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动态复杂网络中节点影响力的研究进展

物理学报 2020年第4期69卷 277-285页

作者：任卓明杭州师范大学阿里巴巴商学院复杂科学研究中心

节点影响力的识别和预测具有重要的理论意义和应用价值,是复杂网络的热点研究领域.目前大多数研究方法都是针对静态网络或动态网络某一时刻的快照进行的,然而在实际应用场景中,社会、生物、信息、技术等复杂网络都是动态演化的.因此在... 详细信息

节点影响力的识别和预测具有重要的理论意义和应用价值,是复杂网络的热点研究领域.目前大多数研究方法都是针对静态网络或动态网络某一时刻的快照进行的,然而在实际应用场景中,社会、生物、信息、技术等复杂网络都是动态演化的.因此在动态复杂网络中评估节点影响力以及预测节点未来影响力,特别是在网络结构变化之前的预测更具意义.本文系统地总结了动态复杂网络中节点影响力算法面临的三类挑战,即在增长网络中,节点影响力算法的计算复杂性和时间偏见;网络实时动态演化时,节点影响力算法的适应性;网络结构微扰或突变时,节点影响力算法的鲁棒性,以及利用网络结构演变阐释经济复杂性涌现的问题.最后总结了这一研究方向几个待解决的问题并指出未来可能的发展方向.

关键词：增长网络实时动态网络网络结构微扰节点影响力

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复杂网络中最小K-核节点的传播能力分析

物理学报 2013年第10期62卷 466-471页

作者：任卓明刘建国邵凤胡兆龙郭强上海理工大学复杂系统科学研究中心上海200093

K-核分解方法对于识别复杂网络传播动力学中最重要节点具有重要的价值,然而该方法无法对复杂网络中大量最小K-核节点的传播能力进行准确度量.本文主要考察最小K-核节点的传播行为,利用其邻居的K-核信息,提出一种度量这类节点传播能力的... 详细信息

K-核分解方法对于识别复杂网络传播动力学中最重要节点具有重要的价值,然而该方法无法对复杂网络中大量最小K-核节点的传播能力进行准确度量.本文主要考察最小K-核节点的传播行为,利用其邻居的K-核信息,提出一种度量这类节点传播能力的方法.实证网络数据集的传播行为仿真结果表明,该方法与度、介数等指标相比更能准确度量最小K-核节点的传播能力.

关键词：复杂网络传播能力 K-核分解最小K-核节点

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基于节点度信息的自愿免疫模型研究

物理学报 2013年第21期62卷 504-509页

作者：胡兆龙刘建国任卓明上海理工大学复杂系统科学研究中心上海200093

疾病的广泛传播给人类带来了巨大的损失,因此抑制疾病的传播非常重要.本文考虑了个体接种疫苗意愿的差异性,并结合博弈理论建立了一个基于节点度信息的自愿免疫模型.理论解析结果证明当感染率超过某个阈值时,该模型与忽略个体接种意愿... 详细信息

疾病的广泛传播给人类带来了巨大的损失,因此抑制疾病的传播非常重要.本文考虑了个体接种疫苗意愿的差异性,并结合博弈理论建立了一个基于节点度信息的自愿免疫模型.理论解析结果证明当感染率超过某个阈值时,该模型与忽略个体接种意愿差异性的经典模型(Zhang et al 2010 New J.Phys.12 023015)传播效果(感染节点数)一样.继而考虑疫苗永久有效和有效期有限两种情况,在Baraba′si-Albert网络中利用SIS传播模型对疾病的传播进程进行了数值模拟,发现数值模拟结果与理论解析结果非常符合.实验证明,当感染耗费和接种疫苗耗费相同时,该模型比忽略个体接种意愿差异性的经典模型能够更好的抑制疾病的传播,且感染人数下降比例超过65%,更重要的是,疫苗有效期越长本文的模型(与忽略个体接种意愿差异性的经典模型相比)抑制疾病传播效果越好.

关键词：疾病传播自愿免疫接种疫苗倾向节点度

基于关键词的知识图谱挖掘信息技术学科演化趋势

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电子科技大学学报 2020年第5期49卷 780-787页

作者：李丽霞任卓明张子柯杭州师范大学阿里巴巴商学院杭州311121

瑞士国家科学基金会(SNSF)作为瑞士最主要的科研基金提供机构,以促进瑞士科技创新的发展为主要任务。因此,从SNSF数据中挖掘创新型国家瑞士的信息学科研究现状和研究趋势,可以启发我国科研人员和科技管理人员的前瞻性思考。该文抽取了19... 详细信息

