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展示网络重叠社团结构的可视化布局算法

复杂系统与复杂性科学 2023年第4期20卷 10-17页

作者：张铭娜肖婧许小可大连民族大学信息与通信工程学院辽宁大连116600 北京师范大学计算传播学研究中心广东珠海519085 北京师范大学新闻传播学院北京100875

可视化技术可以用来对社团结构进行有效分析,帮助用户理解网络拓扑结构,从中挖掘出隐含信息,但是传统的网络可视化布局算法没有考虑重叠社团中节点的重叠特性。针对上述问题,先采用已有的重叠社团检测算法进行社团划分,然后对其硬划分... 详细信息

可视化技术可以用来对社团结构进行有效分析,帮助用户理解网络拓扑结构,从中挖掘出隐含信息,但是传统的网络可视化布局算法没有考虑重叠社团中节点的重叠特性。针对上述问题,先采用已有的重叠社团检测算法进行社团划分,然后对其硬划分并根据隶属矩阵加权求和确定节点位置,最后对重叠节点进行精确布局展示重叠社团结构。可视化结果表明,该算法可以直观展示重叠社团结构,突出重叠节点以及节点所属社团。同时,实验采用节点偏差、边长偏差、点分布方差等指标验证本算法可以降低节点偏差和点分布方差。研究可满足复杂网络重叠社团结构的可视化需求,为理解复杂社团的结构和功能提供一定的帮助。

关键词：社团结构力导引布局模糊重叠离散重叠

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基于社团结构的抑制校园新冠传播研究

复杂系统与复杂性科学 2023年

作者：高天许小可大连民族大学信息与通信工程学院

为防控校园疫情，提出了基于班级减少接触的策略，该策略可理解为依据班级结构对校园人群进行社团划分后，减少社团间或社团内的人际接触。研究结果表明，在减少同等接触人数或接触时长的前提下，基于社团结构的有差别减少接触策略可取... 详细信息

为防控校园疫情，提出了基于班级减少接触的策略，该策略可理解为依据班级结构对校园人群进行社团划分后，减少社团间或社团内的人际接触。研究结果表明，在减少同等接触人数或接触时长的前提下，基于社团结构的有差别减少接触策略可取得更好的疫情防控效果，使得校园人群的感染峰值和致病总人数进一步降低。

关键词： COVID-19 疾病传播社团结构 SEIR模型校园疫情

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社团结构迭代快速探测算法

计算机学报 2017年第4期40卷 970-984页

作者：李慧嘉李爱华李慧颖中央财经大学管理科学与工程学院北京100081 清华大学自动化系北京100084

作为复杂网络研究的重要组成部分,社团结构分析对于理解和分析现实世界中各种社会、工程和生物等系统具有非常重要的意义.该文利用动态迭代技术,提出了一种新型的社团探测技术,能够准确而快速地识别网络中的社团结构.首先引入一种动态系... 详细信息

作为复杂网络研究的重要组成部分,社团结构分析对于理解和分析现实世界中各种社会、工程和生物等系统具有非常重要的意义.该文利用动态迭代技术,提出了一种新型的社团探测技术,能够准确而快速地识别网络中的社团结构.首先引入一种动态系统,可以使社团归属从随机状态逐步收敛到最优划分,进一步利用严格的数学分析给出了社团归属在离散时间内收敛到最优的条件.该文创新性地提出了划分指标函数的一般化形式,通过选择不同的参数,可以引申到几乎所有著名的指标函数.为了使动态系统不需要任何参数选择即可完成向最优社团的收敛,文中设计了一种新颖的图生成模型,使得算法能在无参数的情况下方便高效的运行.该算法具有较高的效率,计算复杂性分析显示算法需要的时间与稀疏网络节点的数量呈线性关系.最后,文中将算法应用到人工网络和实际网络中,结果显示算法不仅具有极高的准确性,还能够高效地应用于大规模现实网络的分析和计算中.

