基于复杂网络的大众生产社区的演化机制研究

通过大众生产虚拟社区的度分布与动态演化机理分析,揭示了择优机制是大众生产虚拟社区的一个显著演化特征。基于Wiki票选管理员的行为网络构建大众生产虚拟社区合作网络;分析网络的出度分布与入度分布,分析结果显示虚拟社区合作网络的出度服从幂律分布,入度服从双段幂律分布,说明虚拟社区贡献者的选择行为具有较强异质性;采用复杂网络链路预测方法对网络的潜在连接进行排序,结果显示择优指标值在各项指标中得分较高,网络形成过程中择优机制起到重要作用。     

相似性特征对链路预测的影响与增强

链路预测的主要任务是设计一个能够更加准确地描述给定网络机制的预测算法,从而得到更准确的预测结果.在分析现有研究成果基础上发现,网络的相似性特征对采用的链路预测方法有较大的影响:在节点间标签相似性较低的网络中,提高标签的相似性可以提高预测的准确性;而在节点间标签相似性较高的网络中,则应更加关注结构信息对于链路预测的贡献来...     

基于网络嵌入和关联相似性的链路预测算法

链路预测作为复杂网络分析的一个重要分支，在不同领域中有着广泛的应用，而且通过进一步提取网络结构信息可以提高链路预测的精度。提出了一种基于结构深度网络嵌入和关联相似性的链路预测算法（Structural Deep Correlation Similarity Network Embedding，SDCSNE）。SDCSNE算法结合了网络嵌入捕捉高维非线性网络结构的特征，将网络映射到向量空间中，这些映射向量的内积即为对应节点的相似性，并保持了全局和局部的网络结构，获得了更加稳定的网络结构信息；SDCSNE算法还融入了节点的关联性，以提高预测的准确性。实际结果表明，在链路预测任务中，SDCSNE算法具有良好的性能。     

基于三元闭包的节点相似性链路预测算法

链路预测作为复杂网络分析的基本方法被应用到很多领域,完全基于拓扑结构信息的复杂网络链路预测仍然是一个具有挑战性的问题。三元闭包作为网络中最小局部结构,具有结构平衡和稳定的特征。提出了一种基于三元闭包的节点相似性链路预测算法,通过计算出每个节点在网络中所占三元闭包的权重,并将该权重用于节点相似性指标中,提出了3个相似性指标TWCN、TWAA、TWRA和具有调节参数的3个相似性指标TWCN*、TWAA*、TWRA*。在10个不同的网络数据集上的实验结果表明,所提算法能够提高链路预测的精度。不仅如此,通过分析实验结果,发现在社交网络中拥有较多三元闭包的节点具有局部稳定性,不倾向于建立更多的新链接;相反,拥有较少三元闭包的节点具有局部不稳定性,倾向于建立更多的新链接。这种现象也符合社会学中有关弱关系产生链接的现象。     

基于拓扑连接紧密度的相似性链路预测算法

许多链路预测方法仅仅关注预测的准确度衡量指标,忽略了精确度衡量标准在实际应用中的重要作用,且没有考虑共同邻居与预测节点间紧密度对相似性刻画的影响。针对上述问题,提出了一种基于拓扑连接紧密度的相似性链路预测算法。该方法通过局部拓扑结构定义共同邻居紧密度,并引入参数调节不同网络中紧密程度,最终刻画网络节点间的相似度。6个实际网络测试表明,相比共同邻居（CN）、资源分配（RA）、Adamic-Adar（AA）、局部路径（LP）、Katz等相似性指标,该算法提升了链路预测的预测精度。     

结合共同邻居贡献度的节点相似性链路预测算法

链路预测是复杂网络的一个重要研究方向,基于节点相似性的链路预测方法是最为常用的一种方法。目前大部分使用节点链接紧密度的节点相似性链路预测方法,未考虑每个共同邻居节点的差异性,即不同的节点对连边的贡献度是不同的。本文提出一种结合共同邻居节点之间的节点贡献度和链接紧密度的链路预测算法。该算法首先计算共同邻居节点之间的链接信息作为节点的链接紧密度,再定义耦合度聚簇系数表示共同邻居节点贡献度,最终将二者结合。在实际数据集上的实验结果表明,该算法比4种经典的链路预测算法（CN,AA,RA和Jaccard）和基于节点链接密度的算法CNBIDE具有更好的预测精度。     

