一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法及系统，其中，一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法包括，利用处理模块对复杂网络进行预处理，简化复杂网络；通过网络划分模块对简化后的复杂网络进行区域划分，并求解区域的局部中心点；路径求解模块根据局部中心点建立中继节点表，计算区域的局部中心点到各个中继节点的距离，并结合距离复杂度获得最短路径；本发明专利技术能够适应包含大量节点的复杂网络，抗干扰能力强，能够准确搜索复杂网络的最短路径。的最短路径。的最短路径。

A shortest path search method and system based on complex network theory

【技术实现步骤摘要】
一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法及系统


[0001]本专利技术涉及网络节点路径搜索的
，尤其涉及一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法及系统。

技术介绍

[0002]复杂网络是对现实世界中真实网络的高度抽象，将现实世界中的各种个体抽象为网络中的节点，将各种个体之间的关系抽象为网络的中的边，从而获得了一种对现实世界中所存在的网络的分析方法。通过对复杂网络的分析和研究，揭示出其固有的特性和相互关系，增强了人们对现实世界中网络的认知水平，获得了更高的改造现实世界网络的能力。
[0003]由于复杂网络中的节点数量规模巨大、网络变化频繁，传统的最短路径算法会耗费大量时间，时效性很差，同时还会浪费大量的缓存空间，在网络发生变化时无法准确的获得准确的最短路径。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，利用处理模块对复杂网络进行预处理，简化所述复杂网络；通过网络划分模块对简化后的复杂网络进行区域划分，并求解区域的局部中心点；路径求解模块根据所述局部中心点建立中继节点表，计算区域的局部中心点到各个中继节点的距离，并结合距离复杂度获得最短路径。
[0007]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：预处理包括，删除复杂网络中度为1的叶子节点；增加n条连边，并判断连边是否连接两个相邻区域，若是，则将该连边对应的两个节点设为中继节点，否则，则删除这两个节点；
[0008]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：包括，计算简化后的复杂网络的局部中心点集合；根据所述局部中心点集合遍历简化后的复杂网络，计算每个节点到中心点的距离，根据距离将简化后的复杂网络划分为m个区域。
[0009]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：包括，计算简化后的复杂网络中各节点的度和聚集系数；根据各节点的度和聚集系数计算节点的局部中心度量值，并据此设定选择比例，获得所述局部中心点集合。
[0010]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：求解区域的局部中心点包括，定义节点邻居度为1的节点为局部中心点，根据下式计算节点邻居度E(i)：
[0011][0012]其中，s(i)为节点i的局部中心点集合，s(j)为节点j的局部中心点集合，D(a)为节点a的相邻节点数量。
[0013]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：包括，
[0014]d(A，B)＝d(A，C)+d(C，B)
[0015]其中，d(A，B)为区域的局部中心点A到中继节点B的距离，C为区域中心点。
[0016]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法的一种优选方案，其中：包括，定义每个区域的局部中心点和中继节点间的平均节点个数为r，则距离复杂度为：O(2r/d+log N)；距离复杂度最小的路径即为最短路径；其中，N为复杂网络中的节点数量。
[0017]作为本专利技术所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索系统的一种优选方案，其中：包括，处理模块，用于对复杂网络进行预处理，简化所述复杂网络；网络划分模块，与所述处理模块，用于对简化后的复杂网络进行区域划分，并用于求解区域的局部中心点；路径求解模块，与所述网络划分模块连接，用于根据所述局部中心点建立中继节点表，计算区域的局部中心点到各个中继节点的距离，并结合复杂度获得最短路径。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术能够适应包含大量节点的复杂网络，抗干扰能力强，能够准确搜索复杂网络的最短路径。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0020]图1为本专利技术第二个实施例所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。
[0022]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0024]本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件
结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0025]同时在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]本专利技术中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供了一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，包括：
[0029]S1：利用处理模块100对复杂网络进行预处理，简化复杂网络。
[0030](1)删除复杂网络中度为1的叶子节点；
[0031](2)增加n条连边，并判断连边是否连接两个相邻区域，若是，则将该连边对应的两个节点设为中继节点，否则，则删除这两个节点；
[0032]较佳的是，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，其特征在于：包括，利用处理模块(100)对复杂网络进行预处理，简化所述复杂网络；通过网络划分模块(200)对简化后的复杂网络进行区域划分，并求解区域的局部中心点；路径求解模块(300)根据所述局部中心点建立中继节点表，计算区域的局部中心点到各个中继节点的距离，并结合距离复杂度获得最短路径。2.如权利要求1所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，其特征在于：预处理包括，删除复杂网络中度为1的叶子节点；增加n条连边，并判断连边是否连接两个相邻区域，若是，则将该连边对应的两个节点设为中继节点，否则，则删除这两个节点。3.如权利要求2所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，其特征在于：包括，计算简化后的复杂网络的局部中心点集合；根据所述局部中心点集合遍历简化后的复杂网络，计算每个节点到中心点的距离，根据距离将简化后的复杂网络划分为m个区域。4.如权利要求3所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，其特征在于：包括，计算简化后的复杂网络中各节点的度和聚集系数；根据各节点的度和聚集系数计算节点的局部中心度量值，并据此设定选择比例，获得所述局部中心点集合。5.如权利要求3或4所述的基于复杂网络理论的最短路径搜索方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹勇，刘雪冬，娄平，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：