交织型层级复杂网

沈迪; 李建华; 张强; 朱瑞

doi:10.7498/aps.63.190201

摘要

为研究两个异质关联网络复合后的结构特征与节点中心性特征，本文提出了交织型层级复杂网络的概念，可描述由两个具有部分相同节点，连接边属性近似的子网所构成的层级复杂网络，并定义了节点交织系数、路径交织系数和网络交织系数3种测度用于衡量两个子网之间的密切程度. 针对该类网络，研究并改进了节点度中心性和介数中心性的计算方法，同时提出一种新的中心性指标–助联性，用于衡量子网的某一节点对另一子网联通性和流通性的助益. 通过实验分析，验证了本文各类指标的有效性.

关键词:

Abstract

In order to study the structural characteristic and node centrality of a structure composed of two related heterogeneous networks, in this paper, interlacing layered complex networks are defined as networks which are composed of two subnets having the partially same nodes and similar links. Also the definitions of the node interlacing coefficient, path interlacing coefficient and networks interlacing coefficient are given, so the intimacy level of two subnets can be measured definitely. Based on the definitions above, a node centrality algorithm of degree and betweenness is studied and redefined, while a new node centrality measuring index is given, which can be used to measure the supporting degree of a node in one subnet to the others' connectivity and negotiability. Finally, experimental results show that the proposed method is effective.

Keywords:

作者及机构信息

1.
空军工程大学, 信息与导航学院, 西安 710077;

2.
中国人民解放军93801部队, 武功 712200

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：61174162）和全军军事学研究生基金（批准号：2012JY003-585）资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Information and Navigation, Air Force Engineering University, Xi'an 710077, China;

2.
PLA 93801 Troop, Xianyang 712200, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61174162), and the financial aid subject of Military Science graduate (Grant No. 2012JY003-585).

参考文献

[1]	Jin X, Xie B, Zhu J M 2012 Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) 42 272 (in Chinese) [金鑫, 谢斌, 朱建明2012 吉林大学学报(工学版) 42 272]
[2]	Tian X, Zhu Y C, Luo K, Zhang C M 2013 Systems Engineering and Electronics 35 91(in Chinese) [田旭光, 朱元昌, 罗坤, 张成名 2013 系统工程与电子技术 35 91]
[3]	Yuan X P, Xue Y K, Liu M X 2013 Chin. Phys. B 22 030207
[4]	XU Y, QIU J, LIU G 2012 Acta Armamentarii 32 244(in Chinese) [徐玉国, 邱静, 刘冠军 2012 兵工学报 32 244]
[5]	Kinney R, Crucitti P, Albert R 2005 European Physical Journal B 46 101
[6]	Kurant M, Thiran P 2006 Phys Rev. Lett. 96 138701
[7]	Zou S R, Zhou T, Liu A F 2010 Phys. Letts. A 374 4406
[8]	Gu C G, Zou S R, Xu L 2011 Phys. Rev. E 84 026101
[9]	Li K J, Gu C G, Qu Y Q, Pan S J, Zou R S, He D R, Jiang Y M 2012 Complex System and Complexity Science 9 77 (in Chinese) [李凯军, 顾长贵, 瞿艳青, 潘四军, 邹荣盛, 何大韧姜玉梅2012复杂系统与复杂性科学 9 77]
[10]	Sergey V. B, Roni P, Gerald P, H. E S 2, Shlomo H 2010 Nature 464 1025
[11]	Gao J, Sergey V B, H. Eugene S, Shlomo H 2012 Nature Physic 8 40
[12]	Gslrada G, Juan A, Rodriguez V 2006 Phys. A 364 581
[13]	Zlalic V, Ohoshal C, Caldarelli C 2009 Phys. Rev. G 80 036118
[14]	Hu F, Zhao H X, Ma X J 2013 SCIENTIA SINICA Physica Mechanica & Astronomica 4 16(in Chinese) [胡枫, 赵海兴, 马秀娟 2013 中国科学: 4 16]
[15]	Shao F J, Sun R C, Li S J, Sui Y 2012 Complex System and Complexity Science 9 20 (in Chinese) [邵峰晶, 孙仁诚, 李淑静, 隋毅2012复杂系统与复杂性科学9 20]
[16]	Li Z K, He E, Zeng Z R, Xie Z G 2013 Chin. Phys. B 22 070504
[17]	Chen H B, Fan Y, Fang J Q, Di Z R 2009 Acta Phys. Sin. 58 1383(in Chinese) [陈宏斌, 樊瑛, 方锦清, 狄增如2009物理学报 58 1383]
[18]	Luo J D 2010 Social Network Analysis (2st Ed.) (Beijing: Social Science Academic Press) p187 (in Chinese) [罗家德2010社会网分析讲义(北京: 社会科学文献出版社)第187页]
[19]	Yu H, Liu Z, Li Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 020204(in Chinese) [于会, 刘尊, 李勇军 2013 物理学报 62 020204]
[20]	Zhang G Q, Zhang G Q 2012 Science China Information Sciences 55 2454
[21]	Wang J, Liu Y H, Jiao Y 2008 Zhejiang Univ. Sci. A 9 1331
[22]	Wang X F, Li X, Chen G R 2012 Network Science: An Introduction (1st Ed.) (Beijing: Higher Education Press) p161 (in Chinese) [汪小帆, 李翔, 陈关荣2012网络科学导论(北京: 高等教育出版社)第161页]

