Community Structure and Topical Differentiation in European RTD Collaborations
我们调查欧盟研究和技术开发框架计划(FP)下的研究和开发合作。FP中的合作产生了双边网络,在项目和参与其中的组织之间存在边缘。一个版本的模块化措施,适应二分网络,提出。社区被发现,以最大限度地提高二分模块化。由此产生的社区的项目被证明是局部分化。
2010-03-31 physics.soc-ph
Quantitative Function and Algorithm for Community Detection in Bipartite Networks
复杂网络中的社区发现是一个备受关注的研究课题。二分网络是一种特殊类型的复杂网络,其中节点被分解为两个不相交的集合,只有两个集合之间的节点可以连接。二分网络代表了许多现实世界系统中不同的相互作用模式,如捕食者-猎物网络,植物-传粉者网络和药物-靶标网络。在过去的十年里,单部网络中的社区发现已经得到了广泛的研究,而二部网络中的模块或社区的识别仍然处于早期阶段。提出了几个定量功能的质量评估二分网络部门的基础上空模型,并有不同的分辨率限制。本文提出了一种新的二部网络中社区发现的量化函数,并证明了该量化函数优于广泛使用的Barber二部模块度等函数。基于新的量化函数,将二部网络社区发现问题转化为一个整数规划模型。通过最大化数量函数,可以将二分网络划分为合理的重叠社区。我们进一步开发了一个启发式和自适应标签传播算法(BiLPA),以优化大规模二分网络中的定量功能。BiLPA不需要任何关于网络中社区数量的先验知识。我们将BiLPA应用于人工网络和真实网络,并证明该方法可以成功地识别二分网络的社区结构。
2015-03-31 cs.SI physics.soc-ph
Resilience of Networks Formed of Interdependent Modular Networks
许多基础设施网络具有模块化结构,而且相互依存。虽然有大量研究探讨了相互依赖网络的弹性,但没有分析模块化的影响。在这里,我们开发了一个理论框架,相互依赖的模块化网络的攻击,并支持我们的模拟结果。我们关注的情况下,每个网络有相同数量的社区和依赖关系的链接被限制在不同的网络社区对之间。这对于跨城市的基础设施来说是非常现实的。每个城市都有自己的基础设施,不同的基础设施在城市中相互依赖。然而,每个基础设施都是在城市内部和城市之间连接的。例如,电网将连接许多城市,通信网络也将连接许多城市,但相互依赖的发电站和通信塔可能位于同一个城市。它已被证明,单一的网络是非常容易受到失败的互联节点(社区之间)Shai等人。这些节点上的攻击是更严重的比攻击的基础上的介数达库尼亚等人。在我们的例子中,这些节点有很长的距离链接,更容易失败。对于树状和环状相互依赖的模块网络,我们发现不同的制度取决于模块的数量,$m$。(i)在具有强内连通的模块较少的情况下,系统首先在突然的一级转变中分离成模块,然后每个模块经历第二次渗流转变。(ii)当有更多的模块与它们之间的许多互连,系统经历一个单一的过渡。总的来说,我们发现,模块化结构可以影响相互依赖网络中观察到的过渡类型,并应在尝试使相互依赖网络更具弹性时加以考虑。
2015-08-06 cs.SI physics.soc-ph
MODULAR: Software for the Autonomous Computation of Modularity in Large Network Sets
生态系统可以被看作是个体、物种或栖息地斑块之间相互作用的网络。许多生态网络的一个关键特征是它们被组织成模块,这些模块是元素的子集,这些元素之间的联系比网络中其他元素之间的联系更紧密。我们引入MODULAR来执行快速和自主的计算模块化的网络集。MODULAR读取一组具有矩阵或边列表的文件,这些矩阵或边列表表示单部或二部网络,并使用先前在生态网络研究中使用的两种不同的模块性度量来识别模块。为了找到最大化模块化的网络分区,该软件为用户提供了五种优化方法。我们还包括两个最常见的零模型,用于生态网络的研究,以验证如何通过最大化每个度量发现的模块性不同于理论基准。
2013-04-09 cs.SI physics.soc-ph q-bio.QM
Resilience of modular complex networks
