融合數據與機制的跨尺度複雜網路建模與分析

《融合數據與機制的跨尺度複雜網路建模與分析》是依託浙江大學，由金小剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：融合數據與機制的跨尺度複雜網路建模與分析
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：金小剛
• 項目類別：面上項目

項目摘要

複雜網路是當今科學研究的前沿領域，而建立可以精確地和完全地描述真實世界網路的理論模型一直是該領域基礎且具挑戰性的課題。技術上，項目從真實世界的網路數據出發，利用譜圖理論的多尺度刻劃特性對網路進行全局社區劃分；基於社區劃分，對單個社區內進行數據挖掘，獲取社區中的局部模式；藉助於局部模式疊代生成社區的張量圖；探索社區間的耦合模式,搭建融合局部模式和社區間耦合模式的複雜網路的理論模型；將理論模型與真實網路數據進行比較，獲得對該複雜網路理論模型的有效性評價以及社區劃分和局部模式的實際解釋。理論上，項目旨在結合真實網路的局部結構統計特性和全局結構生成規則，從多尺度結構特徵融合的角度探索複雜網路的形成機制。項目如能達到預期成果，將可以有效地推進對於真實世界網路的理解，具有顯著的理論意義和實踐價值。

結題摘要

複雜網路是當今科學研究的前沿領域，而建立可以精確地描述真實世界網路的理論模型一直是該領域基礎且具挑戰性的課題。項目組針對數據與模型驅動的融合建模問題展開研究，取得的主要成果如下：（I）從真實的全球貿易網路數據出發，結合食源性疾病傳播媒介的多元性特點，挖掘真實數據中的分布特徵併疊加生成網路模型。通過定義三種層次網路多樣性指標（豐富性、相似性和均勻性），獲得了網路多樣性在相互作用和競爭並存情況下的影響，建立了跨層協作和層間傳輸的閾值之間的量化關係。採用了反應擴散傳播，對網路上的傳染病傳播進行了研究，研究結果表明：具有節點和邊權重的靈活的可變性的蔬菜貿易網路對於全球流行病而言具有不確定閾值；在全球尺度上，社區間的“滲透作用”與社區結構內的不限制傳播迅速促進社區之間邊緣的消失，導致同步擴散在整個網路；（II）考慮網路連結的不同屬性：基於影響力和相似性連線，研究了網路的連結屬性與節點活躍度以及網路演化之間的關係。研究結果表明，個體多樣性對網路穩定起到了基礎性作用；而高影響力的節點在維持和擴大這些活躍塊時起到了關鍵作用。（III）在研究網路結構與行為協同方面，提出了一個完整的框架來認識和研究政治意見的形成，研究初始觀點形成和意見容忍度差異時都很好的與政治黨派結合。 通過項目研究，深化了對於真實世界的理解、創新了網路建模理論、促進了網路演化動力學為的研究，為社會網路研究提供了框架與思路，也為社交網路中商業模式的設計與可行性驗證提供了方案。