团规模方面的有效性.     

LinkLPA: A Link‐Based Label Propagation Algorithm for Overlapping Community Detection in Networks

Community detection is an important methodology for understanding the intrinsic structure and function of complex networks. Because overlapping community is one of the characteristics of real‐world networks and should be considered for community detection, in this article, we propose an algorithm, called link‐based label propagation algorithm (LinkLPA), to detect overlapping communities. Because the link partition is conceptually natural for the problem of overlapping community detection, LinkLPA first transforms node partition problem into link partition problem and employs a new label propagation algorithm with preference on links instead of nodes to detect communities due to the simplicity and efficiency of label propagation algorithm. Then the proposed LinkLPA performs a postprocessing to refine the detected overlapping communities by avoiding over‐overlapping and incorrect partition of weak ties. Experimental results on a large number of real‐world and synthetic networks show that the proposed method achieves high accuracy on detecting overlapping communities in networks.