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基于时序网络层间同构率动态演化的重要节点辨识

胡钢 许丽鹏 徐翔

胡钢, 许丽鹏, 徐翔. 基于时序网络层间同构率动态演化的重要节点辨识[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 108901. doi: 10.7498/aps.70.20201804
引用本文: 胡钢, 许丽鹏, 徐翔. 基于时序网络层间同构率动态演化的重要节点辨识[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 108901. doi: 10.7498/aps.70.20201804
Hu Gang, Xu Li-Peng, Xu Xiang. Identification of important nodes based on dynamic evolution of inter-layer isomorphism rate in temporal networks[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 108901. doi: 10.7498/aps.70.20201804
Citation: Hu Gang, Xu Li-Peng, Xu Xiang. Identification of important nodes based on dynamic evolution of inter-layer isomorphism rate in temporal networks[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 108901. doi: 10.7498/aps.70.20201804

基于时序网络层间同构率动态演化的重要节点辨识

doi: 10.7498/aps.70.20201804
详细信息
    通讯作者:

    E-mail: hug_2004@126.com

  • 中图分类号: 89.75.Da, 05.10.-a

Identification of important nodes based on dynamic evolution of inter-layer isomorphism rate in temporal networks

More Information
  • 摘要: 时序网络可以更加准确地描述网络节点在时空演化过程中的交互顺序变化和交互关联关系. 为辨识时序网络中的重要节点, 本文提出基于时序网络层间同构率动态演化的超邻接矩阵建模的重要节点辨识方法. 首先, 依托复杂网络的层间时序关联耦合关系, 定义了相邻与跨层网络综合逼近关系系数. 其次, 依据层内连接关系和层间逼近关系构建时序网络超邻接矩阵. 再次, 使用特征向量中心性方法对时序网络中的节点重要性排序, 分析计算时序全局效率差值, 通过肯德尔相关系数验证. 最后, 实证数据仿真显示: 与经典时序网络模型相比, 本文模型所得Kendall’s τ值在各时间层上平均提高, 最高为8.37%和2.99%, 结论表明时序网络层间同构率的度量方法科学有效.

     

  • 图  ISAM算法流程图

    Figure  1.  Algorithm flowchart of ISAM model.

    图  基于层间同构率方法的时序网络建模实例

    Figure  2.  An example of ISAM model for temporal network.

    图  基于时序网络层间同构率的超邻接矩阵模型

    Figure  3.  Super-adjacency matrix model based on inter-layer isomorphism rate in temporal networks.

    图  特征向量中心性与单位时间时序全局效率差值的Kendall’s τ结果. 蓝色菱形为ISAM方法, 红色小正方形为SSAM方法, 其他为SAM方法取不同参数的结果 (a) Workspace数据基于层间同构率的超邻接矩阵方法和SSAM及经典超邻接矩阵方法不同参数的Kendall’s τ结果; (b) Email-eu-core数据相应的结果

    Figure  4.  Results of Kendall’s τ for eigenvector centrality and difference of temporal global efficien- cy. The blue diamond is the ISAM method, the red square is the SSAM method, and the others are the results of the SAM method with different parameters: (a) Result for Workspace by ISAM, SSAM and SAM method; (b) result for Email-eu-core by ISAM, SSAM and SAM method.

    图  ISAM方法不同偏好系数β下相对SAM方法的Kendall’s τ值平均提高结果 (a) Workspace数据相应的结果; (b) Email-eu-core数据相应的结果

    Figure  5.  Results of average increase of Kendall’s τ for ISAM method under different preference coe- fficients β compared with SAM method: (a) Result for Workspace; (b) result for Email-eu-core.

    表  1  实例网络中节点的特征向量中心性

    Table  1.   Eigenvector centrality of nodes in temporal network of Fig. 2.

    文献[25] 文献[26] 本文方法
    节点 G1 G2 G3 节点 G1 G2 G3 节点 G1 G2 G3
    1 0.2809 0.4413 0.2392 1 0.3739 0.4742 0.2287 1 0.4119 0.4241 0.3230
    2 0.0542 0.2444 0.1978 2 0.0 0.1986 0.1629 2 0.0 0.1413 0.1251
    3 0.1934 0.3094 0.3184 3 0.276 0.3558 0.2695 3 0.3212 0.3150 0.3496
    4 0.2189 0.4247 0.3233 4 0.2383 0.3621 0.2320 4 0.2030 0.2959 0.2391
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    表  2  图2时序网络中各节点之间的时序距离

    Table  2.   Temporal distance of nodes in temporal network of Fig. 2.

    节点编号 1 2 3 4
    1 0 2 1 1
    2 0 3 2
    3 1 3 0 2
    4 1 2 2 0
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    表  3  实证网络数据基本统计信息

    Table  3.   Basic statistical features of Workspace and Email-eu-core.

    数据集 节点数 交互
    次数
    边数 时序片段 时间
    层数
    Workspace 92 9827 755 2013.6.24–
    2013.7.3
    10
    Email-eu-core 986 332334 24929 360 d 12
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-30
  • 修回日期:  2020-12-01
  • 网络出版日期:  2021-05-27
  • 发布日期:  2021-05-27

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