施引文献

[1]	Jin X, Xie B, Zhu J M 2012 Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) 42 272 (in Chinese) [金鑫, 谢斌, 朱建明2012 吉林大学学报(工学版) 42 272]
[2]	Tian X, Zhu Y C, Luo K, Zhang C M 2013 Systems Engineering and Electronics 35 91(in Chinese) [田旭光, 朱元昌, 罗坤, 张成名 2013 系统工程与电子技术 35 91]
[3]	Yuan X P, Xue Y K, Liu M X 2013 Chin. Phys. B 22 030207
[4]	XU Y, QIU J, LIU G 2012 Acta Armamentarii 32 244(in Chinese) [徐玉国, 邱静, 刘冠军 2012 兵工学报 32 244]
[5]	Kinney R, Crucitti P, Albert R 2005 European Physical Journal B 46 101
[6]	Kurant M, Thiran P 2006 Phys Rev. Lett. 96 138701
[7]	Zou S R, Zhou T, Liu A F 2010 Phys. Letts. A 374 4406
[8]	Gu C G, Zou S R, Xu L 2011 Phys. Rev. E 84 026101
[9]	Li K J, Gu C G, Qu Y Q, Pan S J, Zou R S, He D R, Jiang Y M 2012 Complex System and Complexity Science 9 77 (in Chinese) [李凯军, 顾长贵, 瞿艳青, 潘四军, 邹荣盛, 何大韧姜玉梅2012复杂系统与复杂性科学 9 77]
[10]	Sergey V. B, Roni P, Gerald P, H. E S 2, Shlomo H 2010 Nature 464 1025
[11]	Gao J, Sergey V B, H. Eugene S, Shlomo H 2012 Nature Physic 8 40
[12]	Gslrada G, Juan A, Rodriguez V 2006 Phys. A 364 581
[13]	Zlalic V, Ohoshal C, Caldarelli C 2009 Phys. Rev. G 80 036118
[14]	Hu F, Zhao H X, Ma X J 2013 SCIENTIA SINICA Physica Mechanica & Astronomica 4 16(in Chinese) [胡枫, 赵海兴, 马秀娟 2013 中国科学: 4 16]
[15]	Shao F J, Sun R C, Li S J, Sui Y 2012 Complex System and Complexity Science 9 20 (in Chinese) [邵峰晶, 孙仁诚, 李淑静, 隋毅2012复杂系统与复杂性科学9 20]
[16]	Li Z K, He E, Zeng Z R, Xie Z G 2013 Chin. Phys. B 22 070504
[17]	Chen H B, Fan Y, Fang J Q, Di Z R 2009 Acta Phys. Sin. 58 1383(in Chinese) [陈宏斌, 樊瑛, 方锦清, 狄增如2009物理学报 58 1383]
[18]	Luo J D 2010 Social Network Analysis (2st Ed.) (Beijing: Social Science Academic Press) p187 (in Chinese) [罗家德2010社会网分析讲义(北京: 社会科学文献出版社)第187页]
[19]	Yu H, Liu Z, Li Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 020204(in Chinese) [于会, 刘尊, 李勇军 2013 物理学报 62 020204]
[20]	Zhang G Q, Zhang G Q 2012 Science China Information Sciences 55 2454
[21]	Wang J, Liu Y H, Jiao Y 2008 Zhejiang Univ. Sci. A 9 1331
[22]	Wang X F, Li X, Chen G R 2012 Network Science: An Introduction (1st Ed.) (Beijing: Higher Education Press) p161 (in Chinese) [汪小帆, 李翔, 陈关荣2012网络科学导论(北京: 高等教育出版社)第161页]

