有向加权网络中的改进度中心性

发布时间：2024-03-30 00:46

　　节点重要性度量是复杂网络领域的一个重要研究内容,研究者提出了许多中心性度量方法来恒量网络中节点的重要程度,但传统度中心性的定义并没有考虑网络中连边的方向和加权特性,导致其不能有效衡量有向加权网络中节点的重要程度。考虑有向加权网络的特点,提出一种改进的度中心性计算方法——JP-Degree中心性。改进的度中心性综合考虑相邻节点个数、连边的权重以及连边的方向等三个方面的因素得出节点最终的度中心性,能够较为全面地反映三个因素对节点重要性的影响,同时有效避免了单一方向强度过大而导致的节点中心性值很高的情况。在2个真实的社交网络数据上进行实验,结果表明,提出的JP-Degree中心性在衡量节点的连通能力和免疫能力方面有着明显好于传统度中心性的效果。

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【部分图文】：

图1相邻节点个数不同但相邻边权重之和相等的节点对比

其中：si为与节点i相连接的边的权重之和，ki为i的相邻节点的个数。在相邻节点个数相同的情况下，相邻边的权重之和越大，节点强度越大。在相邻边权重之和相同的情况下：当0<α<1时，相邻节点数越多的节点强度越大；当α>1时，相邻节点数越少的节点强度越大。式（2）同样适用于无权网络，在....

图2边的方向性对度相同节点重要性的影响示意图

图2所示的网络中的节点A、B、C具有相同的总度值1.0，但是节点A的相邻节点全部为出度节点，节点B的相邻节点全部为入度节点，节点C有一个入度节点和两个出度节点。如果初始感染节点不为A，则A将无法被感染，从而也无法感染其相邻节点；如果初始感染节点为B，则B无法感染任何节点，即使B被....

图4各中心性TopN节点的免疫效果对比

由图4可以看出，在无向无权与无向加权网络中，当α<1时，JP-Degree的TopN节点的免疫效果明显好于其他中心性。在有向无权网络与有向加权网络中，α取不同值时，JP-Degree的TopN节点的免疫效果都明显好于其他中心性。这意味着对JP-Degree排序出的TopN节....

图3各中心性TopN节点的连通性对比

由图3可看出，除了Betweenness中心性，本文提出的JP-Degree中心性的TopN节点对网络连通性的影响的在有向加权网络和有向无权网络中都明显大于其他中心性，且调整α取不同值时可以显著改善效果。Betweenness效果和JP-Degree差不多，但Betweenne....

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