一种网络异质多维标度方法技术

一种网络异质多维标度方法，包括如下步骤：步骤1：利用网络节点度值给出网络节点特性向量；步骤2：在网络不等式约束下，结合网络异质最短距离的定义和网络节点特性向量计算节点间相似度矩阵；步骤3：利用该异质距离矩阵和网络节点特性向量定义距离矩阵，其中的距离满足三角不等式；步骤4：基于获得的距离矩阵；步骤5：由各节点在欧氏空间中的坐标计算节点间嵌入异质距离，获得嵌入异质距离矩阵；步骤6：选择与原始网络相同连边数量的排序靠前的节点对，并对它们进行连接，从而构建嵌入网络，该嵌入网络与原始网络具有相同数量的连边，比较两个网络并计算嵌入误差。本发明专利技术全面考虑了广义网络距离和异质网络中节点特性的差异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据挖掘和复杂网络分析领域，特别是针对网络的多维标度方法。
技术介绍
由于网络(或图)能够方便地描述不同个体之间的相互作用关系，近十年来它被越来越多地运用到系统科学中用于描述不同领域的复杂系统，例如生命科学中的蛋白质网络(参照文献 M. Vidal, Μ. E. Cusickj and A. -L. Barabasij InteractomeNetworks and Human Disease, Cell 144，986 (2011)，即 M. Vidal，Μ. E. Cusick，and A.-LBarabasi,相互作用网络与人类疾病，《细胞》，144，986 (2011))，脑纤维网络(参照文献 P. E. Vertesj A. F. Alexander-Blochj N. Gogtay, J. N. Gieddj J. L. Rapoportj andE. T.Bullmorej Simple Models of Human Brain Functional Networks, Proc. Natl.Acad. Sci. USA 109，5868 (2012)，即 P. E. Vertesj A. F. Alexander-Blochj N. Gogtay·,J. N. Gieddj J. L. Rapoportj and E. T. Bullmore，一种人类大脑功能网络的简单模型，《美国科学院院刊》，109,5868(2012))和生态网络(参照文献 J. Bascompte, Structureand Dynamics of Ecological Networks, Science 329,765(2010)，艮P J. Bascompte，生态网络的结构及其动力学，《科学》，329，765(2010))，地理科学中的公路网络(参照文献 S. Lammer5 B. Gehlsenj andD. Helbingj Scaling Laws in the Spatial Structureof Urban Road Networks, Physica A363，89 (2006)，即 S. Lammer5 B. Gehlsenj andD.Helbing，城市道路网络的空间结构的标准律，《物理一》363，89 (2006))和空间邻接网络(参照文献 Q. Xuan and Τ· -J. Wuj Country Neighborhood Network onTerritory and its Geometrical Model, Phys. Rev. E 79，046106 (2009)，即宣琉，吴铁军，国家领土邻国网络及其几何模型，Phys.Rev.E 79，046106 (2009))，化学中的反应扩散网络(参照文献 Q. Xuanj F. Duj H. Dong, L. Yuj and G. Chen, Structural Control ofReaction-DiffusionNetworkj Phys. Rev. E 84，036101 (2011)，即宣琉，杜方，董辉，俞立，陈关荣，反应扩散网络的结构控制，Phys. Rev. E 84，036101 (2011))，电脑科学中的因特网和万维网(参照文献 D. Lusseauj The Emergent Properties of a DolphinSocial Network, Proc. R. Soc. Lond. B 270，S186 (2003)，即 D. Lusseauj 一种关于海豚社会网络的新特性，Proc.R. Soc.Lond.B 270，S186 (2003))，以及社会科学中的各种社会网络(参照文献 R. Pastor-Satorrasj A. Vazquez, and A. Vespignanij Dynamicaland Correlation properties of the Internet,Phys. Rev. Lett. 87, 258701 (2001),即 R. Pastor-Satorrasj A. Vazquez, and A. Vespignanij 互联网的动态相关性质，Phys.Rev. Lett. 87，258701 (2001))等等。此外，网络作为一种离散空间，对于研究物质与信息流(参照文献 P. S. Dodds, Optimal Form of Branching Supply and CollectionNetworks, Phys. Rev. Lett. 104，048702 (2010)，即 P. S. Dodds, 一种分支供应与收集网络的最佳形式，Phys. Rev. Lett. 104，048702(2010))，反应扩散，同步一致性(参照文献 W. YujG. Chen, and J. Lu,On Pinning Synchronization of Complex DynamicalNetworks, Automatica 45，429 (2009),即 W. Yu, G. Chen, and J. Li!,复杂动态网络的同步一致性，Automatica 45，429 (2009))等各个方面的动力学特性,均是良好的载体。另一方面，虽然通常认为于19世纪提出的舍去平行公设的非欧几何更适合用来建立现代物理理论如相对论(参照文献 J. Gray, Ideas of Space:Euclidean, Non-EucIidean, and Relativistic, 2nd ed. (Clarendon Press, 1989),即 J. Gray,《思想空间欧氏几何，非欧几何与相对论》，第二版.(Clarendon出版社，1989))，但不可否认，迄今为止，许多科学的基础仍然是欧氏几何n维欧氏空间Rn中的每个点由一个η维实数向量唯一确定，而任意两点之间的关系通常由它们之间的欧氏距离来表示。事实上，更广义而言，离散的网络空间和连续的欧氏空间只是对距离有着不同定义的度量空间(参照文献 V. Bryant, etric Spaces:Iterationand Application(Cambridge UniversityPress, 1985)，即V. Bryant, ((etric空间:迭代与应用》，(剑桥大学出版社，1985)),比如，网络空间中两个节点之间的网络距离通常定义为它们之间任意路径的最小连接数(参照文献 Q. Xuan, Y. Li, and T. -J. ffu, A Local-World Network Model Based on Inter-NodeCorrelation Degree, Physica A 378，561 (2007),即 Q. Xuan, Y. Li, and T. -J. ffu, 一种基于节点间关联度的局部世界网络模型，《物理一》378，561 (2007))，而欧氏空间中两点之间的欧氏距离则通常定义为连接它们的线段长度，这些距离通常需要满足一定的限制，比如众所周知的三角不等式限制等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络异质多维标度方法，其特征在于：所述标度方法包括如下步骤：步骤1：将目标网络通过一个邻接矩阵来表示，利用网络节点度值给出网络节点特性向量；步骤2：利用邻接矩阵和网络节点特性向量定义网络异质最短距离，在网络不等式约束下，结合网络异质最短距离的定义和网络节点特性向量计算节点间相似度矩阵；步骤3：通过相似度矩阵计算异质距离矩阵，利用该异质距离矩阵和网络节点特性向量定义距离矩阵，其中的距离满足三角不等式；步骤4：基于获得的距离矩阵，利用传统的MDS方法获得网络所有节点在某一维度欧氏空间中的坐标；步骤5：由各节点在欧氏空间中的坐标计算节点间嵌入异质距离，获得嵌入异质距离矩阵；步骤6：将所有节点对根据它们的嵌入异质距离进行从小到大排序，选择与原始网络相同连边数量的排序靠前的节点对，并对它们进行连接，从而构建嵌入网络，该嵌入网络与原始网络具有相同数量的连边，比较两个网络并计算嵌入误差。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宣琦，马晓迪，董辉，张哲，俞立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：