基于復雜網(wǎng)絡理論的社區(qū)結構挖掘與人類行為模式特征分析.pdf

1、近年來，復雜網(wǎng)絡理論的發(fā)展為人類了解諸如Internet、生物網(wǎng)絡、WWW、Blog網(wǎng)絡等真實網(wǎng)絡提供了理論模型和研究框架。研究表明，大量的真實網(wǎng)絡具有小世界效應、無標度性質、聚集性質和社區(qū)結構特性。如何從大量真實網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有意義的基本特征信息以及通過對行為數(shù)據(jù)分析社區(qū)結構特性以及進行行為預測匹配是近年來復雜網(wǎng)絡理論應用以及Web數(shù)據(jù)挖掘的研究熱點問題之一。
　　 社區(qū)結構是復雜網(wǎng)絡的一個重要特性，對社區(qū)結構的挖掘研究可以

2、更好地揭示出復雜網(wǎng)絡的內部結構，而復雜網(wǎng)絡的內部結構進一步地影響到網(wǎng)絡的演化和動力行為特征。到目前為止，對社會網(wǎng)絡的主要研究大多基于靜態(tài)網(wǎng)絡或演化網(wǎng)絡。在靜態(tài)網(wǎng)絡中，現(xiàn)實中的網(wǎng)絡被建模為時間無關的網(wǎng)絡，而在演化網(wǎng)絡中，許多研究者只考慮隨時間推移而增加的節(jié)點和邊。通過這些研究，已經有許多顯著的發(fā)現(xiàn)被應用于諸如互聯(lián)網(wǎng)和引用網(wǎng)絡中，例如小世界特性和無標度特性，然而當涉及到社會網(wǎng)絡時，靜態(tài)網(wǎng)絡和演化網(wǎng)絡是不足以描述這一情形的。而人類行為則是典型

3、的社會動態(tài)網(wǎng)絡，構建合理的網(wǎng)絡規(guī)則，建立正確的網(wǎng)絡模型是研究人類行為的一種有效手段。
　　 行為網(wǎng)絡是一種特殊的社會網(wǎng)絡，通過對行為網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的特征分析和社區(qū)結構挖掘，有助于我們進一步對行為進行預測以及提出實際可以提高效率的解決方案，也是對真實社會網(wǎng)絡建模和分析的依據(jù)和基礎。
　　 論文將復雜網(wǎng)絡的理論應用于上海市出租車運行模式和博客空間社區(qū)結構劃分上，分別對來自上海市公交公司的出租車數(shù)據(jù)和博客數(shù)據(jù)進行了分析研究。論文的

4、具體工作如下：
　　 1、對來源于上海市公交公司的數(shù)據(jù)進行處理，獲得樣本出租車運行的有效動態(tài)軌跡網(wǎng)絡圖，為理解復雜網(wǎng)絡小世界效應、無標度性質、聚集性質和社區(qū)結構特性建立了新的視角；
　　 2、從復雜網(wǎng)絡基本特征出發(fā)，分析出租車行為特征與人類活動基本特性的異同之處，包括活動軌跡圖，步長概率分布圖，行為模式隨時間增長的回旋半徑大小關系，活動的時空特性，各向異性等結論：出租車雖然和人類行為屬于不同的活動模式，但是同樣遵循復雜網(wǎng)

5、絡的基本特性，屬于無標度網(wǎng)絡范疇。
　　 該研究對構建動態(tài)的接觸網(wǎng)絡模型提供了依據(jù)，同時也會對上海市的功能區(qū)域預測匹配以及上海市出租車的資源配置和利益收入有一定的指導意義；
　　 3、通過博客空間的社區(qū)結構分析，對原博客空間的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡圖描繪，并進行合理的社區(qū)結構劃分與驗證。應用了海量數(shù)據(jù)的處理方法，結合采用層次化社區(qū)劃分和模塊化方法對博客空間進行社區(qū)劃分，得到原博客空間的7個社區(qū)結構，并計算出相應的模塊化Q值，驗證了