近年來,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究成為信息處理領(lǐng)域的研究熱點。生活中的許多復(fù)雜系統(tǒng),如城市道路交通網(wǎng)絡(luò)、微博用戶網(wǎng)等,都可以抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。社區(qū)結(jié)構(gòu)作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的主要性質(zhì)之一,對社區(qū)結(jié)構(gòu)的檢測成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究重點。社區(qū)作為社區(qū)結(jié)構(gòu)的組成部分,處于相同社區(qū)內(nèi)的節(jié)點之間連接緊密,處于不同社區(qū)的節(jié)點之間連接較為稀疏。研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)結(jié)構(gòu),有助于人們更全面地認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)功能、更準(zhǔn)確地預(yù)測網(wǎng)絡(luò)的演化。博弈論是研究參與者之間策略相互作用的理論。博弈論可用于解釋社區(qū)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中自上而下的形成過程。近年來不少研究者將博弈論用于社區(qū)發(fā)現(xiàn),將檢測網(wǎng)絡(luò)社區(qū)結(jié)構(gòu)的過程建模為社區(qū)形成博弈。研究取得了良好效果,證明了博弈論用于社區(qū)發(fā)現(xiàn)的有效性和合理性。本文在分析現(xiàn)有社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法及基于博弈論的社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法的基礎(chǔ)上,提出基于博弈論的重疊社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法。主要完成以下內(nèi)容:(1)本文提出基于節(jié)點屬性的收益函數(shù)。為了得到更準(zhǔn)確的社區(qū)劃分結(jié)果,針對現(xiàn)有算法未考慮節(jié)點屬性會影響節(jié)點策略選擇的問題,本文加入節(jié)點度值與其所加入的社區(qū)中所有節(jié)點度值的比例,得到新的增益函數(shù)。由于節(jié)點加入新的社區(qū)會相應(yīng)地付出代價,因此本文中節(jié)點的收益函數(shù)為節(jié)點增益函數(shù)和損失函數(shù)的差值。(2)本文提出基于節(jié)點重要度排序的社區(qū)發(fā)現(xiàn)博弈算法。針對節(jié)點屬性對節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中進行策略選擇時順序的影響,本文將節(jié)點按照重要度從大到小排序,并依次選擇策略提高收益。本文算法中節(jié)點的策略為加入社區(qū)、離開社區(qū)和轉(zhuǎn)換社區(qū)。最后將本文提出的算法與現(xiàn)有算法分別在不同的真實網(wǎng)絡(luò)和人工網(wǎng)絡(luò)上進行對比實驗,結(jié)果表明本文的算法優(yōu)于其它算法。
【學(xué)位單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O157.5;O225
【部分圖文】：

法都來自圖論［６］。在數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)被定義為由節(jié)點和連接節(jié)點的邊所組??成的圖。數(shù)學(xué)形式表達為：Ｇ?＝?（ｒ，Ｅ），其中節(jié)點集丨廠丨＝？，邊集｜Ｅ｜＝ｍ，？為網(wǎng)絡(luò)??中的節(jié)點數(shù)，ｍ為網(wǎng)絡(luò)中的邊數(shù)。圖２－１所示的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點表示系統(tǒng)中的個體，邊??表示個體之間的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)的基本概念［７］有：??緲，．＿＇ｈ?．??■?ｍ２＊Ｕ?■■３７：；：?＾１８－?■＂：??■?Ｕ?．?—９１．．?＿２５?’?．趣?９３?鼸?２８??ｍ；＇－?ｍ?，??嶋ｎ．?＿的；．費１?■卜?■＇?？１０６??丨■?州?＿ｖｉ?＿１Ｕ?．麵ｆ?睡＞５?瞻處?ａｎｏ??■ｋ＿ｖ??■．?■外１Ｖ?署．．?．．．?吧，翻趣⑴??■－Ｕ－；?ａ＼ｍ＇ｎ＾ａ＾??＾?．?＾６：?禮１００??窗５２?■??圖２－１復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｎｅｔｗｏｒｋ??（１）

法都來自圖論［６］。在數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)被定義為由節(jié)點和連接節(jié)點的邊所組??成的圖。數(shù)學(xué)形式表達為：Ｇ?＝?（ｒ，Ｅ），其中節(jié)點集丨廠丨＝？，邊集｜Ｅ｜＝ｍ，？為網(wǎng)絡(luò)??中的節(jié)點數(shù)，ｍ為網(wǎng)絡(luò)中的邊數(shù)。圖２－１所示的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點表示系統(tǒng)中的個體，邊??表示個體之間的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)的基本概念［７］有：??緲，．＿＇ｈ?．??■?ｍ２＊Ｕ?■■３７：；：?＾１８－?■＂：??■?Ｕ?．?—９１．．?＿２５?’?．趣?９３?鼸?２８??ｍ；＇－?ｍ?，??嶋ｎ．?＿的；．費１?■卜?■＇?？１０６??丨■?州?＿ｖｉ?＿１Ｕ?．麵ｆ?睡＞５?瞻處?ａｎｏ??■ｋ＿ｖ??■．?■外１Ｖ?署．．?．．．?吧，翻趣⑴??■－Ｕ－；?ａ＼ｍ＇ｎ＾ａ＾??＾?．?＾６：?禮１００??窗５２?■??圖２－１復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｎｅｔｗｏｒｋ??（１）

個普遍特征，整個網(wǎng)絡(luò)是由許多個社區(qū)組成的；同一個社區(qū)內(nèi)部的節(jié)點之間聯(lián)系較為??密切，而社區(qū)之間的節(jié)點聯(lián)系則較為松散。各社區(qū)之間沒有重疊節(jié)點的社區(qū)稱為非重??疊社區(qū)，如圖２－５所示。有重疊節(jié)點的社區(qū)稱為重疊社「Ｘ：，如圖２－６所示。網(wǎng)絡(luò)中包??含多個社區(qū)的現(xiàn)象稱為網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)結(jié)構(gòu)。給定一個網(wǎng)絡(luò)，找出它的社區(qū)結(jié)構(gòu)的過程稱??為社區(qū)發(fā)現(xiàn)。??對社區(qū)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義，例如研究社會網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)有著??共同愛好或背景的一群人；研宄生化網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)某個復(fù)合體或某種功能。??因此，社Ｒ發(fā)現(xiàn)成為當(dāng)前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的一個熱點。研究者已經(jīng)提出了多種方法，??如基于模塊度的優(yōu)化方法、隨機游走方法、拉普拉斯特征值方法、極值優(yōu)化方法、派??系過濾法、博弈演化方法等。除博弈演化外的其它對一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進行社｜ｘ：發(fā)現(xiàn)的算??法，其實是把復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)按照某種標(biāo)準(zhǔn)進行了劃分，然后對每個社區(qū)進行進－－？步挖掘。??而博弈演化算法是模擬復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)自上而下形成社區(qū)的過程。??９??
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本文編號：2847024