瑞士国家科学基金会(SNSF)作为瑞士最主要的科研基金提供机构,以促进瑞士科技创新的发展为主要任务。因此,从SNSF数据中挖掘创新型国家瑞士的信息学科研究现状和研究趋势,可以启发我国科研人员和科技管理人员的前瞻性思考。该文抽取了1999−2018年来源于SNSF数据库的科研基金项目完整信息,分析了信息技术学科科研基金中的关键词知识图谱的演化情况;发现信息技术从围绕原始分布式系统等软件开发研究演化成以机器学习、深度学习为中心的人工智能研究;接着采用层级结构分布图将信息技术和数学的关键词交叉分布情况可视化,值得注意的是密码学和算法是信息技术与数学学科最明显的交叉研究内容,而且交叉研究频繁的研究内容相对发展得更好;通过计算不同时间段关键词分布的Kullback-Leibler(KL)散度分析信息技术与数学的学科交叉情况,发现这两个学科的交叉研究经历了迅速发展后进入较稳定、成熟的状态。

关键词：演化分析信息技术学科研究热点瑞士国家科学基金

基于OBE理念的线性代数及其应用课程新文科改革实践

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大学教育 2023年第15期 36-39页

作者：翁同峰任卓明李春子杭州师范大学阿里巴巴商学院浙江杭州311121 杭州师范大学图书馆浙江杭州311121

新文科建设注重学生能力培养。坚持问题导向和需求导向是文科课程改革的核心。文章基于OBE理念,以学生能力培养为导向,对标新文科建设要求,对线性代数及其应用课程进行全方位改革探索,阐述问题、理论、实践“三位一体”教学新模式探索... 详细信息

新文科建设注重学生能力培养。坚持问题导向和需求导向是文科课程改革的核心。文章基于OBE理念,以学生能力培养为导向,对标新文科建设要求,对线性代数及其应用课程进行全方位改革探索,阐述问题、理论、实践“三位一体”教学新模式探索实践。教学成效表明学生在线性代数应用领域的知识储备、创新思维及实践能力都有显著提高。

关键词：新文科 OBE理念线性代数及其应用课程改革

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时序网络中关键节点的识别方法研究进展

电子科技大学学报 2020年第2期49卷 291-314页

作者：陈诗任卓明刘闯张子柯杭州师范大学阿里巴巴复杂科学研究中心杭州311121 移动健康管理系统教育部工程研究中心杭州311121

相对静态网络,时序网络可以更准确地刻画现实网络的动态过程。基于时序网络模型,如何有效地识别重要节点或者评价时序网络中一个节点对其他节点的影响力,已成为时序网络研究领域中的一个亟待解决的问题。该文分别从时序网络拓扑结构和... 详细信息

相对静态网络,时序网络可以更准确地刻画现实网络的动态过程。基于时序网络模型,如何有效地识别重要节点或者评价时序网络中一个节点对其他节点的影响力,已成为时序网络研究领域中的一个亟待解决的问题。该文分别从时序网络拓扑结构和动力学的角度,对现有的时序网络中的关键节点识别方法进行了系统的回顾,详细比较各种方法的计算思路、应用场景和优缺点。最后总结了这一研究方向几个待解决的问题,并指出未来可能的发展方向。

关键词：评价指标传播动力学时序网络拓扑结构关键节点

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复杂网络中的节点重要性度量研究

复杂网络中的节点重要性度量研究

作者：任卓明上海理工大学

学位级别：硕士

由于计算机、互联网和信息技术的迅猛发展,使得人们比以往任何时候都能够更快捷获取所需的各种信息和资源,促使人类进入了网络信息时代。网络无处不在,如何用定量分析的方法识别超大规模网络中哪些节点最重要,或者评价某个节点相对于其... 详细信息

