網路重要節點及鏈路挖掘方法研究

《網路重要節點及鏈路挖掘方法研究》是依託杭州師範大學，由呂琳媛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：網路重要節點及鏈路挖掘方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：呂琳媛
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

複雜網路是交叉科學研究的重大熱點，其中如何挖掘網路中的重要節點和鏈路受到越來越廣泛的關注。這方面的研究不僅能夠在微觀層面上更加細緻的剖析網路的結構特徵，而且能夠作為研究和分析網路動力學的輔助工具。同時，重要節點和鏈路的挖掘還能夠產生直接的社會經濟價值。本項目擬將統計物理的思路、理論和方法引入來解決節點和鏈路挖掘的問題，並利用相關結果分析網路動力學，實現從理論、算法、套用三個層面全方位推動相關研究。本項目將利用網路結構信息設計快速有效的重要節點/鏈路挖掘方法，針對不同的網路形式和排序目標討論不同算法挖掘出的節點/鏈路對網路特定結構和功能的影響。特別關注多層網路上關鍵節點/鏈路的挖掘，區分鏈路的不同角色的方法，以及利用功能表征挖掘重要節點的反問題。本項目擬利用現有網際網路和手機運營平台，設計和實現真實實驗，獲取無控制的真實行為數據，進行實驗分析，檢驗和豐富理論研究的結果，並指導套用開發。

結題摘要

近年來，網路科學研究的熱點逐漸從發現不同網路在巨觀上的普適規律（小世界、無標度等）轉變為著眼於從介觀（社團結構、層級）和微觀層面（節點、鏈路）去解釋不同網路所具有的不同特徵。節點和鏈路作為網路組成的最小單元對網路的結構和功能起到重要影響。特別是針對網路重要節點和鏈路的挖掘方法研究不僅能夠在微觀層面上更加細緻的剖析網路的結構特徵，還能夠作為研究和分析網路動力學的輔助工具。本項目力圖通過節點和鏈路重要性挖掘的深入研究解剖網路微觀組織並籍此對網路巨觀結構和巨觀功能進行分析。本項目借鑑統計物理理論和方法解決節點和鏈路挖掘的問題，並利用相關結果分析網路動力學。代表成果：（1）首次揭示度中心性，H-指數和核數的內在聯繫，提出有效挖掘網路中高影響力節點的新算法，解決大規模演化網路的重要節點識別難題[Nature Communications 7:106168, 2016]；（2）首次提出網路鏈路可預測性的概念，並利用矩陣微擾理論給出定量化的刻畫指標[PNAS 112(8):2325,2015]。 本項目順利完成預期目標：發表學術論文16篇，其中SCI論文12篇，EI論文4篇，發表期刊包括PNAS，Nature Communications，New Journal of Physics等。論文總引用152次，其中SCI引用66次，另有4篇在審。出版學術專著《鏈路預測》獲得第四屆中國大學出版社圖書獎一等獎。在《科學通報》發表論文《網路重要節點排序方法綜述》。申請發明專利6項。參與國內外學術會議20人次，其中邀請報告11次。培養博士研究生2名，碩士研究生4名。舉辦國內外學術會議和研討會3次，總人數超過1500人，包括第九屆全國複雜網路大會（＞600），首屆阿里巴巴複雜科學論壇（＞700）和第十屆網路科學論壇青年論壇（＞200）。邀請國內外專家訪問交流6人次。此外，建立學術交流網站（www.linkprediction.org），提供免費數據和相關資源。 本項目不僅具有重要的理論研究意義，還具有直接的社會經濟價值，部分成果已套用於電子商務服務、運營商流量管理、App和遊戲推送等實際系統中。例如，本項目利用手機運營平台開發的簡訊高轉發用戶識別系統幫助運營商識別高轉發率用戶，提高簡訊收入；套用網路重要節點識別技術開發的基於社交網路的達人行銷系統幫助淘寶中小賣家低成本引流。