复杂网络通常具有模块化结构,其中许多紧密连接的节点(模块)组具有相对较少的互连。模块化已被证明对生物网络的演变和稳定、大规模基础设施的可扩展性和效率以及经济和社会系统的发展具有重要影响。一个分析框架来理解模块化及其对网络脆弱性的影响仍然是缺失的。然而,通过对多层网络理解的最新进展,现在有可能开发一个理论框架来系统地研究这个关键问题。在这里,我们研究,分析和数值,模块化网络的弹性下的攻击互联节点,表现出高介值,往往更容易失败。我们的模型为现实世界系统中结构与功能之间的反馈提供了新的理解,因此具有重要的意义,如开发有效的免疫策略,设计强大的大规模基础设施和理解大脑功能。
2014-04-18 cs.SI physics.soc-ph
Module identification in bipartite and directed networks
模块性是现实世界中复杂网络最重要的特性之一。在这里,我们解决了两个重要的网络类:二分网络和定向unipartite网络的模块识别问题。二分网络中的节点被分成两个不重叠的集合,并且链路必须有来自每个集合的一个端节点。有向单部网络只有一种类型的节点,但链接有起点和终点。我们表明,有向单部网络可以方便地表示为二部网络的模块识别的目的。我们报告了一种新的方法,特别适合于模块检测二分网络,并定义了一组随机网络,使我们能够验证新的方法。
2007-09-07 physics.bio-ph physics.data-an physics.soc-ph
Bi-clique Communities
我们提出了一种新的方法来检测社区的二分网络。基于扩展的$k$ -集团社区检测算法,我们演示了如何在二分网络的模块化结构呈现为重叠bicliques本身。如果二分信息可用,则二团社区检测算法保留了$k$ -团算法的所有优点,但避免在执行网络的单模式投影时丢弃重要的结构信息。此外,双团社区检测算法通过为二分网络中的每个非重叠节点集合合并独立的团阈值来提供新的灵活性水平。
2008-07-07 physics.data-an physics.soc-ph
Conflicting attachment and the growth of bipartite networks
人们提出了简单的生长机制来解释看似普遍的网络结构的出现。被广泛研究的偏好连接模型假设新节点更有可能连接到高度连接的节点。偏好连接解释了复杂网络中无标度分布的出现。然而,它与许多网络系统不兼容,特别是两种不同类型的代理交互的二分系统。例如,在宿主-寄生物系统中添加新的链接对应于寄生物对宿主的感染。增加连接性对寄生虫有利,对宿主有害。因此,整个网络连接受到相互冲突的压力。在这里,我们提出了一个随机网络增长模型的冲突附件,灵感来自一种特殊的寄生虫-宿主的相互作用:病毒与微生物宿主的相互作用。网络增长的机制包括对网络密度的冲突偏好以及根据这些偏好修改网络连接所涉及的成本。我们发现,由此产生的网络表现出现实的模式,通常观察到的经验数据,包括出现嵌套,模块化,嵌套模块化结构,表现出这两个属性。我们研究了利益冲突在塑造网络结构中的作用,并评估了将更现实的增长过程与由对抗和互利互动所支配的系统中的模式联系起来的机会。
2016-01-26 physics.soc-ph q-bio.PE
BiMAT: a MATLAB(R) package to facilitate the analysis and visualization of bipartite networks
近年来,对二分生态网络结构的统计分析变得越来越重要。然而,用于分析网络结构的算法和软件包都集中在单部网络的性质上。作为回应,我们描述了BiMAT,一个面向对象的MATLAB包的结构的研究二分生态网络。BiMAT可以分析网络的结构,包括模块化和嵌套等特征,使用广泛采用的算法。BiMAT还包括各种空模型,用于评估网络属性的统计显著性。BiMAT能够对结构进行多尺度分析-这是许多生物网络的潜在(和未被研究的)特征。最后,BiMAT依赖于MATLAB的图形功能,以矩阵或图形布局表示的方式实现二分网络统计结构的可视化。BiMAT是一个开源软件包,可以在http://ecotheory.biology.gatech.edu/cflores上找到。
2014-07-17 physics.soc-ph q-bio.QM
Disentangling bipartite and core-periphery structure in financial networks
