复杂网络社团智能检测算法及中心性度量

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fabiosyn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人类已经生活在一个包含各种各样的复杂网络的世界中,自然界中许多相互作用的复杂系统,如互联网、电力系统、生物分子系统等,皆可抽象成复杂网络。迅速发展的计算机处理能力和海量数据存储能力使得科学家越来越容易地在现实世界中收集海量的网络数据,研究其内在规律。除了小世界特性、无标度特性,社团结构特性被认为是复杂网络中最重要的统计特性之一。揭示网络的内在社团结构对理解结构与功能关系、发现其演化规律、监控与预测其演变行为具有重要的理论意义和广泛的应用前景,已成为近几年来学术界的研究热点。本文对复杂网络中社团智能检测算法及中心性度量进行了探索和研究,主要工作和创新成果分为如下五个方面:  1.分析了基于优化模块度检测复杂网络社团结构的算法存在解的限制问题,该类算法不能检测出小于一定内在尺度的社团,并提出了基于极值优化模块密度来检测复杂网络社团结构的一种新的启发式算法,通过调整局部极值来优化全局的变量,使算法具有更好的持续搜索和跳出局优解的能力。通过人工网络和现实网络实验分析表明,所提算法在检测网络社团时,具有较高的正确率和效率,即使在网络结构变得很模糊时,算法也能很好地工作。  2.通过分析复杂网络重叠社团检测问题,提出了衡量重叠社团划分优劣的评判函数,并基于该函数提出一种基于混沌量子粒子群优化的复杂网络重叠社团检测算法,并证明了该算法以概率1收敛。所提算法采用量子编码,利用Logistic映射初始化粒子种群,以粒子群速度改变方式更新转角的大小。利用计算机生成的网络和实际网络进行了仿真实验,比较了所提算法与经典算法的性能,结果表明,所提算法所得检测结果具有较高的检测正确率,能更好地反映实际社团划分情况。  3.提出一种基于分解多目标优化的复杂网络社团检测新算法。新算法将社团检测问题构造成多目标优化问题,通过在多个目标之间权衡折衷,实现在更广泛的空间进行社团结构检测,克服了传统单目标优化存在解单一的缺陷。算法采用MOEA/D框架,运用Tchebycheff分解技术,引入基于加权法的模拟退火局部搜索算子,扩大了搜索范围,使算法不易陷入局部最优解。最后,在计算机生成的网络数据集以及真实网络数据集上对算法进行了仿真实验。结果表明,该算法与已有算法相比,具有较高的检测正确率,计算量较小。同时,获得的多个 Pareto最优解有助于揭示复杂网络社团的层次结构。  4.提出一种新的动态网络社团检测的多目标进化算法,算法以快照质量和时序价值为优化目标构成多目标优化模型。分别选择模块密度度量快照价值,标准互信息来度量时序价值。采用NSGA-II框架,结合问题特征,设计新的遗传算子。针对问题特定领域知识,设计了一个局部搜索算子来提高社团检测性能。对合成数据和真实数据进行实验,实验结果表明所提算法比对比算法可以更精确地检测动态网络社团结构,真实反映社团的演化。  5.提出一种基于信息流的复杂网络中心性测度,并将其扩展到组中心性,用来度量一组节点的中心性。所提测度克服了传统中心性测度的缺点,不仅适用于连通网络,也适用于非连通网络。利用标准测试集对所提测度与传统中心性测度进行了比较试验,结果表明所提测度具有较好的性能。最后,对所提测度在大规模计算机生成的数据集和现实数据集上的统计特性规律进行了研究。
其他文献
随着互联网中多媒体数据的快速增长,一个重大的挑战在于如何理解和挖掘图片与视频中的信息,其中又以多媒体数据检索的领域最受关注。一些典型的多媒体检索应用包括视频推荐、
随着组播应用的增加、无线通信技术的发展成熟和移动设备的普及,传统因特网如何与各种无线通信技术结合以便为各种移动设备提供移动性支持引起了人们的高度重视。本文对移动
美国市场研究公司Gartner预计,到2016年约有85%的平板电视可以接入网络成为智能电视,这预示着智能电视将成为全球电视市场的主角。在决定智能电视产品竞争力的因素中,操作系
医药行业与人们的身心健康息息相关,被人们称为“永远的朝阳行业”,是当前利润增长最快的十大行业之一。我国医药流通业发展的趋势是大流通、大市场、大贸易,并呈现如下特点:
随着计算机及网络技术的快速发展,各企业单位开发了大量的软硬件平台各异的应用系统,在各种应用系统下又积累了丰富的数据资源,如数据库中的结构化数据、文件系统中的非结构
  本文对短距离通信技术——蓝牙技术做了深入的分析、研究和探讨。主要介绍了蓝牙技术的发展背景、协议栈、物理信道以及组网原理,综述了形成蓝牙散射网的应用需求;详细分析
  本文就已存在的方向关系模型进行了研究总结。提出了使用矩阵来表示点物体之间方向关系的模型,叫做点物体方向关系矩阵模型。  首先对于基于点物体近似情况下的方向关系
与CAD 技术在制造业的发展和CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM 高度集成化相比,CAD技术在建筑领域的发展却相当缓慢和落后。目前CAD 技术及其设计结果数据无法很好的贯穿建筑工程的各个
本文首先介绍了密码学和PKI理论的相关知识。提出了基于多项式分享的门限RSA签名方案,并消除了由于多项式分享所带来的求逆运算。签名方案中密钥d的分发增加了验证机制,即秘
本文研究了椭圆曲线密码实现中的关键算法,包括椭圆曲线求阶算法、求平方根算法、标量乘算法和标量乘对算法。作者所作的主要工作有:研究了选取安全椭圆曲线中关键算法-求