[1]	阮逸润, 老松杨, 汤俊, 白亮, 郭延明. 基于引力方法的复杂网络节点重要度评估方法. 物理学报, 2022, 71(17): 176401. doi: 10.7498/aps.71.20220565
[2]	王凯莉, 邬春学, 艾均, 苏湛. 基于多阶邻居壳数的向量中心性度量方法. 物理学报, 2019, 68(19): 196402. doi: 10.7498/aps.68.20190662
[3]	苏臻, 高超, 李向华. 节点中心性对复杂网络传播模式的影响分析. 物理学报, 2017, 66(12): 120201. doi: 10.7498/aps.66.120201
[4]	宋玉萍, 倪静. 网络集聚性对节点中心性指标的准确性影响. 物理学报, 2016, 65(2): 028901. doi: 10.7498/aps.65.028901
[5]	韩忠明, 吴杨, 谭旭升, 段大高, 杨伟杰. 面向结构洞的复杂网络关键节点排序. 物理学报, 2015, 64(5): 058902. doi: 10.7498/aps.64.058902
[6]	袁铭. 带有层级结构的复杂网络级联失效模型. 物理学报, 2014, 63(22): 220501. doi: 10.7498/aps.63.220501
[7]	刘金良. 具有随机节点结构的复杂网络同步研究. 物理学报, 2013, 62(4): 040503. doi: 10.7498/aps.62.040503
[8]	任卓明, 邵凤, 刘建国, 郭强, 汪秉宏. 基于度与集聚系数的网络节点重要性度量方法研究. 物理学报, 2013, 62(12): 128901. doi: 10.7498/aps.62.128901
[9]	苑卫国, 刘云, 程军军, 熊菲. 微博双向关注网络节点中心性及传播影响力的分析. 物理学报, 2013, 62(3): 038901. doi: 10.7498/aps.62.038901
[10]	周漩, 张凤鸣, 周卫平, 邹伟, 杨帆. 利用节点效率评估复杂网络功能鲁棒性. 物理学报, 2012, 61(19): 190201. doi: 10.7498/aps.61.190201
[11]	吕翎, 柳爽, 张新, 朱佳博, 沈娜, 商锦玉. 节点结构互异的复杂网络的时空混沌反同步. 物理学报, 2012, 61(9): 090504. doi: 10.7498/aps.61.090504
[12]	周漩, 张凤鸣, 李克武, 惠晓滨, 吴虎胜. 利用重要度评价矩阵确定复杂网络关键节点. 物理学报, 2012, 61(5): 050201. doi: 10.7498/aps.61.050201
[13]	李飞, 肖刘, 刘濮鲲, 易红霞, 万晓声. 栅控电子枪中轮辐栅网截止放大系数的研究. 物理学报, 2012, 61(7): 078502. doi: 10.7498/aps.61.078502
[14]	陈然, 李翔, 董力耘. 地铁站内交织行人流的简化模型和数值模拟. 物理学报, 2012, 61(14): 144502. doi: 10.7498/aps.61.144502
[15]	李泽荃, 张瑞新, 杨曌, 赵红泽, 于健浩. 复杂网络中心性对灾害蔓延的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 238902. doi: 10.7498/aps.61.238902
[16]	吕翎, 张超. 一类节点结构互异的复杂网络的混沌同步. 物理学报, 2009, 58(3): 1462-1466. doi: 10.7498/aps.58.1462
[17]	李季, 汪秉宏, 蒋品群, 周涛, 王文旭. 节点数加速增长的复杂网络生长模型. 物理学报, 2006, 55(8): 4051-4057. doi: 10.7498/aps.55.4051
[18]	雷丽, 董力耘, 宋涛, 戴世强. 基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1711-1717. doi: 10.7498/aps.55.1711
[19]	郑能武, 李国胜. 多电子原子和离子的等电子系参数的研究 (Ⅰ)——k系数的引入与节点数的校正. 物理学报, 1993, 42(5): 727-734. doi: 10.7498/aps.42.727
[20]	陈创天, 沈荷生. 使用等价轨道法计算AB型晶体的倍频系数. 物理学报, 1982, 31(8): 1046-1056. doi: 10.7498/aps.31.1046

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