越来越多的系统被表示为网络,其结构传递重要信息并决定其许多属性。网络架构的示例包括模块化、二分和核心-外围结构。然而,推断网络结构是一项重要的任务,有时可能取决于所选择的空模型。在这里,我们提出了一种方法,用于分类网络结构和排名的节点在统计上良好的接地方式。该方法是基于使用的信念传播学习通过熵最大化的随机块模型(SBM)和度校正的随机块模型(dcSBM)。作为一个具体的应用程序,我们展示了如何结合使用的两个合奏-SBM和dcSBM-允许解开的情况下,电子MID银行间网络的二分和核心外围结构。具体来说,我们发现,考虑到程度,这个银行间网络是更好地描述了一个二分结构,而使用SBM的核心-外围结构出现时,数据聚合超过一个星期。
2015-11-25 physics.data-an physics.soc-ph q-fin.GN
Cascading failures in anisotropic interdependent networks of spatial modular structures
由于嵌入空间的限制,现实世界中的多层基础设施系统的结构通常表现出各向异性。例如,山脉、河流和海岸等地理特征影响着关键基础设施网络的架构。此外,这种空间网络往往是非同质的,而是具有模块化结构,社区内的连接密集,相邻社区之间的连接稀疏。当不同层的网络相互依赖时,局部故障和攻击可能会在整个系统中传播。在这里,我们研究的鲁棒性的空间相互依存网络,这是各向异性和异构。我们还评估了具有不同几何形状的本地化攻击的效果。我们发现,各向异性网络更强大的本地化攻击和各向异性攻击,令人惊讶的是,即使在各向同性结构,比各向同性攻击更有效。
2021-06-26 physics.app-ph physics.soc-ph
Reconstructing mesoscale network structures
当面对复杂的中尺度网络结构时,通常认为必须采用编码节点的模块化组织的(空)模型。本文主要研究了现实世界中网络的两种中尺度组织结构,即蝴蝶结结构和核心-外围结构。我们的分析表明,约束网络度序列通常足以重现这种结构,正如AIC或BIC等模型选择标准所证实的那样。作为一个副产品,我们的论文丰富了分析二分网络的工具箱-仍然远未完成。事实上,上述结构将网络划分为以二进制有向连接为特征的非对称块,因此需要将最近提出的方法扩展到有向情况下随机化无向二分网络。
2018-12-23 physics.data-an physics.soc-ph
Distance Distribution in Extreme Modular Networks
模块性是现实世界中大规模复杂网络的一个重要组织原则。许多现实世界的网络呈现出模块化结构,例如交通基础设施、通信网络和社交媒体。在这样的网络中,拥有随机节点对之间的最短路径长度分布(DSPL)的知识对于理解许多过程(包括扩散或流动)非常重要。在这里,我们提供的分析方法,这是在一个极端的模块化结构的大规模网络的模拟很好的协议。极端模块化是指两个模块或社区可以通过最多一个链接连接起来。由于网络的模块化结构,我们得到了一个分布,显示了许多峰值,代表了一个典型的最短路径通过的模块数量。我们目前的理论和结果的情况下,互联链接的加权,以及互联链接的情况下,随机分布在社区中的节点或仅限于一组特定的节点。
2020-01-26 physics.data-an physics.soc-ph
Optimization of robustness based on reinforced nodes in a modular network
许多系统,如关键基础设施,都表现出模块化结构,模块内有许多链接,模块之间的链接很少。增加这些系统的鲁棒性的一种方法是加强每个模块中的一部分节点,使得加强的节点为它们自己以及它们附近的邻居提供额外的所需源。由于加强节点可能是一项昂贵的任务,因此加强节点的去中心化过程的效率至关重要。在我们的研究中,我们分析了一个新的模型,它结合了上述两个真正的复杂系统的特点-模块化和加强节点。使用渗流理论的工具,我们推导出了任何加强节点分区的解析解;节点之间有链接,将它们连接到其他模块(“节点间”)和节点之间只有在其模块内的连接(“节点内”)。在我们的研究结果中,我们发现,在临界渗流点($p\approx p_c$)附近的鲁棒性的分布有很大的影响。特别是,我们找到了一个分区的增强节点,产生一个最佳的鲁棒性,我们表明,最佳分区保持恒定的高平均度。
2021-07-25 physics.soc-ph
Two phase transitions in modular multiplex networks
Bar-Ilan University(巴伊兰大学);Northeastern University(东北大学);Yeshiva University(叶史瓦大学)
研究模块化多层网络中的两个相变现象,揭示其与单层网络的不同行为及临界阈值。
2026-02-10 physics.soc-ph