[發(fā)明專利]一種新穎的基于引力場(chǎng)的鏈路預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210515265.X
• 申請(qǐng)日: 2022-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114970692A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊燕琳;冶忠林;趙海興;孟磊;仁青卓么;李格格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06F17/11;G06F17/16
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

1.一種新穎的基于引力場(chǎng)的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、用節(jié)點(diǎn)的重要性來(lái)衡量萬(wàn)有引力方程中的質(zhì)量屬性，用節(jié)點(diǎn)之間的相似性來(lái)衡量萬(wàn)有引力方程中的距離屬性；

二、考慮節(jié)點(diǎn)間的直接和間接引力值，提出基于引力場(chǎng)的新型鏈接預(yù)測(cè)框架LPFGF，并得到節(jié)點(diǎn)間相似度框架計(jì)算方程；

三、將LPFGF擴(kuò)展到多種鏈路預(yù)測(cè)算法，形成了新的鏈路預(yù)測(cè)算法，并進(jìn)行鏈路預(yù)測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新穎的基于引力場(chǎng)的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟一中，網(wǎng)絡(luò)G的凝聚度被定義為節(jié)點(diǎn)數(shù)n和平均路徑長(zhǎng)度l的倒數(shù)，表示如下：

其中n≥2,D_ij代表節(jié)點(diǎn)v_i和v_j之間的最短路徑長(zhǎng)度；

從方程(1)中發(fā)現(xiàn)，收縮節(jié)點(diǎn)v_i后的網(wǎng)絡(luò)凝聚度表示如下：

其中k_i是v_i的度，Γ(v_i)是v_i的鄰居節(jié)點(diǎn)集合，H_ij是節(jié)點(diǎn)v_i被收縮后更新的距離矩陣；

從方程(1)和(2)中得出，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)很大，而且該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中處于關(guān)鍵位置，收縮該節(jié)點(diǎn)后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將被壓縮成一個(gè)更緊湊的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)該節(jié)點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度也將縮短；

為了量化節(jié)點(diǎn)v_i對(duì)網(wǎng)絡(luò)G的貢獻(xiàn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)重要性的定義如下：

其中代表節(jié)點(diǎn)v_i被收縮后的網(wǎng)絡(luò)G的凝聚度；公式(3)為：收縮節(jié)點(diǎn)v_i后的網(wǎng)絡(luò)G的凝聚度減去收縮節(jié)點(diǎn)v_i前的網(wǎng)絡(luò)G的凝聚度，得到節(jié)點(diǎn)v_i對(duì)網(wǎng)絡(luò)G的貢獻(xiàn)；

從公式(3)得出，節(jié)點(diǎn)的重要性與節(jié)點(diǎn)的程度和位置有關(guān)；收縮節(jié)點(diǎn)v_i后，網(wǎng)絡(luò)的凝聚度與節(jié)點(diǎn)v_i的重要性成正比；

因此，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)重要性的歸一化，節(jié)點(diǎn)v_i的重要性定義如下：

其中，代表收縮節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)的最大凝聚度值；當(dāng)該值為1時(shí)，表明收縮該節(jié)點(diǎn)后，網(wǎng)絡(luò)的凝聚度更強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中更重要。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新穎的基于引力場(chǎng)的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟一中，使用節(jié)點(diǎn)重要性來(lái)衡量萬(wàn)有引力方程中的質(zhì)量屬性M，因此，有：

M_a＝IMC(a),M_b＝IMC(b) (5)

通用引力方程的距離屬性r是由節(jié)點(diǎn)相似度S(a,b)確定，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)越相似，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離就越短；有：

如果節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)a相似，節(jié)點(diǎn)b在網(wǎng)絡(luò)中重要性大，那么節(jié)點(diǎn)b對(duì)節(jié)點(diǎn)a產(chǎn)生的引力值就大，那么這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系就密切；因此，引力值為：

G′為引力常數(shù)，由于G′存在于所有方程中，所以忽略；因此，節(jié)點(diǎn)a和b之間的引力值為：

用節(jié)點(diǎn)間的直接引力值來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系強(qiáng)度，另外考慮節(jié)點(diǎn)間的間接引力值，使預(yù)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，即，首先計(jì)算目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所有鄰接節(jié)點(diǎn)對(duì)另一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的引力值之和，然后對(duì)直接引力值和間接引力值這兩部分進(jìn)行求和運(yùn)算，從而得到節(jié)點(diǎn)間的相似度值。