[發(fā)明專利]一種基于共識社團(tuán)布谷鳥算法的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)聚類方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110961258.8
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113837221A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國強(qiáng);馬巖;趙艷麗;周宏基
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/00;G06N3/04;G06Q50/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強(qiáng)

1.一種基于共識社團(tuán)布谷鳥算法的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)聚類方法，其特征在于，包括：

步驟1：采用標(biāo)簽傳播算法得到初始時(shí)刻的社團(tuán)劃分，獲得社團(tuán)內(nèi)共識；

步驟2：從第2個(gè)時(shí)刻開始，采用基于有序鄰居列表的編碼方式生成鳥巢群落；

步驟3：采用經(jīng)過重定義的萊維飛行公式對鳥巢的位置進(jìn)行更新，按照放棄算子對部分鳥巢進(jìn)行重建，從整體上完成對群落的更新操作；

步驟4：采用擁擠度距離和非占優(yōu)排序機(jī)制對鳥巢進(jìn)行排序，經(jīng)過精英選擇策略從群落中保留適應(yīng)度好的鳥巢取代原有的鳥巢；

步驟5：完成擇優(yōu)操作后，鳥巢對社團(tuán)內(nèi)共識進(jìn)行投票以獲得當(dāng)前時(shí)刻的社團(tuán)間共識，將社團(tuán)間共識插入到群落當(dāng)中；

步驟6：重新計(jì)算社團(tuán)內(nèi)共識用于下一時(shí)刻群落的更新，從非占優(yōu)解中選擇knee解作為最優(yōu)解，輸出該時(shí)刻所對應(yīng)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)劃分結(jié)果，重復(fù)上述操作得到每個(gè)時(shí)刻下的社團(tuán)結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共識社團(tuán)布谷鳥算法的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)聚類方法，其特征在于，所述社團(tuán)內(nèi)共識按照如下方式獲得：

采用求交集的方法從如下三個(gè)解決方案中獲得社團(tuán)的一致性意見：

1)最小KKM的解；2)最小RC的解；3)膝關(guān)節(jié)knee解決方案；

膝關(guān)節(jié)knee解決方案定義如下：

式中，KKM和RC是公式(1)中所定義的目標(biāo)函數(shù)，其中KKM和RC的解空間構(gòu)成目標(biāo)空間；PS是Pareto最優(yōu)解集；x是屬于PS中的解；KKM(x)和RC(x)是解x的目標(biāo)函數(shù)值；KKM_max和KKM_min是PS中目標(biāo)函數(shù)KKM的最大值和最小值；RC_max和RC_min是PS中目標(biāo)函數(shù)RC的最大值和最小值；和表示在一個(gè)社團(tuán)節(jié)點(diǎn)集V_s中節(jié)點(diǎn)內(nèi)之間的度和節(jié)點(diǎn)外之間的度，表示非社團(tuán)節(jié)點(diǎn)集V_s中節(jié)點(diǎn)；|.|表示集合的大小，n表示節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，k表示社團(tuán)的數(shù)量；

社團(tuán)內(nèi)共識定義為：

intraCC(CR₁,CR₂,CR₃)＝{A∩B∩C|A∈CR₁,B∈CR₂,C∈CR₃,|A∩B∩C|≥2} (3)

其中CR₁、CR₂、CR₃依次代表動態(tài)網(wǎng)絡(luò)G的上述三個(gè)解決方案；|A∩B∩C|表示A∩B∩C集合中公共的部分，A、B、C依次表示上述三個(gè)解決方案內(nèi)的社團(tuán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共識社團(tuán)布谷鳥算法的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)聚類方法，其特征在于，所述萊維飛行公式的重定義過程為：

采用映射方式將飛行方式進(jìn)行重定義，設(shè)隨機(jī)步長并且S＝(S₁,S₂,...,S_n)，S₁,S₂,S_n分別表示第1維、第2維、第n維的隨機(jī)步長，為了得到離散型數(shù)值，通過公式(7)，公式(8)將S映射成0或1的S'，S'＝(S'₁,S'₂,S'₃,...,S'_n)：

經(jīng)過重定義后，得到新的位置更新公式，具體如下：

式中u和v是符合正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)，σ_v＝1，Γ是gamma函數(shù)，定義為Levy(β)是服從β的萊維分布的隨機(jī)搜索向量，0β2；是布谷鳥在第t次搜索中第i個(gè)鳥巢的位置；x^t+1是通過計(jì)算得到的第t+1代的新個(gè)體；α為步長因子，α₀＝1，best^t是第t代最優(yōu)個(gè)體；n表示動態(tài)網(wǎng)絡(luò)G中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量；X是第j維的更新位置；L_j表示第j維的鄰居列表長度。