基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的社區(qū)結(jié)構(gòu)挖掘與人類(lèi)行為模式特征分析.pdf

1、近年來(lái)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展為人類(lèi)了解諸如Internet、生物網(wǎng)絡(luò)、WWW、Blog網(wǎng)絡(luò)等真實(shí)網(wǎng)絡(luò)提供了理論模型和研究框架。研究表明，大量的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)具有小世界效應(yīng)、無(wú)標(biāo)度性質(zhì)、聚集性質(zhì)和社區(qū)結(jié)構(gòu)特性。如何從大量真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有意義的基本特征信息以及通過(guò)對(duì)行為數(shù)據(jù)分析社區(qū)結(jié)構(gòu)特性以及進(jìn)行行為預(yù)測(cè)匹配是近年來(lái)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用以及Web數(shù)據(jù)挖掘的研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
　　 社區(qū)結(jié)構(gòu)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特性，對(duì)社區(qū)結(jié)構(gòu)的挖掘研究可以

2、更好地揭示出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地影響到網(wǎng)絡(luò)的演化和動(dòng)力行為特征。到目前為止，對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的主要研究大多基于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)或演化網(wǎng)絡(luò)。在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)被建模為時(shí)間無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，而在演化網(wǎng)絡(luò)中，許多研究者只考慮隨時(shí)間推移而增加的節(jié)點(diǎn)和邊。通過(guò)這些研究，已經(jīng)有許多顯著的發(fā)現(xiàn)被應(yīng)用于諸如互聯(lián)網(wǎng)和引用網(wǎng)絡(luò)中，例如小世界特性和無(wú)標(biāo)度特性，然而當(dāng)涉及到社會(huì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)和演化網(wǎng)絡(luò)是不足以描述這一情形的。而人類(lèi)行為則是典型

3、的社會(huì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則，建立正確的網(wǎng)絡(luò)模型是研究人類(lèi)行為的一種有效手段。
　　 行為網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)行為網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的特征分析和社區(qū)結(jié)構(gòu)挖掘，有助于我們進(jìn)一步對(duì)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)以及提出實(shí)際可以提高效率的解決方案，也是對(duì)真實(shí)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)建模和分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。
　　 論文將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論應(yīng)用于上海市出租車(chē)運(yùn)行模式和博客空間社區(qū)結(jié)構(gòu)劃分上，分別對(duì)來(lái)自上海市公交公司的出租車(chē)數(shù)據(jù)和博客數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究。論文的

4、具體工作如下：
　　 1、對(duì)來(lái)源于上海市公交公司的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得樣本出租車(chē)運(yùn)行的有效動(dòng)態(tài)軌跡網(wǎng)絡(luò)圖，為理解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)小世界效應(yīng)、無(wú)標(biāo)度性質(zhì)、聚集性質(zhì)和社區(qū)結(jié)構(gòu)特性建立了新的視角；
　　 2、從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本特征出發(fā)，分析出租車(chē)行為特征與人類(lèi)活動(dòng)基本特性的異同之處，包括活動(dòng)軌跡圖，步長(zhǎng)概率分布圖，行為模式隨時(shí)間增長(zhǎng)的回旋半徑大小關(guān)系，活動(dòng)的時(shí)空特性，各向異性等結(jié)論：出租車(chē)雖然和人類(lèi)行為屬于不同的活動(dòng)模式，但是同樣遵循復(fù)雜網(wǎng)

5、絡(luò)的基本特性，屬于無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)范疇。
　　 該研究對(duì)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的接觸網(wǎng)絡(luò)模型提供了依據(jù)，同時(shí)也會(huì)對(duì)上海市的功能區(qū)域預(yù)測(cè)匹配以及上海市出租車(chē)的資源配置和利益收入有一定的指導(dǎo)意義；
　　 3、通過(guò)博客空間的社區(qū)結(jié)構(gòu)分析，對(duì)原博客空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)圖描繪，并進(jìn)行合理的社區(qū)結(jié)構(gòu)劃分與驗(yàn)證。應(yīng)用了海量數(shù)據(jù)的處理方法，結(jié)合采用層次化社區(qū)劃分和模塊化方法對(duì)博客空間進(jìn)行社區(qū)劃分，得到原博客空間的7個(gè)社區(qū)結(jié)構(gòu)，并計(jì)算出相應(yīng)的模塊化Q值，驗(yàn)證了