基于节点亲密度的链路预测算法

链路预测作为复杂网络分析的一个重要分支,在不同领域中有着广泛的应用。现有的链路预测算法通常根据共同邻居节点的结构信息来度量节点对之间的相似性,忽略了节点对与其共同邻居节点之间的连接紧密程度。针对此问题,提出了一种基于节点亲密度的链路预测算法。该算法利用边聚集系数来测量节点对与其共同邻居节点之间的紧密程度,以AUC值作为链路预测的精确度评价指标。在4个真实网络上的实验结果表明,相比于其他相似性算法,所提出的算法提高了链路预测的预测精度。     

基于复杂网络动力学模型的链路预测方法

链路预测是复杂网络中研究缺失连边和未来形成连边的重要组成部分,当前基于网络结构的链路预测方法成果丰富,而基于复杂网络动力学模型的链路预测研究较少。针对无权无向网络,首先构建了复杂网络动力学模型,然后给出了基于复杂网络动力学模型的链路预测节点中心性的量化评价指标,最后通过给出的节点中心性量化指标,提出了由复杂网络动力学模型定义的链路预测方法。通过在真实网络数据集上进行的实验表明,提出的链路预测方法较基准方法有明显的预测精度的提升。     

基于模体演化的时序链路预测方法

时序链路预测是动态网络分析的重要组成部分,具有极大的理论和应用价值. 传统的时序链路预测方法往往直接对边的演化规律进行分析,忽略了网络中其他微观结构的演化对链路形成的影响. 基于此分析,本文引入非负张量分解和时间序列分析对网络模体的演化规律进行研究,进而提出一种基于模体演化的链路预测方法. 在三个真实数据集上的实验结果表明,该方法能有效提高链路预测精度.     

基于链路预测的社会网络事件检测方法

网络演化分析与事件检测,是当前社会网络研究的热点和难点.现有的研究工作主要是针对网络提出不同的模型,并用网络特征指标对仿真结果进行评价.这些方法存在如下问题:(1) 每种方法仅针对特定网络,通用性不高;(2) 特征指标多种多样,不同模型的表现情况缺乏统一的评价标准;(3) 未考虑网络演化的时间特性,难以描述网络演化的波动性,无法检测事件.针对上述问题,提出一种基于链路预测的社会网络事件检测方法LinkEvent(由相似性计算算法SimC和事件检测算法EventD组成),它可以对不同网络的波动性进行统一评价,并依此建立事件检测模型.主要工作包括:(1) 证明了链路预测可以反映网络演化机制,相同机制下的模型演化法和链路预测在分析网络演化上具有内在的一致性;(2) 基于链路预测,提出一种网络相似性计算算法SimC(similar computing),并在考虑微观因素的基础上进行改进;(3) 利用相似性计算结果,提出一种事件检测算法EventD(event detecting)检测出新事件.在不同特征的网络上进行实验,结果表明:所提出的LinkEvent方法能够较好地解决网络演化波动性问题,实现事件检测;同时也证明了利用链路预测技术进行网络演化分析的可行性以及相似性计算和事件检测算法的有效性.     

基于节点相似性的链接预测

链接预测是图数据挖掘中的一个重要问题。它是通过已知的网络结构等信息预测和估计尚未链接的两个节点存在链接的可能性。目前大部分基于节点相似性的链接预测算法只考虑共同部居节点的个体特征,针对目前预测。算法对共同部居节点间相互关系的考虑不足,提出了一种新算法:节点引力指数算法。该算法在保持低时间复杂度的同时,提高了预测的准确率。通过多个现实网络实验证实了算法的预测效果。     

基于网络资源流量的链路预测方法

在复杂网络中,现有基于结构相似性的链路预测方法较少考虑全局和局部拓扑信息之间平衡性、准确度和复杂度之间平衡性以及网络资源动态流动的问题。将网络资源流量作为相似性判断依据,提出一种准局部链路预测方法。根据网络中节点重要性的不同来为它们分配对应的资源,以保证资源分配的合理性。针对网络资源提出一种动态流动机制,将节点对双向流动的资源之和作为相似程度的量化指标。引入节点对之间中间路径节点的概念,分析中间路径节点在资源流动过程中的稀释作用。在此基础上,计算初始资源量和稀释作用量从而得到网络资源流量方法的性能评估指标值。在Jazz、NS等11个真实世界的网络中进行实验,对比该方法与CN、Salton等常见基准方法在准确度和鲁棒性方面的性能表现,结果表明,所提方法能够充分利用准局部信息,既能考虑资源流动性又能解决平衡性问题,可有效提高链路预测性能。     

