在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)演化技術(shù)研究

周華 李嶒

（安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院 安徽 合肥 230041）

在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)演化技術(shù)研究

周華 李嶒

（安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院 安徽 合肥 230041）

伴隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，作為人類社交活動(dòng)的重要載體，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要性早已深入人心。眾所周知，數(shù)以十億計(jì)的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)群體正式借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)社區(qū)而成長(zhǎng)起來(lái)的。他們是運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行互動(dòng)，主要是以BBS、SNS社區(qū)、微博等形式表現(xiàn)出來(lái)。這些在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)為我們的工作與生活提供了巨大的便利，也發(fā)揮出巨大作用。那么就需要我們系統(tǒng)的去把握在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的自身發(fā)展規(guī)律，需要我們利用各類技術(shù)手段建立科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)模型科，需要我們能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的探索出網(wǎng)絡(luò)的演化規(guī)律與特點(diǎn)。這對(duì)于應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)突發(fā)事件與預(yù)測(cè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向有著深遠(yuǎn)的意義，也可以在一定程度上理解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與行為。

在線演化；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)

1.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)的研究

目前國(guó)內(nèi)外研究網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)的研究已日趨成熟，眾多學(xué)者的研究目的就是為了可以設(shè)計(jì)出一個(gè)能客觀反映網(wǎng)絡(luò)演化運(yùn)行規(guī)律的目標(biāo)模型。研究人員希望這種目標(biāo)模型能夠在一定程度上準(zhǔn)確預(yù)測(cè)社會(huì)自身演化的方向。這種目標(biāo)模型是能夠利用社區(qū)在不一樣的實(shí)踐段上所反饋的演化數(shù)據(jù)，最終可以探尋出社區(qū)變化的自身規(guī)律與特點(diǎn)，而且能夠利用社區(qū)的自身特征規(guī)律與社區(qū)演化的模型。與此同時(shí)，研究人員設(shè)計(jì)的目標(biāo)模型是依照社區(qū)演化的數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，這種目標(biāo)模型在某種程度上就是社區(qū)演化過程的一種演示或者反映。研究所人員可以根據(jù)社區(qū)變化的自身規(guī)律，按照其規(guī)律設(shè)計(jì)，適合社區(qū)演化的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化模型。這就可以在很大程度上，不僅僅能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化模型的不足。而且，還可以避免出現(xiàn)不少模型（網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化）單方面的關(guān)注，某網(wǎng)絡(luò)邊和節(jié)點(diǎn)的增減。就可以充分避免對(duì)于社區(qū)結(jié)構(gòu)的重要性認(rèn)識(shí)不足的情況。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化模型在一定程度上可以客觀反映網(wǎng)絡(luò)在演化過程中的減邊現(xiàn)象，更為重要的是其并不依賴于規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)特征。

2.基于社區(qū)變化規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化模型

本文是根據(jù)適應(yīng)度模型的架構(gòu)之上，而且依照社區(qū)變化規(guī)律，提出了一種符合社區(qū)變化的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型。根據(jù)這種動(dòng)態(tài)演化模型，研究人員不僅僅能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律。而且，還可以通過模型，發(fā)現(xiàn)社會(huì)變化的優(yōu)先連接與增長(zhǎng)等信息。與此同時(shí)，這種動(dòng)態(tài)演化模型還十分符合在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特征，還能夠在一定程度上去模擬在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，尤其是其減邊現(xiàn)象等情況。而且能夠有針對(duì)性，讓研究人員對(duì)其演化方向做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)與判斷。

