搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于模体的复杂网络测度量研究

韩华 刘婉璐 吴翎燕

引用本文:
Citation:

基于模体的复杂网络测度量研究

韩华, 刘婉璐, 吴翎燕

The measurement of complex network based on motif

Han Hua, Liu Wan-Lu, Wu Ling-Yan
PDF
导出引用
  • 针对复杂网络拓扑结构中模体的存在性, 在传统的顶点度和边聚类系数定义的基础上, 提出了基于模体的顶点度和边度来衡量网络中顶点和边的重要性. 用Rand-ESU算法对不同规模的8个网络进行模体检测, 验证了网络中模体的存在性, 重点分析了Karate网络和Dolphin网络中模体的结构和特征. 用Pearson相关系数衡量基于模体的顶点度与传统顶点度、基于模体的边度与边聚类系数的相关性, 仿真分析结果表明相关性大小与模体种类有关, 基于模体的顶点度和边度是对原定义的一种改进和拓展, 更全面地刻画了顶点和边在网络中的重要性.
    According to the existence of motif in complex network topology structure, the motif-based node degree and edge degree are proposed to measure the importance of node and edge in the network on the basis of the traditional node degree and edge clustering coefficient. The Rand-ESU algorithm is used for motif detection of eight different scale networks, and the result demonstrates the existence of motif. The Rand-ESU algorithm is also used for analyzing the motif structures and characteristics in Karate network and Dolphin network. The Pearson correlation coefficient is used to measure the correlations of motif-based node degree and traditional node degree, motif-based edge degree and edge clustering coefficient. The results of simulation analysis show that the correlations are related to the motif species. The definitions of motif-based node degree and edge degree are the improvement and development of original definitions, and they comprehensively depict the importance of node and edge in the network.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 71140015)和中央高校基本科研业务费(批准号: 2013-Ia-007, 2013-Ia-040)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 71140015) and the Fundamental Research Fund for the Central Universities of China (Grant Nos. 2013-Ia-007, 2013-Ia-040).
    [1]

    Wang X F, Li X, Chen G R 2006 Throry and Application of Complex Networks (Beijing: Tsinghua University Press) p18 (in Chinese) [汪小帆, 李翔, 陈关荣 2006 复杂网络理论及其应用(北京: 清华大学出版社)第18页]

    [2]

    Antiqueira L, Luciano D, Costa F 2009 New J. Phys. 11 013058

    [3]

    Shen-Orr S, Milo R, Mangan S, Alon U 2002 Nat. Genet. 31 64

    [4]

    Milo R, Shen-Orr S, Itzkovitz S, Kashtan N, Chklovskii D, Alon U 2002 Science 298 824

    [5]

    Barabasi A L, Oltvai Z N 2004 Nature 5 101

    [6]

    Milo R, Itzkovitz S, Kashtan N, Levitt R, Shen-Orr S, Ayzenshtat I, Sheffer M, Alon U 2004 Science 303 1538

    [7]

    Onnela J P, Saram_ki J, Kert_sz J, Kaski K 2005 Phys. Rev. E 71 065103(R)

    [8]

    Luciano D, Francisco A R, Travieso G, Villas P R B 2007 Adv. Phys. 56 167

    [9]

    Krumov L 2010 Local Structures Determine Performance within Complex Network (Darmstadt: Suedwestdeutscher Verlag fuer Hochschulschriften) p54

    [10]

    Kotorowicz M, Kozitsky Y 2011 Condens. Matter Phys. 14 13801

    [11]

    Squartini T, Garlaschelli D 2012 Lect. Notes. Comput. Sci. 7166 24

    [12]

    Dong Z, Li X 2010 Acta Phys. Sin. 59 1600 (in Chinese) [董昭, 李翔 2010 物理学报 59 1600]

    [13]

    Miao L L, Han C F, Liu L, Cao J M 2012 Stud. Sci. Sci. 30 1468 (in Chinese) [缪莉莉, 韩传峰, 刘亮, 曹吉鸣 2012 科学学研究 30 1468]

    [14]

    Liu L, Xu W S, Han C F 2013 J. Tongji Univ. (Nat. Sci) 41 53 (in Chinese) [刘亮, 许维胜, 韩传峰 2013 同济大学学报 (自然科学版) 41 53]

    [15]

    Zhang L, Qian G Q, Zhang L 2010 Syst. Eng-Theory Pract. 30 361 (in Chinese) [张林, 钱冠群, 张莉 2010系统工程理论与实践 30 361]

    [16]

    Shi D H 2010 Complex Syst. Complexity Sci. 7 16 (in Chinese) [史定华 2010复杂系统与复杂性科学 7 16]

    [17]

    Hu J, Yang B R 2009 Appl. Res. Comput. 26 858 (in Chinese) [胡健, 杨炳儒 2009计算机应用研究 26 858]

