復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)挖掘及演化模型分析.pdf

1、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是隨著網(wǎng)絡(luò)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的一個(gè)新的研究方向，真實(shí)世界中的很多領(lǐng)域都可以抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模機(jī)理和建模過(guò)程的深入研究，可以解釋隱藏在自然界、社會(huì)界、生物界中的復(fù)雜系統(tǒng)的共同規(guī)律。而在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究過(guò)程中，對(duì)重要節(jié)點(diǎn)的挖掘方法的研究，對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和可靠性的提高有很重要的實(shí)際意義。真實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)具有不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，面對(duì)不同的攻擊，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的抵抗毀壞的方式和能力各有不同，因此，研究重要節(jié)點(diǎn)

2、的挖掘?qū)τ谔岣邚?fù)雜網(wǎng)絡(luò)的抗毀性有著十分重要的意義。由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化多樣，對(duì)重要節(jié)點(diǎn)演化的研究和演化模型建立過(guò)程的分析顯得尤為重要。因此如何真實(shí)有效的模擬復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)的演化過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)演化模型建立過(guò)程，使得建立的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模型能夠更加符合真實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)特征，這已經(jīng)成為了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究問(wèn)題。
　　本文主要圍繞復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)挖掘及演化、演化模型的建立幾個(gè)方面進(jìn)行展開(kāi)，主要所做的工作如下:
　　(1)分析一些常

3、見(jiàn)的重要節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如度中心性、介數(shù)中心性、Katz中心性等，研究表明這些單一指標(biāo)存在優(yōu)勢(shì)和不足之處;同樣研究一些綜合性的重要節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法，這些方法結(jié)合單一指標(biāo)各自存在的優(yōu)勢(shì)而且彌補(bǔ)其中的缺陷。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模型的研究中，重點(diǎn)分析BA演化模型連接機(jī)制及建立過(guò)程，分析了BA演化模型的不足，探討B(tài)A演化模型連接機(jī)制以及存在的問(wèn)題，并且調(diào)研一些基于BA演化模型改進(jìn)的演化模型。
　　(2)基于已存在的重要節(jié)點(diǎn)挖掘算法，提出一種新的網(wǎng)絡(luò)

4、重要節(jié)點(diǎn)挖掘算法(文中簡(jiǎn)稱(chēng)BKC)，該算法結(jié)合介數(shù)中心性和Katz中心性，其不僅考慮到介數(shù)中心性的全局中心性特征而且考慮到Katz中心性的局部中心性特征，有效的避免了介數(shù)中心性單純以最短路徑為主的不足。在小型網(wǎng)絡(luò)和公用數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證該算法的可行性，并且在公用的數(shù)據(jù)集上與其他四種重要節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比，最后有效的驗(yàn)證本文提出的算法在重要節(jié)點(diǎn)挖掘方面比其他重要節(jié)點(diǎn)挖掘算法更具優(yōu)勢(shì)。
　　(3)針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中微觀結(jié)構(gòu)演化分析大部分基于節(jié)

5、點(diǎn)自身屬性對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)中意見(jiàn)領(lǐng)袖和結(jié)構(gòu)洞研究較少的問(wèn)題。主要分析網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程中，意見(jiàn)領(lǐng)袖和結(jié)構(gòu)洞的變化規(guī)律。接著研究網(wǎng)絡(luò)演化模型的建立，根據(jù)BA演化模型僅基于度優(yōu)先連接機(jī)制，提出一種新的網(wǎng)絡(luò)演化模型，該模型是基于BKC算法的網(wǎng)絡(luò)演化模型，它取代BA演化模型僅僅以度作為優(yōu)先連接機(jī)制，采用BKC算法作為網(wǎng)絡(luò)演化過(guò)程中節(jié)點(diǎn)優(yōu)先連接的機(jī)制。Matlab模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)演化模型不僅度符合冪律分布，其演化模型的平均路徑