基于模体的朴素贝叶斯链路预测方法

在具有模体特征的食物链网络、社交网络中,局部朴素贝叶斯（LNB）的链路预测方法通过准确区分每个共邻节点的贡献以提高链路预测的精确度,但忽略了每个共邻节点对所在路径的贡献不同以及网络模体结构对链接形成的作用。针对LNB链路预测方法存在的局限性问题,结合路径模体特征与朴素贝叶斯理论,提出基于模体的朴素贝叶斯链路预测方法。定义模体密度以量化路径结构上模体的聚集程度。考虑路径结构上模体密度对链接形成的影响,构建每条路径的角色贡献函数,以量化每条路径结构的模体特征对节点相似性的影响。在此基础上,根据朴素贝叶斯理论与角色贡献函数推导节点相似性指标。在Football、USAir、C.elegans、FWMW、FWEW和FWFW 6个真实网络上进行实验,结果表明,该方法能有效提高预测性能且具有较优的鲁棒性,其中在具有显著模体特征的FWMW、FWEW、FWFW网络上,相比现有相似性指标中较优的Katz指标,所提相似性指标的AUC值提升了2%~7%。     

基于统一描述网络结构模型的链路预测方法

面向网络链路预测的随机分块模型和层次结构模型利用全概率思想计算节点对之间的链路形成概率,但无法有效利用从宏观、中观网络结构到微观低阶环或模体结构中的重叠结构信息,导致链路预测结果的准确率较低。根据笛卡尔积和幂集等概念,借鉴随机分块模型和层次结构模型思想,构建一种对层次结构信息、重叠结构信息和微观结构信息进行统一描述的网络结构模型（USI）。基于USI模型提出一种链路预测方法,依据网络结构信息给出USI模型中的集合划分,利用最大似然估计法计算节点对之间的链路形成概率,最终根据概率并联策略得到链路预测结果。实验结果表明,与基于节点相似性的经典链路预测方法相比,该方法在LT、ER、OP网络数据集上的AUC值提升了0.075~0.143,具有更高的链路预测准确性,并且验证了网络规模对链路形成具有一定的影响。     

基于资源传输节点拓扑紧密性的链路预测方法

针对现有基于网络拓扑结构的局部相似性RA指标未考虑传输节点拓扑紧密性的问题,提出一种节点拓扑紧密性指标及链路预测方法。根据多跳节点资源传输情况确定重要传输节点,基于传输节点周围拓扑集聚程度对拓扑紧密性进行量化,并根据传输节点紧密性对共同邻居传输资源量的影响刻画节点间相似性。实验结果表明,该方法具有较高的普适性,所提相似性指标适合于Precision标准,与CN、AA和CAR等现有相似性指标相比,具有较高的预测精度。     

基于相似度传播的二分网络链接预测

链接预测是复杂网络分析中的重要研究问题。提出了一个基于链接相似度传播的二部图链路预测算法。该算法将链接相似度得分通过随机游走在网络中进行传播和更新。在该算法中,网络里的每一条边都被分配一个基于相似度的传播概率。不同部分的节点之间的链接相似性得分根据它们的边的传播概率来传播。在不同大小的真实社交网络上的实验结果证明,该算法可以取得比其他算法更精确的预测结果。     

网络嵌入随机块模型的社区发现和链路预测

社区发现与链路预测任务是网络数据研究中的热点问题, 兼顾网络传递性与区块结构有助于捕捉个体之间的有效关联、探测数据中蕴含的内在规律, 帮助研究者挖掘更多数据价值进而做出决策. 当前的算法与模型多侧重于网络传递性或区块结构单一层面的分析, 且依赖一定的假设条件. 本文提出网络嵌入随机块模型(NE-SBM)用于社区发现与链路预测. 搭建贝叶斯框架完成模型参数的正则化, 利用Metropolis Hasting-Gibbs算法获得节点嵌入表示的隐位置与社区隶属关系, 基于多维尺度变换算法解决隐位置可识别性问题. 本方法可解决传统启发式算法中过分依赖判断准则或评价函数的问题, 对各类型的数据都具有更好的适应性. 人工数据及真实数据的实验结果进一步验证了该方法在社区发现与链路预测中有更优的表现.