【摘要】：現(xiàn)實世界存在大量的復雜系統(tǒng),這些復雜系統(tǒng)可以抽象描述為復雜網絡。近年來,復雜網絡引起了不同領域學者的廣泛關注。社團結構是描述復雜網絡的重要特性之一,通常,社團內部節(jié)點之間的連接較為緊密,而社團之間節(jié)點的連接較為稀疏。檢測社團結構有助于更好地分析復雜網絡結構信息并進一步挖掘復雜網絡的潛在功能。因此,復雜網絡社團檢測是一個重要的研究課題,具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。當前,多目標優(yōu)化算法是解決復雜網絡社團檢測問題的重要方法之一。本文提出了一種基于knee point的多目標優(yōu)化社團檢測算法并提出兩種決策策略,可以幫助決策者從由多目標優(yōu)化算法得到的眾多社團劃分中獲得最終的理想劃分結果。本文的主要研究工作如下：(1)本文提出了一種基于knee point的多目標社團檢測算法。當前的多目標優(yōu)化社團檢測算法沒有關注搜索過程中出現(xiàn)的關鍵點,這種關鍵點可能對應比較好的網絡社團劃分。為了找到這種潛在的比較好的劃分,本文提出了一種基于knee point的多目標優(yōu)化社團檢測算法(KP-Net),該算法可以搜索到Pareto前沿面上的關鍵點即knee point,這種關鍵點對應的是潛在的比較好的劃分。knee point與其他劃分不同,當一個目標函數(shù)值減少很小時,會引起另外一個目標函數(shù)值大幅度地增加。因此,作為前沿面上的關鍵點,knee point對應的是潛在的比較好的劃分。在擴展的GN基準網絡數(shù)據(jù)集和真實世界網絡上進行測試,并與經典的社團檢測算法進行比較,實驗結果表明,KP-Net算法可以很好地檢測到網絡社團結構,是一種有效的社團檢測算法。(2)本文提出了兩種多目標社團檢測決策策略。由于多目標優(yōu)化社團檢測算法得到的結果是一組劃分而不是單個劃分,需要決策者從中選出一個理想的劃分結果,這就給決策者的決策工作帶來了挑戰(zhàn),如何從這組劃分中得到理想劃分結果成為一個待解決的問題。當前的多目標優(yōu)化社團檢測算法往往從中選擇模塊度最大的劃分結果作為最終結果,但是模塊度最大的劃分并不一定對應最好的劃分結果。本文提出兩種可以獲得理想劃分的多目標社團檢測決策策略。第一種是基于knee point的決策策略,這種決策策略從多目標算法返回的一組劃分中選擇knee point作為最終劃分結果。和其他劃分結果相比較,knee point是決策者所感興趣的解。因此,基于knee point的決策策略選擇knee point作為提供給決策者的最終劃分結果。第二種是基于多數(shù)投票的決策策略,這種決策策略運用多數(shù)投票規(guī)則,根據(jù)多目標優(yōu)化社團檢測算法得到的所有劃分產生一個新的網絡劃分,對于復雜網絡中的兩個節(jié)點來說,如果在得到的這組劃分結果中大多數(shù)劃分將這兩個節(jié)點劃分到同一個社團,那么最終劃分結果就將這兩個節(jié)點劃分在同一個社團。在GN基準網絡數(shù)據(jù)集和真實世界網絡上的實驗結果表明,本文提出的兩種決策策略能夠從多目標社團檢測算法得到的眾多劃分中獲得復雜網絡的理想劃分。
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O157.5;TP301.6
【圖文】：

題Ｐ—７１。復雜網絡可１＾用圖模型來表示，其中節(jié)點對應網絡中的個體成員，邊對逡逑應網絡中節(jié)點間的某種相互關系。逡逑圖１．１給出美國政治書籍網絡的示例。美國政治書籍網絡（ｂｏｏｋｓ邋ａｂｏ山ＵＳ逡逑ｐｏｌｉｔｉｃｓ）由Ｖａ］ｄｉｓ邋Ｋｒｅｂｓ根據(jù)Ａｍａｚｏｎ在線書店出售的有關美國政治的書籍得到，逡逑該網絡包含１０５個節(jié)點和４４１條邊。網絡中的節(jié)點代表Ａｍａｚｏｎ中出售的有關美逡逑國政治的書籍，邊代表頻繁地有買家同時購買這兩本書。Ｍａｒｋ邋Ｎｅｗｍａｎ分析了逡逑Ａｍａｚｏｎ網頁上公布的關于這豎書籍的描述和評價，將這個網絡分成＂中間派＂、逡逑＂自由派＂和＂保守派＂Ｈ類。逡逑圖１．１：美國政治書籍網絡示例逡逑Ｆｉｇ．邋１．１：邋Ｔｈｅ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｂｏｏｋｓ邋ａｂｏｕｔ邋ＵＳ邋ｐｏｌｉｔｉｃｓ逡逑１逡逑

圖１．２：社會網絡社團結構示例逡逑Ｆｉｇ．邋１．２：邋Ｅｘａｍｐｌｅ邋ｏｆ邋ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｏｃｉａｌ邋ｎｅｔｗｏｒｋｓ．逡逑圖１．２給出社會網絡社團結構的示例。網絡中節(jié)點代表狂會中的人，邊代表逡逑兩個人之間存在某種關系。將同一社團中的節(jié)點用同一種顏色表示，從圖上可Ｗ逡逑看出，這個網絡被劃分為Ｈ個社困（分別用紅色，黃色和綠色的點表示），在同逡逑一社團中的人具有某種共同的屬性，例如，擁有相同的興趣愛好或者是共同的朋逡逑友圈等。逡逑３逡逑

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本文編號：2734858