基于局部路徑算法去重復路徑的鏈路預測.pdf

1、現(xiàn)實生活中以及科研工作中運用到的各個單位以及他們之間的關系可以抽象化成一個網(wǎng)絡，由于網(wǎng)絡信息的復雜性，將這種網(wǎng)絡稱之為復雜網(wǎng)絡。復雜網(wǎng)絡就是復雜系統(tǒng)的結構，其中包括結構復雜性：就是網(wǎng)絡系統(tǒng)具有豐富的結構他包括社區(qū)，基序，集聚性，生成規(guī)律性等。網(wǎng)絡的結構可能會隨著時間而變化的；節(jié)點復雜性，它包括復雜網(wǎng)絡之間相互影響的復雜性以及網(wǎng)絡分層結構的復雜性；網(wǎng)絡進化，表現(xiàn)在節(jié)點或鏈接的產(chǎn)生與消失，這也表明了網(wǎng)絡結構的時變性；連接多樣性，他包括連接權

2、重的多樣以及方向的多樣性；動力學復雜性以及多重復雜性融合等等。以上的種種特征表明，廣義網(wǎng)絡的復雜性可從多方面去討論研究。
　　復雜網(wǎng)絡根據(jù)節(jié)點分布社區(qū)集聚特性，可分為單分網(wǎng)絡和二分網(wǎng)絡。復雜網(wǎng)絡中所有節(jié)點之間都存在連接關系或是存在潛在的連接關系的網(wǎng)絡稱之為單分網(wǎng)絡；然而二分網(wǎng)絡是將所有的節(jié)點劃分為兩個集合，兩個集合內(nèi)部之間沒有連接關系，集合之間存在連接關系或是存在可能的連接關系。
　　網(wǎng)絡的鏈路預測是指通過已有的節(jié)點連接關系

3、去預測不存在連接關系的節(jié)點存在連接關系的可能性。這種預測既包含了對本身不存在且以后也不會存在鏈接的預測，同時也包含了對未來可能存在鏈接的預測。本文所做工作如下：
　　首先了解了復雜網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡鏈路預測的相關知識，通過生物種群網(wǎng)絡之間的互惠和捕殺行為中找到二分網(wǎng)絡在復雜網(wǎng)絡中的具體實現(xiàn)，同時還發(fā)現(xiàn)在實際生活中存在著很多二分網(wǎng)絡跡象。通過對二分網(wǎng)絡特性的了解，找到關于二分網(wǎng)絡特有的鏈路預測方法，不僅僅局限于現(xiàn)有的一般性的鏈路預測方法，

4、這種鏈路預測方法就是基于局部路徑的思想而得到的算法。首先觀察到二分網(wǎng)絡路徑長度只存在奇數(shù)路徑，因此從指數(shù)度量函數(shù)聯(lián)想到刪除偶數(shù)路徑之后就可得到奇數(shù)路徑，而這個奇數(shù)路徑從數(shù)學的角度上來看，其公式就是三角函數(shù)中的雙曲正弦函數(shù)；還包括馮諾依曼指標，也是同樣進行奇數(shù)部分的保留來進行二分網(wǎng)絡的鏈路預測。
　　通過對二分網(wǎng)絡的了解與預測，在進行路徑矩陣分析發(fā)現(xiàn)，在路徑矩陣中存在著重復路徑的問題，且路徑長度越長其重復的個數(shù)越多，造成不必要的資源

5、浪費，且在一定程度上影響著網(wǎng)絡真實路徑信息的觀察和了解，去重復路徑問題就成為本文現(xiàn)階段討論的主要問題。通過對路徑矩陣生成的形式觀察，找出重復路徑產(chǎn)生的原因，以及去重復路徑的方法。在發(fā)現(xiàn)去除重復路徑之后的預測結果能夠良好的得到預想的實驗結果。
　　從二分網(wǎng)絡中聯(lián)想到在一般網(wǎng)絡中是否實際也同樣存在著重復路徑，答案是肯定的。但是由于網(wǎng)絡本身的性質因此它并不區(qū)分奇數(shù)路徑和偶數(shù)路徑。采用和二分網(wǎng)絡同樣的思路進行重復路徑的去除，再對其進行實驗