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一种基于最大流的网络结构熵

蔡萌 杜海峰 费尔德曼

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一种基于最大流的网络结构熵

蔡萌, 杜海峰, 费尔德曼

A new network structure entropy based on maximum flow

Cai Meng, Du Hai-Feng, Marcus W Feldman
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  • 熵是可用来反映网络结构异质性的指标. 针对传统熵指标不能很好反映网络全局异构性的不足,本文引入网络流的概念,综合考虑径向测度和中间测度,提出一种新的网络结构熵. 特殊网络(如公用数据集Dolphins网络)的分析结果表明,本文提出的熵指标在一定程度上克服了其他网络熵指标的不足,更能够反映网络的真实拓扑结构;对随机网络、最近邻耦合网络、星型网络、无标度网络、Benchmark网络和小世界网络等典型网络的理论分析和仿真实验,进一步证明本文提出的熵指标在刻画一般复杂网络结构特征上的有效性和适用性.
    Entropy is an index to reflect the heterogeneity of network structure. By introducing the concept of network flow which comprehensively considers radial measurement and betweenness measurement, we define a new network structure entropy index to solve the problem that classical entropy indices cannot effectively reflect heterogeneity of the global network. Analysis results concerning specific network (e.g. public data set Dolphins network) indicate that this new entropy index can reflect the real topological structure of network, and effectively overcome the shortcomings of other network entropy indices to some extent. The theoretical analyses and simulation experiments on Erdös-Renyi random network, nearest-neighbor coupled network, star network, Barabási-Albert scale-free network, Benchmark network, and the Watts-Strogatz small-world network further prove the effectiveness and applicability of this new network structure entropy index to describe the characteristics of ordinary complex network structures.
    • 基金项目: 国家社会科学基金重点项目(批准号:12AZD110)、国家自然科学基金(批准号:71071128)、国家教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-08-0451)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2011jdgz08)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Social Science Foundation of China (Grant No. 12AZD110), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 71071128), the Program for New Century Excellent Talents in University of Ministry of Education of China (Grant No. NCET-08-0451) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China (Grant No. 2011jdgz08).
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-08
  • 修回日期:  2013-11-20
  • 刊出日期:  2014-03-05

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