本文選題：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) + 鏈路預(yù)測　； 參考：《蘭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：生活中的眾多真實系統(tǒng)都可以看作一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),鏈路預(yù)測作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)非常重要的研究課題,其重要作用就是研究這些網(wǎng)絡(luò)的演化機制或者發(fā)展方向,例如在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中想要知道蛋白質(zhì)之間的相互作用、社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間是否成為朋友。因此,鏈路預(yù)測的研究具有重要的現(xiàn)實意義,在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域里作為重要的研究分支之一。鏈路預(yù)測的研究得到了大家的廣泛關(guān)注,其算法大多通過對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析,對節(jié)點相似性進(jìn)行計算等方法來判斷節(jié)點之間有無連邊。但是大多數(shù)的鏈路預(yù)測算法對于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的考慮僅限于網(wǎng)絡(luò)的局部信息或者路徑信息,近幾年新的社交網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)測算法中需要得知節(jié)點自身的額外屬性信息,但是要得到這種額外信息非常困難,所以實用度不是很高。本文提出了一種關(guān)于直接針對邊的基于機器學(xué)習(xí)的鏈路預(yù)測算法,將譜分析引入算法當(dāng)中,通過拉普拉斯矩陣的特征值和特征向量將節(jié)點映射到二維空間,然后將對節(jié)點的相似性計算直接轉(zhuǎn)化成對邊的分類預(yù)測問題。論文采用一個測試數(shù)據(jù)集和六個真實網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集證明了算法的可行性,同已有的算法的評價結(jié)果進(jìn)行了比較,評價了論文提出算法的有效性。在此基礎(chǔ)上,論文為了提高算法的預(yù)測效果,考慮社團(tuán)結(jié)構(gòu)對于鏈路預(yù)測結(jié)果的影響(在同一個社團(tuán)中的節(jié)點有連接的幾率大于社團(tuán)間的連接),引入了新的相似度計算方法,即基于角距離的譜分析方法,經(jīng)證明,利用該相似度計算方法可劃分得到更好的社團(tuán)結(jié)構(gòu)。將引入角距離的改進(jìn)算法經(jīng)過同樣的一個測試數(shù)據(jù)集和六個真實網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的實驗驗證之后,證明改進(jìn)算法確實能夠提高鏈路預(yù)測效果。在提高預(yù)測效果的基礎(chǔ)上,可以發(fā)現(xiàn)在社團(tuán)結(jié)構(gòu)明顯的數(shù)據(jù)集上的預(yù)測能力提升能力更好。
[Abstract]:Many real systems in life can be regarded as a complex network system. As a very important research topic of complex network, link prediction plays an important role in studying the evolution mechanism or development direction of these networks. For example, in a protein network you want to know how proteins interact, and whether nodes in a social network are friends. Therefore, the research of link prediction is of great practical significance, and it is one of the important branches in the field of complex networks. The research of link prediction has been paid more and more attention. Most of its algorithms are based on the analysis of network topology and the calculation of node similarity to judge whether there are links between nodes. However, most of the link prediction algorithms only consider the local information or path information of the network topology. In recent years, the new link prediction algorithms of social networks need to know the additional attribute information of the nodes themselves. But getting this extra information is very difficult, so the utility is not very high. In this paper, a link prediction algorithm based on machine learning is proposed. Spectral analysis is introduced into the algorithm and nodes are mapped to two-dimensional space by eigenvalues and Eigenvectors of Laplace matrix. Then, the similarity calculation of nodes is transformed directly into the problem of classification and prediction of opposite edges. In this paper, a test data set and six real network data sets are used to prove the feasibility of the algorithm, and compared with the evaluation results of the existing algorithms, the validity of the proposed algorithm is evaluated. On this basis, in order to improve the prediction effect of the algorithm, considering the influence of the community structure on the link prediction results (the probability of the nodes in the same community being connected is greater than the connection between the communities, a new similarity calculation method is introduced. The spectral analysis method based on angular distance has been proved to be better for community structure by using this similarity calculation method. The improved algorithm with angle distance is verified by the same test data set and six real network data sets. It is proved that the improved algorithm can improve the link prediction effect. On the basis of improving the prediction effect, it can be found that the prediction ability on the dataset with obvious community structure is better.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O157.5;TP181

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本文編號：2047336