关键词：社团结构动态系统指标函数线性复杂度层次结构社交网络

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基于谱方法的复杂网络中社团结构的模块度

系统工程理论与实践 2013年第5期33卷 1231-1239页

作者：张聪沈惠璋上海交通大学安泰经济与管理学院上海200052

现实中的大量复杂网络表现出明显的社团结构,模块度是衡量网络社团结构划分的重要指标函数,但最常用的NG模块度存在分辨率限制问题,不能识别出小于一定规模的社团.文章在谱映射的基础上,提出了复杂网络社团结构的两种模块度.改进的表现... 详细信息

现实中的大量复杂网络表现出明显的社团结构,模块度是衡量网络社团结构划分的重要指标函数,但最常用的NG模块度存在分辨率限制问题,不能识别出小于一定规模的社团.文章在谱映射的基础上,提出了复杂网络社团结构的两种模块度.改进的表现模块度不仅能够应用于有权网络,而且部分解决了NG模块度的局限性问题;内聚模块度以社团内部的内聚度为衡量依据,从根本上避免了NG模块度和表现模块度可能出现的不恰当划分情况.最后通过计算机生成的测试网络和两个经典网络,与NG模块度对比验证了表现模块度和内聚模块度的可行性和有效性.

关键词：复杂网络社团结构模块度谱方法

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基于节点间依赖度的社团结构划分方法

物理学报 2014年第17期63卷 415-421页

作者：王兴元赵仲祥大连理工大学电子信息与电气工程学部大连116024

本文提出了一种基于节点间依赖度的在复杂网络中划分社团结构的算法,定义了节点对其邻居的依赖度以及节点对社团的依赖度和条件依赖度.算法的基本要点是优先将最大依赖度不小于其他节点且有惟一依赖节点的节点划分到社团,并将对社团的... 详细信息

本文提出了一种基于节点间依赖度的在复杂网络中划分社团结构的算法,定义了节点对其邻居的依赖度以及节点对社团的依赖度和条件依赖度.算法的基本要点是优先将最大依赖度不小于其他节点且有惟一依赖节点的节点划分到社团,并将对社团的依赖度或条件依赖度达到一定值的节点吸收进社团,直到所有节点都得到准确的社团划分.本算法在几个实际网络的测试上,都成功地划分出了满足条件的社团,并且对社团结构已知的网络的划分结果符合实际情况.

关键词：复杂网络社团结构划分依赖度

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牛熊市股票网络的构建和社团结构分析

牛熊市股票网络的构建和社团结构分析

作者：黄平中南财经政法大学

学位级别：硕士

随着经济全球化的发展,中国股票市场也在不断发展,深圳交易所和上海交易所的股票相关制度不断的完善,我国上市公司的数量越来越多,中国股票市场呈现为错综复杂的关系网络。股票市场的本质是一种复杂系统,股票之间相互影响、相互作用,形... 详细信息