    [18]

    Zachary W W 1977 J. Anthropol. Res. 33 452

    [19]

    Lusseau D, Schneider K, Boisseau O J 2003 Behav. Ecol. Sociobiol. 54 396

    [20]

    Gunes I, Bingol H 2006 arXiv: cs/0610129 [cs.MA]

    [21]

    Girvan M, Newman M E J 2002 Proc. Natl. Aead. Sci. USA 99 7821

    [22]

    Gleiser P, Danon L 2003 Adv. Complex Syst. 6 565

    [23]

    Ebel H, Mielsch L I, Bornholdt S 2002 Phys. Rev. E 66 035103(R)

    [24]

    Newman M E J 2001 Phys. Rev. E 64 016131

    [25]

    Boguna M, Pastor-Satorras R, Diaz-Guilera A, Arenas A 2004 Phys. Rev. E 70 056122

    [26]

    Wernicke S, Rasche F 2006 Bioinformatics 22 1152

    [27]

    Egghe L, Leydesdorff L 2009 J. Am. Soc. Inf. Sci. Tech. 60 1027

  • [1]

    Wang X F, Li X, Chen G R 2006 Throry and Application of Complex Networks (Beijing: Tsinghua University Press) p18 (in Chinese) [汪小帆, 李翔, 陈关荣 2006 复杂网络理论及其应用(北京: 清华大学出版社)第18页]

    [2]

    Antiqueira L, Luciano D, Costa F 2009 New J. Phys. 11 013058

    [3]

    Shen-Orr S, Milo R, Mangan S, Alon U 2002 Nat. Genet. 31 64

    [4]

    Milo R, Shen-Orr S, Itzkovitz S, Kashtan N, Chklovskii D, Alon U 2002 Science 298 824

    [5]

    Barabasi A L, Oltvai Z N 2004 Nature 5 101

    [6]

    Milo R, Itzkovitz S, Kashtan N, Levitt R, Shen-Orr S, Ayzenshtat I, Sheffer M, Alon U 2004 Science 303 1538

    [7]

    Onnela J P, Saram_ki J, Kert_sz J, Kaski K 2005 Phys. Rev. E 71 065103(R)

    [8]

    Luciano D, Francisco A R, Travieso G, Villas P R B 2007 Adv. Phys. 56 167

    [9]

    Krumov L 2010 Local Structures Determine Performance within Complex Network (Darmstadt: Suedwestdeutscher Verlag fuer Hochschulschriften) p54

    [10]

    Kotorowicz M, Kozitsky Y 2011 Condens. Matter Phys. 14 13801

    [11]

    Squartini T, Garlaschelli D 2012 Lect. Notes. Comput. Sci. 7166 24

    [12]

    Dong Z, Li X 2010 Acta Phys. Sin. 59 1600 (in Chinese) [董昭, 李翔 2010 物理学报 59 1600]

    [13]

    Miao L L, Han C F, Liu L, Cao J M 2012 Stud. Sci. Sci. 30 1468 (in Chinese) [缪莉莉, 韩传峰, 刘亮, 曹吉鸣 2012 科学学研究 30 1468]

    [14]

    Liu L, Xu W S, Han C F 2013 J. Tongji Univ. (Nat. Sci) 41 53 (in Chinese) [刘亮, 许维胜, 韩传峰 2013 同济大学学报 (自然科学版) 41 53]

    [15]

    Zhang L, Qian G Q, Zhang L 2010 Syst. Eng-Theory Pract. 30 361 (in Chinese) [张林, 钱冠群, 张莉 2010系统工程理论与实践 30 361]

    [16]

    Shi D H 2010 Complex Syst. Complexity Sci. 7 16 (in Chinese) [史定华 2010复杂系统与复杂性科学 7 16]

    [17]

    Hu J, Yang B R 2009 Appl. Res. Comput. 26 858 (in Chinese) [胡健, 杨炳儒 2009计算机应用研究 26 858]

    [18]

    Zachary W W 1977 J. Anthropol. Res. 33 452

    [19]

    Lusseau D, Schneider K, Boisseau O J 2003 Behav. Ecol. Sociobiol. 54 396

    [20]

    Gunes I, Bingol H 2006 arXiv: cs/0610129 [cs.MA]

    [21]

    Girvan M, Newman M E J 2002 Proc. Natl. Aead. Sci. USA 99 7821

    [22]

    Gleiser P, Danon L 2003 Adv. Complex Syst. 6 565

    [23]

    Ebel H, Mielsch L I, Bornholdt S 2002 Phys. Rev. E 66 035103(R)

    [24]

    Newman M E J 2001 Phys. Rev. E 64 016131

    [25]