由于计算机、互联网和信息技术的迅猛发展,使得人们比以往任何时候都能够更快捷获取所需的各种信息和资源,促使人类进入了网络信息时代。网络无处不在,如何用定量分析的方法识别超大规模网络中哪些节点最重要,或者评价某个节点相对于其他节点的重要程度。这是复杂网络研究中亟待解决的重要问题之一。本文分别从网络结构和传播动力学的角度,对现有的复杂网络中节点重要性排序方法进行了系统的回顾。首先介绍了基于网络结构的节点重要性排序度量指标,这类指标主要从网络的局部属性、全局属性、网络的位置和随机游走等四个方面展开,同时对这些方法的优缺点及适用范围进行了分析。然后分析了传播动力学与节点重要性度量指标之间的关系,并指出了这一领域中几个有待解决的问题及可能的发展方向。最后本文分别从以下三个角度提出度量节点重要性的新指标。1.复杂网络中最小k-核节点的传播能力分析。采用k-核分解方法将网络划分为不同等级层次的社团,筛选出最小k-核节点集合,这类节点往往在网络总节点数中占很大比例,然而这类节点的传播能力却无法区分,于是利用该类节点邻居集中的最大k-核值,度量其传播能力;通过大量真实网络的SIR传播仿真,分别比较度指标、介数指标和新指标的表现。结果表明该新指标更能够准确度量最小k-核节点的传播能力。2.基于k-核与距离的节点传播影响力排序度量方法。节点在网络中的k-核位置是影响节点重要性的主要因素。然而,k-核指标赋予大量节点以相同的值,从而导致k-核指标无法衡量这些相同节点的重要性,因此有必要对这些相同k-核节点的重要性进行度量。因此认为节点的传播影响力不仅与节点本身的k-核值有关,还和目标节点与最大k-核值节点间的距离相关。基于这个观点,设计了一个新指标对网络中所有节点进行全局排序。为了验证新指标的准确性,采用SIR传播模型对不同的真实网络和改进BA网络模型进行仿真,结果表明该方法比度、紧密度、k-核以及混合度分解法的结果都要好。3.基于度与集聚系数的网络节点重要性度量方法研究。节点的度和集聚系数信息对刻画其重要性都具有十分重要的意义。研究者们普遍运用度或集聚系数来度量节点的重要程度,然而度指标只考虑节点自身邻居个数而忽略了其邻居之间的信息,集聚系数只考虑节点邻居之间的紧密程度而忽略了其邻居的规模。综合考虑节点的邻居个数,及其邻居之间连接的紧密程度,提出了一种基于邻居信息与集聚系数的节点重要性评价方法。对美国航空网络和美国西部电力网进行的选择性攻击实验表明,采用该方法的效果较k-核指标可以分别提高24%和112%。该节点重要性度量方法只需要考虑网络局部信息,因此非常适合于对大规模网络的节点重要性进行有效分析。总之,节点重要性排序指标在涉及网络结构信息时,都是从某一个角度对于网络的某一方面的结构特点进行刻画,如果目标网络的结构在该方面特征显著,即可得到较好的效果。由于网络结构的复杂性,一种节点重要性指标不能同时应用于多种不同类型的网络。同时,复杂网络中节点重要性度量指标的准确性,又与不同的传播模式是密切相关。因此需要同时考虑网络的拓扑特点和传播动力学机制,提出度量节点重要性新指标。这将是我们下一步的研究目标。

关键词：复杂网络网络结构传播动力学节点重要性 k-核分解

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经济复杂性的研究进展

复杂科学管理

复杂科学管理 2023年第2期 33-62页

作者：杜文莉赵丽孔宜修任卓明杭州师范大学阿里巴巴商学院北京邮电大学理学院

随着社会—经济大数据的不断增长，近年来学者在经济复杂系统度量方法上形成了区别于传统计算总产出或抽象经济投入等确定具体增长因素的经济复杂性理论。经济复杂性理论从丰富的经济活动数据入手在更细粒度级别不特别区分各种经济因素... 详细信息

随着社会—经济大数据的不断增长，近年来学者在经济复杂系统度量方法上形成了区别于传统计算总产出或抽象经济投入等确定具体增长因素的经济复杂性理论。经济复杂性理论从丰富的经济活动数据入手在更细粒度级别不特别区分各种经济因素，以知识、技术为经济增长驱动力，采用复杂科学方法对经济贸易产品的结构层次和发展规律进行科学性的解读分析与预测。国内外学者在经济复杂性相关理论和方法的研究中取得的丰硕成果已经得到了广泛的关注和应用。本文对经济复杂性工具模型进行综述，首先对经济复杂性的发展背景进行梳理探究；其次，按照发展历程对主要经济复杂性衡量模型的基础理论、算法模型及其后续发展完善过程等进行系统性总结与回顾，并对经济复杂性衡量指数进行深入比较；再次，介绍经济复杂性相关工具模型在预测经济竞争力、产业转型、绿色经济等领域的应用现状；最后，剖析该研究领域当前存在的问题与挑战，并对今后研究方向进行展望。

关键词：复杂网络经济复杂性产品空间经济复杂系统

基于度与集聚系数的网络节点重要性度量方法研究

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物理学报 2013年第12期62卷 522-526页

作者：任卓明邵凤刘建国郭强汪秉宏上海理工大学复杂系统科学研究中心上海200093

网络中节点重要性度量对于研究网络的鲁棒性具有十分重要的意义.研究者们普遍运用度或集聚系数来度量节点的重要程度,然而度指标只考虑节点自身邻居个数而忽略了其邻居之间的信息,集聚系数只考虑节点邻居之间的紧密程度而忽略了其邻居... 详细信息

网络中节点重要性度量对于研究网络的鲁棒性具有十分重要的意义.研究者们普遍运用度或集聚系数来度量节点的重要程度,然而度指标只考虑节点自身邻居个数而忽略了其邻居之间的信息,集聚系数只考虑节点邻居之间的紧密程度而忽略了其邻居的规模.本文综合考虑节点的邻居个数,以及其邻居之间的连接紧密程度,提出了一种基于邻居信息与集聚系数的节点重要性评价方法.对美国航空网络和美国西部电力网进行的选择性攻击实验表明,采用该方法的效果较k-shell指标可以分别提高24%和112%.本文的节点重要性度量方法只需要考虑网络局部信息,因此非常适合于对大规模网络的节点重要性进行有效分析.

关键词：网络科学鲁棒性节点重要性集聚系数