復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)極大促進(jìn)了人們對現(xiàn)實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的理解。社團(tuán)結(jié)構(gòu)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一個極其重要的特性，社團(tuán)結(jié)構(gòu)就是一組其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系非常緊密而與網(wǎng)絡(luò)中的其他部分聯(lián)系相對比較稀疏的節(jié)點(diǎn)的子集。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)研究在社會學(xué)、生物學(xué)和計算機(jī)科學(xué)等多個領(lǐng)域都具有很重要的意義。近年來，針對不同類型的大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，人們提出了很多尋找社團(tuán)結(jié)構(gòu)的算法。本文首先對最新的社團(tuán)結(jié)構(gòu)劃分算法進(jìn)行了綜述，給出了該領(lǐng)域重要的研究進(jìn)展。其次，網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)特性本質(zhì)上

2、是由網(wǎng)絡(luò)的幾階度分布決定一直是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)領(lǐng)域懸而未決的問題之一。為此，本文采用高階隨機(jī)重連方法和社團(tuán)檢測算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)對該問題進(jìn)行了研究。最后，有針對性地提出了一種基于Louvain的改進(jìn)新算法，可以用于尋找加權(quán)網(wǎng)絡(luò)中具有重疊性和層次性的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，并利用該算法分析了在線社會網(wǎng)絡(luò)Wealink的各種特性，重點(diǎn)分析了Wealink社團(tuán)特性的發(fā)展和演化。本論文所作的主要貢獻(xiàn)如下：1綜述了該領(lǐng)域最新的比較有代表性的一些尋找社團(tuán)結(jié)構(gòu)的算法，重點(diǎn)分

3、析了基于模塊度指標(biāo)的改進(jìn)算法，能夠體現(xiàn)社團(tuán)層次性和重疊性的新算法，衡量社團(tuán)劃分算法好壞的基準(zhǔn)圖。最后展望了該領(lǐng)域的未來研究方向。2在保持網(wǎng)絡(luò)一階、二階和三階度相關(guān)特性不變的情形下，利用隨機(jī)重連方法和社團(tuán)檢測算法研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)特性。仿真分析發(fā)現(xiàn)保持網(wǎng)絡(luò)三階度相關(guān)特性不變的隨機(jī)重連方法所構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)則可以很高精度地呈現(xiàn)原有網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)特性，從而表明網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)可以由三階度相關(guān)特性有效地刻畫(不需要更高階)。本文的研究提供了一種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)

4、造方法，即利用三階隨機(jī)重連方法可構(gòu)造出能夠體現(xiàn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)這一特性的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。3提出了一種可用于尋找加權(quán)網(wǎng)絡(luò)中社團(tuán)結(jié)構(gòu)特性的算法，使得新算法能夠同時體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)中社團(tuán)的層次性和重疊性，并能夠在較短時間內(nèi)處理大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。其次提出了一種基于微調(diào)策略分析動態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化中社團(tuán)特性的算法，能夠在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化不大的前提下對網(wǎng)絡(luò)高效地進(jìn)行社團(tuán)特性的分析。從而為動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)研究提供了一種較好的途徑。最后利用基準(zhǔn)圖對三種經(jīng)典算法的優(yōu)劣性進(jìn)行了比較