[發(fā)明專利]一種網(wǎng)絡(luò)模糊分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811369212.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109614567A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李云天;李佩瑤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李云天;李佩瑤
• 主分類號(hào): G06F16/958
• 分類號(hào): G06F16/958;G06F16/901;G06Q50/00;G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)模糊分析方法，首先構(gòu)建有向網(wǎng)絡(luò)模糊分析的基本框架；然后利用變異非負(fù)奇異值分解方法求解步驟1構(gòu)建的有向網(wǎng)絡(luò)模糊分析的基本框架；然后利用擴(kuò)散核方法確定變異非負(fù)奇異值分解方法中迭代式啟動(dòng)所需的特征矩陣；接著針對(duì)不同分團(tuán)數(shù)反復(fù)使用非負(fù)奇異值分解法，再用有向網(wǎng)絡(luò)的模塊函數(shù)尋找使得模塊函數(shù)取最大值的分團(tuán)數(shù)為最優(yōu)分團(tuán)數(shù)，其對(duì)應(yīng)的劃分結(jié)果為最優(yōu)劃分；最后計(jì)算最優(yōu)劃分下的有向網(wǎng)絡(luò)團(tuán)?團(tuán)關(guān)聯(lián)度以及團(tuán)間連接貢獻(xiàn)度。本發(fā)明能夠有效獲取有向網(wǎng)絡(luò)的交疊社團(tuán)，給出社團(tuán)與節(jié)點(diǎn)之間富含信息量的有向模糊關(guān)聯(lián)關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)聚類領(lǐng)域，具體涉及一種網(wǎng)絡(luò)模糊分析方法。

背景技術(shù)

復(fù)雜系統(tǒng)問題需要用具有復(fù)雜性特征的整體性模型來描述和研究，其中最為典型的是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是研究復(fù)雜系統(tǒng)的一種角度和方法，它關(guān)注系統(tǒng)中個(gè)體相互關(guān)聯(lián)的作用及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是理解復(fù)雜系統(tǒng)性質(zhì)和功能的基礎(chǔ)。幾乎所有的復(fù)雜系統(tǒng)都可以用網(wǎng)絡(luò)來描述，例如城市交通網(wǎng)、航空網(wǎng)、電力網(wǎng)等等，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)中的底層子系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)間的連接代表底層子系統(tǒng)間的某種關(guān)聯(lián)關(guān)系。

網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)重要而又普遍的拓?fù)鋵傩灾唬哂袌F(tuán)內(nèi)連接密集、團(tuán)間連接稀疏的特點(diǎn)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)聚類旨在尋找復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的這種社團(tuán)結(jié)構(gòu)，給出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的降維描述并加以分析。對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)聚類問題的研究有助于認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)，具有重要的科學(xué)意義和潛在的實(shí)用價(jià)值。

方向性是很多真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的諸多要素之一，忽略復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方向性因素，會(huì)損失網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大量信息，特別地，在尋找網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)時(shí)忽略方向信息往往會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的分析結(jié)果。目前針對(duì)有向網(wǎng)絡(luò)的聚類算法并不多見。

網(wǎng)絡(luò)聚類研究中另一被關(guān)注問題是重疊社團(tuán)。以人際關(guān)系網(wǎng)為例，一個(gè)人可以身處不同的社會(huì)團(tuán)體，同時(shí)扮演不同社會(huì)角色。同時(shí)，人際交往廣泛的人可以在不同社團(tuán)群體間起到連接溝通作用。所以，社會(huì)群體間的交叉交疊是普遍的社會(huì)現(xiàn)象，研究網(wǎng)絡(luò)交疊社團(tuán)劃分與分析方法符合該類型網(wǎng)絡(luò)特質(zhì)，具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。

用矩陣分解對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模糊聚類已構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)模糊分析的一類典型方法。而對(duì)有向網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)連接的方向性引發(fā)的非對(duì)稱性使得現(xiàn)有分解技術(shù)不再適用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)模糊分析方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明能夠有效獲取有向網(wǎng)絡(luò)的交疊社團(tuán)，給出社團(tuán)與節(jié)點(diǎn)之間富含信息量的有向模糊關(guān)聯(lián)關(guān)系。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于變異非負(fù)奇異值分解的有向網(wǎng)絡(luò)交疊團(tuán)模糊分析方法，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建有向網(wǎng)絡(luò)模糊分析的基本框架；

步驟2：利用變異非負(fù)奇異值分解方法求解步驟1構(gòu)建的有向網(wǎng)絡(luò)模糊分析的基本框架在某特定分團(tuán)數(shù)下的劃分結(jié)果；

步驟3：利用擴(kuò)散核方法確定變異非負(fù)奇異值分解方法中迭代式啟動(dòng)所需的特征矩陣；

步驟4：針對(duì)不同分團(tuán)數(shù)反復(fù)使用非負(fù)奇異值分解法，再用有向網(wǎng)絡(luò)的模塊函數(shù)尋找使得模塊函數(shù)取最大值的分團(tuán)數(shù)為最優(yōu)分團(tuán)數(shù)，其對(duì)應(yīng)的劃分結(jié)果為最優(yōu)劃分；

步驟5：計(jì)算最優(yōu)劃分下的有向網(wǎng)絡(luò)團(tuán)-團(tuán)關(guān)聯(lián)度以及團(tuán)間連接貢獻(xiàn)度。

進(jìn)一步地，步驟1中構(gòu)建有向網(wǎng)絡(luò)模糊分析的基本框架具體為：