[發明專利]一種異質網絡社團發現方法及系統

在審

• 申請號: 202111499733.0
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114283021A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 魯云軍;陳克斌;韓夢瑤;劉乾;郭亮;趙律君;鄭雪;蘇耀峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00;G06K9/62
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

本發明公開了一種異質網絡社團發現方法及系統。該方法包括步驟：搜索并記錄異質網絡中所有的交互鏈；計算該網絡中每個節點的交互鏈中心性，選擇區域內交互鏈中心性最大的節點作為種子節點；確定種子節點的標簽，并由種子節點向其相連的且滿足預設條件的節點擴散自身的標簽，其相連的獲得標簽的節點再繼續擴展自身的標簽，直至該網絡中所有節點獲得標簽，根據所有節點的標簽確定社團。本發明從異質網絡形成的交互鏈出發，能夠有效處理異質網絡的異質性，探測出符合異質網絡實際意義的社團結構。

技術領域

本發明屬于網絡技術領域，更具體地，涉及一種異質網絡社團發現方法及系統。

背景技術

自無標度網絡和小世界網絡發現以來，復雜網絡一直是學術界研究的熱點。將復雜系統抽象為復雜網絡并研究，可以深入了解復雜系統的特性，指導人們優化、控制和使用復雜系統。在傳統的研究中，通常將復雜系統抽象為同質的復雜網絡，即節點和邊均是同一屬性的。同質復雜網絡的研究目前較為廣泛，其處理方式也較為方便。然而，隨著人們的研究深入，發現將復雜系統抽象為同質網絡在許多情況下并不符合事實，這種抽象也過于簡單，例如，在引文網絡中，節點分為作者、文章以及期刊等三類。因此，目前已有眾多學者開始研究異質網絡，用于發現真實復雜系統的性質。

社團結構是復雜網絡演化出的重要結構。社團結構通常具有以下特征：社團內部節點連接較為緊密，社團之間連接較為疏松。發現和研究社團結構能夠很好的解決現實中的諸多問題。例如，研究社交網絡中的社團結構，能夠發現相同興趣的人員團體；研究蛋白質網絡中的社團結構，能夠發現具有相同功能的蛋白質。因此，目前已有眾多學者提出了各種各樣的社團探測算法，以確保能夠精確有效的探測出網絡中的社團結構。這些社團探測算法大多是針對同質復雜網絡，即在探測社團時，將網絡中的節點和邊認定是相同的。這種假設能夠大幅降低社團探測算法的難度，同時也有助于提高算法的效率。

目前，針對異質網絡社團探測的研究較少，通常采用以下兩種手段：一是忽略網絡節點和邊的異質性，直接采用同質網絡的社團探測算法進行社團探測；二是以某一類節點為種子節點，采用同質社團探測算法對種子節點進行社團探測，產生種子社團，隨后將其他類節點吸收進入種子社團，得到最終的全網社團結構。上述兩種算法均存在問題：第一種方法直接忽略了網絡的異質性，使網絡中重要信息丟失，造成了探測結果的失真失效；第二種方法必須選定合適的種子節點，種子節點的選取不同，社團探測的最終結果不同，難以得到唯一的探測結果。并且，采用先種子節點，后其他節點的探測方式，割裂了不同類型節點之間的聯系，而這種聯系恰恰是某些網絡異質性的產生原因。綜上，目前現有的技術手段，仍然難以有效應對復雜異質網絡的社團探測。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種異質網絡社團發現方法及系統，從異質網絡形成的交互鏈出發，能夠有效處理異質網絡的異質性，探測出符合異質網絡實際意義的社團結構。

為實現上述目的，按照本發明的第一方面，提供了一種異質網絡社團發現方法，包括步驟：

搜索并記錄異質網絡中所有的交互鏈，交互鏈是該網絡中各節點交互形成的鏈路；

計算該網絡中每個節點的交互鏈中心性，交互鏈中心性是描述通過某個節點的交互鏈的數量以及質量的值，選擇區域內交互鏈中心性最大的節點作為種子節點，區域內交互鏈中心性最大是指某個節點與其相連的節點相比交互鏈中心性最大；

確定種子節點的標簽，并由種子節點向其相連的且滿足預設條件的節點擴散自身的標簽，其相連的獲得標簽的節點再繼續擴展自身的標簽，直至該網絡中所有節點獲得標簽，根據所有節點的標簽確定社團。

進一步地，所述預設條件是交互鏈中心性和交互鏈相似性需滿足的條件，交互鏈相似性是描述兩個節點共享交互鏈情況的值。

進一步地，所述預設條件是種子節點的交互鏈中心性大于其相連節點的交互鏈中心性，并且種子節點與其相連節點的交互鏈相似性大于預設閾值。