    Boguna M, Pastor-Satorras R, Diaz-Guilera A, Arenas A 2004 Phys. Rev. E 70 056122

    [26]

    Wernicke S, Rasche F 2006 Bioinformatics 22 1152

    [27]

    Egghe L, Leydesdorff L 2009 J. Am. Soc. Inf. Sci. Tech. 60 1027

  • [1] 李丽娟, 明飞, 宋学科, 叶柳, 王栋. 熵不确定度关系综述. 物理学报, 2022, 71(7): 070302. doi: 10.7498/aps.71.20212197
    [2] 苏剑宇, 方海燕, 包为民, 孙海峰, 赵良. 航天器处X射线脉冲星观测信号模拟方法. 物理学报, 2022, 71(22): 229701. doi: 10.7498/aps.71.20221097
    [3] 黄斌, 赵翔宇, 齐凯, 唐明, 都永海. 复杂网络的顶点着色及其在疾病免疫中的应用. 物理学报, 2013, 62(21): 218902. doi: 10.7498/aps.62.218902
    [4] 侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 郝建苹, 赵建林. 基于光子晶体光纤模间干涉的折射率测量灵敏度分析. 物理学报, 2010, 59(7): 4732-4737. doi: 10.7498/aps.59.4732
    [5] 董昭, 李翔. 离散时间序列的网络模体分析. 物理学报, 2010, 59(3): 1600-1607. doi: 10.7498/aps.59.1600
    [6] 陆赫林, 王顺金. 离子温度梯度模湍流的带状流最小自由度模型. 物理学报, 2009, 58(1): 354-362. doi: 10.7498/aps.58.354
    [7] 庞学霞, 邓泽超, 董丽芳. 不同电离度下大气等离子体粒子行为的数值模拟. 物理学报, 2008, 57(8): 5081-5088. doi: 10.7498/aps.57.5081
    [8] 张培培, 何 阅, 周 涛, 苏蓓蓓, 常 慧, 周月平, 汪秉宏, 何大韧. 一个描述合作网络顶点度分布的模型. 物理学报, 2006, 55(1): 60-67. doi: 10.7498/aps.55.60
    [9] 宋洪胜, 程传福, 张宁玉, 任晓荣, 滕树云, 徐至展. 强散射体产生的像面散斑对比度与随机表面及成像系统关系的研究. 物理学报, 2005, 54(2): 669-676. doi: 10.7498/aps.54.669
    [10] 吴永全, 蒋国昌, 尤静林, 侯怀宇, 陈 辉. 硅酸盐熔体微结构单元的对称伸缩模的拉曼散射系数. 物理学报, 2005, 54(2): 961-966. doi: 10.7498/aps.54.961
    [11] 姜志进. 带电多重数赝快度密度对碰撞对心度依赖关系研究. 物理学报, 2004, 53(4): 1020-1022. doi: 10.7498/aps.53.1020
    [12] 王目光, 李唐军, 简水生. 光纤偏振模色散对信号偏振度的影响. 物理学报, 2003, 52(11): 2818-2824. doi: 10.7498/aps.52.2818
    [13] 张 红, 程新路, 杨向东, 谢方军, 张继彦, 杨国洪. 金等离子体平均离化度随电子温度变化关系的研究. 物理学报, 2003, 52(12): 3098-3101. doi: 10.7498/aps.52.3098
    [14] 张 彬, 吕百达. 多模激光的模相关和相干模表示. 物理学报, 1999, 48(1): 58-64. doi: 10.7498/aps.48.58
    [15] 朱莳通, 沈文达. 强激光等离子体的光学度规描述. 物理学报, 1993, 42(9): 1438-1442. doi: 10.7498/aps.42.1438
    [16] 高占鹏. 膨胀系数、体模量、Grüneisen系数与温度关系. 物理学报, 1981, 30(5): 679-685. doi: 10.7498/aps.30.679
    [17] 周玉美, 蔡诗东. 磁化等离子体里高频模和低频模耦合的参量不稳定性. 物理学报, 1980, 29(7): 916-926. doi: 10.7498/aps.29.916
    [18] 张家騄. 音节清晰度与音位清晰度之间的统计关系. 物理学报, 1974, 23(5): 17-22. doi: 10.7498/aps.23.17-2
    [19] 钱景仁. 不同表面阻抗波导中耦合系数的关系及其在远程波导精确度计算中的应用. 物理学报, 1964, 20(1): 1-10. doi: 10.7498/aps.20.1
    [20] 任朗. 长金属椭球体顶点处线形单极子天线的辐射问题. 物理学报, 1963, 19(3): 169-175. doi: 10.7498/aps.19.169
计量
  • 文章访问数:  8286
  • PDF下载量:  2102
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-30
  • 修回日期:  2013-04-28
  • 刊出日期:  2013-08-05

/

返回文章
返回