随着经济全球化的发展,中国股票市场也在不断发展,深圳交易所和上海交易所的股票相关制度不断的完善,我国上市公司的数量越来越多,中国股票市场呈现为错综复杂的关系网络。股票市场的本质是一种复杂系统,股票之间相互影响、相互作用,形成了股票市场的生态和价格演化过程。而复杂网络的其在建模真实数据结构时表现出的灵活性和普适性,复杂网络就成为研究股票市场的利器。目前,运用复杂网络的技术方法探索股票网络的物理结构和性质成为金融领域研究的一个热点。已有许多文献基于皮尔逊相关系数构建复杂网络,分析股票复杂网络的拓扑结构特征及其社团结构特征,而较少通过复杂网络理论对比分析不同股票市场的特点差异性,本文利用复杂网络这个研究复杂系统的利器研究牛市和熊市的市场特点差异,可以帮助投资者更加认识股票市场,提高投资者的投资素质,该研究内容具有很大的研究空间和价值。本文以A股市场中北京市上市公司股票为研究对象,收集了上证主板A股和深证主板A股北京市上司公司股票2018年01月29日至2020年12月31日的收盘价数据,并从以下几个方面展开研究:首先从网络模型的拓扑结构特征角度分析A股市场,从国泰安数据库获得需要的数据,基于对A股市场的发展历史结合沪深300指数的走势进行分段,将数据按照时间窗口分成两段,分别代表熊市和牛市的股票数据。根据这两个阶段数据分别构建收益率网络,对比分析在A股市场在不同状态下,也就是牛市和熊市时期的股票构建的收益率网络的拓扑结构特征的差异,并进一步采用中心性指标探索重要节点,分析各阶段主要是什么行业对A股市场产生重大影响。然后分析各阶段的社团结构情况。分别采用GN算法和louvain算法进行各阶段收益率网络的社团结构划分,分析两种方法划分的社团结果的优劣,最终以最优的社团结果进行社团结构的分析。研究结果表明,在A股市场整体呈现上升时,也就是处于牛市时期,各节点连接的紧密程度比A股市场处于熊市时期大,平均最短路径也更小,也就是说A股市场趋于上升时,企业间的往来更加频繁,联系更加紧密,从而风险传播范围就会更广。在A股市场趋于上升时,对股票市场产生主要影响的是建筑业,在A股市场趋于下跌时,对股票市场产生主要影响的是制造业。根据股票市场整体趋势,选择相应趋势时间范围内的数据构建网络,划分的社团发现,在A股市场趋于下跌时,同行业间的股票联系更紧密,不同行业之间的信息交往更少,在A股市场趋于上升时,不同行业之间的联系相对更加频繁。

关键词：复杂网络复杂网络中心性理论社团结构 A股市场

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社团结构调整和工作配置策略研究

电脑知识与技术 2023年第1期19卷 49-52页

作者：李坤白茹鑫田立勤薛小燕栾尚敏华北科技学院计算机学院北京065201

随着物联网、云计算的迅猛发展,大数据吸引了越来越多的关注,正在成为信息社会的重要财富。研究社团成员间亲密程度有助于了解社团成员的社交影响力并方便对成员的工作协同提供指导。为保证社团组织结构调整的合理性以及工作配置的均衡... 详细信息

随着物联网、云计算的迅猛发展,大数据吸引了越来越多的关注,正在成为信息社会的重要财富。研究社团成员间亲密程度有助于了解社团成员的社交影响力并方便对成员的工作协同提供指导。为保证社团组织结构调整的合理性以及工作配置的均衡性,有必要研究社团成员间的亲密程度以及社团成员的影响力。运用Python3.6进行数据清洗和概化。通过numpy数组对上班时间和非上班时间的通话时长、通话次数构建矩阵,获得不同星期数、不同时间点、不同城市以及不同社团成员的通话次数分布情况。提出了多指标综合排序模型,调用networkx确定社团成员间亲密程度,形成社团成员影响力网络。采用GN算法检测社团结构,对社团成员进行团体划分,多次聚类分析法对社团负责城市进行区域划分。以主叫次数最多为依据设置各区域总部城市所在地。提出了基于方位角的位置排序法,通过球面距离公式计算分区负责人乘飞机遍历所负责城市一遍花费的最小时间。提出以社团成员影响力确定分管城市负责人的新政策。

关键词：社团结构 networkx GN算法聚类分析位置排序法

考虑社团结构与元件状态的电力CPS脆弱性评估

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考虑社团结构与元件状态的电力CPS脆弱性评估

作者：周润夫湖南大学

学位级别：硕士

电力信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)在传统电网中融入了信息网络,它在改善和优化电网的运行模式的同时也使得系统复杂度提升,随之而来的是系统安全脆弱性发生变化,因此研究电力CPS在发生故障时的脆弱性表现对于改善系统... 详细信息