2.1 演化特征的選擇

這種模型就必須要運(yùn)用其自身特點(diǎn)，針對(duì)在線網(wǎng)絡(luò)的自身演化過程，進(jìn)行客觀而系統(tǒng)的模擬。這就包括：第一是起始社區(qū)規(guī)模（與社區(qū)演化相關(guān)聯(lián)的），第二是平均社區(qū)系數(shù)；第三是社區(qū)規(guī)模的增長(zhǎng)率。當(dāng)然，這就還需要包括節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)率（都是與網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的），以及社區(qū)邊增長(zhǎng)率，再者就是減邊率（網(wǎng)絡(luò)中的邊消失現(xiàn)象）。研究人員對(duì)于其模擬時(shí)，必須要首先對(duì)在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)進(jìn)行較為客觀公正的統(tǒng)計(jì)，主要是針對(duì)其特征。研究人員一般預(yù)設(shè)統(tǒng)計(jì)的時(shí)間是T，因此就是在T時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)，T就為時(shí)間點(diǎn)，接下來(lái)就是T1，T2，T3，T4直到Tm。

所以T1時(shí)也就是研究人員所稱的社區(qū)規(guī)模起始點(diǎn)。那么什么是社區(qū)規(guī)模增長(zhǎng)率呢？研究人員一般認(rèn)為是兩個(gè)相鄰的時(shí)間點(diǎn)社區(qū)規(guī)模增長(zhǎng)率相加再平均，得到的數(shù)值就是模擬增長(zhǎng)率。那么什么是平均社區(qū)系數(shù)呢？一般認(rèn)為是不同的時(shí)間點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的社去系數(shù)的平均數(shù)值。通常和網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)有較大關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)主要是兩種：第一是，節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)率。這一般是指網(wǎng)絡(luò)在相鄰時(shí)間點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增長(zhǎng)率的一個(gè)平均數(shù)值；第二是，邊增長(zhǎng)率。通常我們認(rèn)為是指網(wǎng)絡(luò)在相鄰時(shí)間點(diǎn)上，每個(gè)的邊數(shù)量的增長(zhǎng)率的一個(gè)平均數(shù)值。而減邊率就是研究人員所指的在相鄰時(shí)間點(diǎn)上不同減邊值的一個(gè)平均數(shù)值。

2.2 社區(qū)動(dòng)態(tài)演化規(guī)律的提取

通常我們隊(duì)社區(qū)動(dòng)態(tài)演化，大致需要對(duì)六個(gè)特征進(jìn)行客觀統(tǒng)計(jì)分析。而在正式建立社區(qū)目標(biāo)模型的前期就要提取特征。我們簡(jiǎn)單就提取特征進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹。眾所周知，與社區(qū)演化有關(guān)的特征只有三個(gè)，這些都可以從社區(qū)演化路徑中獲取。而且社區(qū)演化路徑可以反映出網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)演化規(guī)律的一般路徑，而且其反映出它社區(qū)在某一段時(shí)間內(nèi)的演化關(guān)系。尤其是在基于社區(qū)變化規(guī)則的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型中，社區(qū)演化路徑一般是不需要運(yùn)用社區(qū)之間的前驅(qū)后繼關(guān)系，通常只需要通過社區(qū)演化路徑計(jì)算起始社區(qū)規(guī)模、平均社區(qū)系數(shù)與社區(qū)增長(zhǎng)率。因此當(dāng)模型中使用到的社區(qū)演化路徑是表示在不一樣的時(shí)間點(diǎn)上社區(qū)結(jié)構(gòu)組成的序列，就可以通過社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法在不一樣的時(shí)間點(diǎn)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社區(qū)發(fā)現(xiàn)，而且可以通過時(shí)間順序排列得到結(jié)果。

3.基于社區(qū)變化規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化模型分析

3.1 分析網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)方式指標(biāo)的選擇

眾所周知，每一種模型的網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)的模式是迥異的。模型的特征也是按照不同真實(shí)網(wǎng)絡(luò)顯現(xiàn)出來(lái)。正是此種特征在很大程度上注定了增長(zhǎng)的模式，也顯現(xiàn)出其自身的特征。在理想狀態(tài)下，真實(shí)網(wǎng)絡(luò)顯現(xiàn)出來(lái)的增長(zhǎng)模式，一定是一種較為有規(guī)律性的。同時(shí)，此模式增長(zhǎng)規(guī)律是可以采用擬合函數(shù)予以精確表示。

