基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者發(fā)現(xiàn)方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)洞是現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的現(xiàn)象，伯特的結(jié)構(gòu)洞理論指出在社會(huì)結(jié)構(gòu)中占據(jù)結(jié)構(gòu)洞位置的個(gè)體或企業(yè)，可以獲得更多的職業(yè)機(jī)會(huì)或競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在信息網(wǎng)絡(luò)中，占據(jù)結(jié)構(gòu)洞位置的個(gè)體能夠從不同團(tuán)體中獲得更關(guān)鍵的信息和資源，從而影響網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播和個(gè)體間的成員關(guān)系。在社會(huì)學(xué)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)洞是非冗余聯(lián)系人之間的缺口，在不同個(gè)體或團(tuán)體間起到中介作用。個(gè)體或者團(tuán)體間的中間人可以獲得豐富的信息并控制他們的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)橋接位置的個(gè)體可以獲得豐厚的利益。結(jié)構(gòu)洞在

2、獲取網(wǎng)絡(luò)有效信息方面起著關(guān)鍵的作用，且發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并增強(qiáng)魯棒性。結(jié)構(gòu)洞理論作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析的重要方法，在不同領(lǐng)域和學(xué)科的研究中都獲得了豐富的成果。
　　已有研究表明現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)除了具有小世界和無標(biāo)度的特性外，還具有社團(tuán)結(jié)構(gòu)的特征。網(wǎng)絡(luò)中的信息從一個(gè)社團(tuán)傳播到其他社團(tuán)，跨越不同社團(tuán)可以獲得非冗余信息。結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者擁有從多個(gè)社團(tuán)獲取信息和資源的潛力，并在社團(tuán)間的信息傳播過程中起中介作用。社團(tuán)結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)洞研究具有

3、重要的意義和作用，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)洞發(fā)現(xiàn)方法主要考慮的是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)??；谏鐖F(tuán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)洞發(fā)現(xiàn)方法主要考慮結(jié)構(gòu)洞在不同團(tuán)體間信息傳播過程中的作用，而較少考慮到社團(tuán)間的中介位置和節(jié)點(diǎn)的社團(tuán)特征，如忽略節(jié)點(diǎn)連接的社團(tuán)數(shù)量和規(guī)模對(duì)節(jié)點(diǎn)跨越結(jié)構(gòu)洞的影響。
　　本文研究重點(diǎn)在于如何結(jié)合社團(tuán)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者。首先結(jié)合多粒度思想與社團(tuán)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)不同粒度下網(wǎng)絡(luò)劃分的社團(tuán)結(jié)構(gòu)也會(huì)不同，即社團(tuán)結(jié)構(gòu)具有層次化的特點(diǎn)，粗粒度下的社團(tuán)在細(xì)粒度下可能劃分為

4、多個(gè)社團(tuán)。不同粒度下網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞位置也會(huì)不同，并且影響節(jié)點(diǎn)跨越結(jié)構(gòu)洞的程度，因此結(jié)合多粒度與社團(tuán)結(jié)構(gòu)可以更加準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)不同粒度下網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者?；谶@種思想，本文提出基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的多粒度結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者發(fā)現(xiàn)方法MG_MaxD。然后通過利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜕鐖F(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)影響節(jié)點(diǎn)跨越結(jié)構(gòu)洞的因素進(jìn)行分析并提出兩個(gè)定義，即鄰居重要性和社團(tuán)影響力。通過分析發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的社團(tuán)特征可以用來衡量節(jié)點(diǎn)跨越結(jié)構(gòu)洞的程度并由此提出新的結(jié)構(gòu)洞衡量指標(biāo)。基于對(duì)結(jié)構(gòu)洞

5、占據(jù)者在網(wǎng)絡(luò)中的的橋接屬性和傳播能力分析，本文提出基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜕鐖F(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者發(fā)現(xiàn)方法NTCIS。
　　本文主要圍繞發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者進(jìn)行展開，主要工作具體如下:
　　(1)分析了常用的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者衡量指標(biāo)，如約束度、介數(shù)中心性、PageRank等方法。將結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者的發(fā)現(xiàn)方法歸納為兩類，分別從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜕鐖F(tuán)結(jié)構(gòu)兩方面來總結(jié)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)洞發(fā)現(xiàn)方法。在結(jié)構(gòu)洞的實(shí)際應(yīng)用中，探討了將結(jié)構(gòu)洞理論應(yīng)用到其他研究中。

6、r>　　(2)針對(duì)社團(tuán)結(jié)構(gòu)具有層次化特點(diǎn)，不同粒度下節(jié)點(diǎn)跨越結(jié)構(gòu)洞程度會(huì)發(fā)生變化的問題?；谝延械慕Y(jié)構(gòu)洞發(fā)現(xiàn)方法，提出在多粒度社團(tuán)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)洞發(fā)現(xiàn)方法MG_MaxD。該算法不僅考慮到了網(wǎng)絡(luò)具有社團(tuán)結(jié)構(gòu)的重要特征，而且將多粒度思想與社團(tuán)劃分結(jié)合，可以有效的發(fā)現(xiàn)在不同粒度層次下網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者。在公用和真實(shí)數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可行性，并與另一種重要方法進(jìn)行對(duì)比。最后有效的驗(yàn)證了本文提出的算法能夠發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)在不同粒度層次下跨越結(jié)構(gòu)洞

7、的程度會(huì)發(fā)生變化。
　　(3)針對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者發(fā)現(xiàn)方法大部分基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，而?duì)社團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究較少的問題。首先利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜕鐖F(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別提出兩個(gè)新的定義，即鄰居重要性和社團(tuán)影響力。并根據(jù)社團(tuán)結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)具有的社團(tuán)特征提出新的結(jié)構(gòu)洞度量指標(biāo)。最后提出基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜕鐖F(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者發(fā)現(xiàn)算法NTCIS。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NTCIS算法可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)洞占據(jù)者，并且這些節(jié)點(diǎn)橋接著更多和更大的社團(tuán)，在不同個(gè)體間發(fā)揮更重