电力信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)在传统电网中融入了信息网络,它在改善和优化电网的运行模式的同时也使得系统复杂度提升,随之而来的是系统安全脆弱性发生变化,因此研究电力CPS在发生故障时的脆弱性表现对于改善系统运行的安全稳定性是十分必要的。现有研究对于耦合系统的能量流建模和网络社团结构的描述均存在一些不足,通过级联故障下的仿真建模,主要完成了以下工作:完成了对考虑能量流的耦合网络与系统级联故障的建模。首先建立考虑传输负载容量的信息网络模型与以直流潮流为基础的电力网络模型,并分别构建两者在一对一、一对多和多对多节点耦合模式下的耦合模型。此外,为了更好地识别网络节点的重要性,引用累计提名法和信息指标法进行节点重要性排序。随后在级联故障模式下,以结构连通性为静态指标,电力负荷损失为动态指标,量化评估当系统受到不同攻击方式时的系统脆弱性。仿真表明,相较于度数排序,本文所运用的两种方法能更好地对节点重要性进行细分识别;构建高节点耦合复杂度的耦合网络可有效减缓网络中的故障传播速率、增强系统鲁棒性。研究了社团结构对电力CPS级联故障的影响。由于耦合网络规模庞大且结构复杂,本文运用计算速度和效果兼具的Louvain算法对电力网络进行社团挖掘。此外,构建能够具有社团结构特性的无标度信息网络生成方法,并结合电力网络分区结果构造了具有社团结构的耦合网络,并对其进行级联故障分析。仿真表明,社团间桥接概率减小会降低网络结构的连通性,更容易形成网络孤岛导致系统变得更加脆弱;针对网络的桥接节点攻击会加快系统瓦解速度,这是由于桥接节点具有传输枢纽的作用,因此在实际工程应用中应加强对桥接节点的保护。构建了考虑信息元件恢复和电力线路过载情况建立了元件状态转换模型。该模型将系统的故障传播描述为网络元件的状态转换过程,并引入一种随机方法确定状态转换的时间和发生状态转换的元件。仿真表明,合理提高信息节点修复率可以抑制恶意软件攻击对系统级联故障传播的影响;针对基于社团结构下的节点耦合关系,社团内部异配性耦合模式对系统的故障传播具有良好的抑制效果,而同配性耦合下由于高度数电力节点被感染信息节点攻击的概率更大,更容易对电力网络造成严重的破坏,因此合理地对系统进行区块化管理,有利于提高整个系统的安全性。

关键词：电力信息物理融合系统脆弱性评估社团结构元件状态

基于社团结构和活跃性驱动的双层网络传播动力学

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物理学报 2023年第6期72卷 350-358页

作者：沈力峰王建波杜占玮许小可西南石油大学计算机科学学院成都610500 香港大学公共卫生学院中国香港999077 北京师范大学计算传播学研究中心珠海519087 北京师范大学新闻传播学院北京100875

现实世界中的流行病爆发往往伴随着急剧的信息扩散,扩散的信息会改变个体行为模式,反过来又影响流行病传播.近年来研究发现社交网络中的社团结构对流行病传播也有重要影响.因此,考虑结合上述因素来构建一种新的双层网络,采用活跃性驱动... 详细信息

现实世界中的流行病爆发往往伴随着急剧的信息扩散,扩散的信息会改变个体行为模式,反过来又影响流行病传播.近年来研究发现社交网络中的社团结构对流行病传播也有重要影响.因此,考虑结合上述因素来构建一种新的双层网络,采用活跃性驱动模型生成时变的线上信息接触层网络和线下物理接触层网络,再利用个体在线上接触层的信息扩散来影响线下物理接触层的流行病传播动态,以个体流动性因素来控制社团结构特性.为得到整个网络的传播动力学方程并有效分析网络的传播阈值,对微观马尔可夫链(microscopic Markov chain,MMC)方法进行改进并将其扩展到时变网络.使用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟进行了实验验证,显示出所提方法对流行病爆发阈值的预测具有高准确性.结果表明个体流动性对流行病爆发阈值没有影响,但会影响每个社团的最终感染人数,而线上接触层的个体接触能力越大和线下接触层的个体接触能力越小则可以有效抑制流行病传播.这些发现可对有效防控现实世界中的流行病传播起到重要的参考和借鉴作用.

关键词：微观马尔可夫链方法双层网络流行病传播社团结构

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