3.2 分析網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化特征

一般情況下，會(huì)將真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模增長(zhǎng)較為明顯的，將其依照增長(zhǎng)率表示出為時(shí)間的函數(shù)。并且，模型是按照函數(shù)反映的增長(zhǎng)規(guī)律，以此來(lái)進(jìn)行規(guī)模增長(zhǎng)。那么，就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬與預(yù)測(cè)。然而，要考慮到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)方式肯定，具有不規(guī)則性的一面。與此同時(shí)，我們并不能經(jīng)?？梢?，得到一個(gè)在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)從形成到現(xiàn)在所有帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)信息。所以，我們就不能總結(jié)出規(guī)則增長(zhǎng)方式。在這種情形下，為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)。就必須要運(yùn)用其他的方法，描述網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)。由于在線社區(qū)網(wǎng)絡(luò)不規(guī)律變化的原因，我們將模型選擇的增長(zhǎng)指標(biāo)為平均節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)率與平均邊增長(zhǎng)率。

與此同時(shí)，我們一般認(rèn)為依據(jù)社區(qū)變化規(guī)則，所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)模型是一種可預(yù)測(cè)型的模型。這種模型能夠充分根據(jù)節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)率，以及邊增長(zhǎng)率去進(jìn)行模擬。這種模型的本質(zhì)上是按照其以往的平均變化特征來(lái)預(yù)測(cè)以后的趨勢(shì)。因此，對(duì)于演化缺乏明顯規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)而言，我們運(yùn)用平均變化率，去預(yù)測(cè)外來(lái)將會(huì)是一種更為穩(wěn)妥的方式之一。總而言之，期望值會(huì)與真實(shí)結(jié)果比較接近。

我們認(rèn)為按照其變化規(guī)律，去設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)模型。首先，可以在很大程度上避免，研究人員對(duì)于模型的依賴，尤其是對(duì)于擬合函數(shù)的依賴。能夠較好的反饋在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，在以往的時(shí)間段中的表現(xiàn)，去預(yù)測(cè)社區(qū)外來(lái)發(fā)展的方向。這種模型，不僅僅可以能夠反饋社區(qū)演化，保羅在其演化時(shí)的各種變化。而且，還可以進(jìn)一步反饋出社區(qū)變化的規(guī)律。通過分析發(fā)現(xiàn)，這種模型能夠較好的完成對(duì)這個(gè)在線網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的規(guī)模和社區(qū)的預(yù)測(cè)。

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Research on online community evolution technology

Zhou Hua Li Zheng
(Anhui Zhong'ao Institute of Technology Anhui Hefei 230041)

with the continuous development of China's Internet technology,Internet technology has become an indispensable part of human social activities,one of the important platform.As we all know,lots of online network user community with the help of Internet technology emerged a large social groups,they are using the power of the Internet to interact,is mainly manifested in the BBS,SNS,micro blogging and other forms.These online network communities have provided great convenience for our work and life,and also played a huge role.How to master the changing rules of the online network community,how to establish the network model scientifically,how to accurately study the evolution of the network.It is of great significance to deal with the network emergency and forecast the development direction of the network in the future,and also can understand the structure and behavior of the network to a certain extent.

Online evolution；Network technology；Network dynamics

TP393

A

2095-7327（2017）-04-0160-02

安徽省科技攻關(guān)計(jì)劃“高職院校智慧校園建設(shè)關(guān)鍵問題研究及實(shí)現(xiàn)”，項(xiàng)目編號(hào)為1501041135。

周華（1985—），男，安徽樅陽(yáng)人，安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院教師，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榉?wù)計(jì)算。

李嶒（1983—），男，安徽蕭縣人，安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院副教授，碩士，研究方向?yàn)镻etri網(wǎng)與工作流技術(shù)。