Communicability Graph and Community Structures in Complex Networks
我们使用网络可通信性的概念（Phys.Rev.E77（2008）036111）来定义复杂网络中的社区。社区被定义为一个可通信图的团，它具有与复杂网络相同的节点集和由可通信函数确定的链路。然后将网络社区的寻找问题转化为可通图的全团问题。我们讨论了该算法的社区发现的效率。此外，我们在这里扩展的概念的可通信性占的强度的节点之间的相互作用，通过使用网络的逆温度的概念。最后，我们开发了一个算法来管理复杂网络中社区之间的不同程度的重叠。然后，我们分析了美国的机场网络，我们成功地检测到两个大社区的东部机场和西部/中部机场，以及两个桥接的中央社区。与此形成鲜明对比的是，一个著名的算法将除两个机场外的所有大陆机场归为一个社区。
2009-05-26 cond-mat.stat-mech cs.CY physics.soc-ph
Communicability Betweenness in Complex Networks
介数度量提供了定量工具，可以从大型复杂网络中的大量交互数据中挑选出精细的细节。它们使我们能够研究当信息在网络中传递时，节点参与的程度。具有高介数的节点可以被视为具有高度活跃角色的关键参与者。在一个极端，介数已经通过考虑仅通过节点对之间的最短路径传递的信息来定义。在另一个极端，通过考虑任何长度的所有可能的行走，定义了另一种类型的介数。在这项工作中，我们提出了一个介于这两个对立的观点。我们允许信息通过所有可能的路径，但引入了缩放，以便更长的步行具有较低的重要性。这个新的定义与Estrada和Hatano（Phys.Rev.E77（2008）036111）提出的网络中节点对的可通信性的原理相似。在定义了这个新的可通信介数测度之后，我们证明了它可以用邻接矩阵的指数来刻画。我们还表明，这一措施是密切相关的矩阵指数的Frechet导数。这使我们可以得出结论，它也描述了网络的敏感性时，一个给定的节点的边缘受到无穷小的扰动。使用说明性的合成和现实生活中的网络，我们表明，新的介数测度的行为与现有版本不同，特别是我们表明，它恢复有意义的生物信息从蛋白质-蛋白质相互作用网络。
2009-05-26 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Updating and downdating techniques for optimizing network communicability
University of Insubria（因苏布里亚大学）；Emory University（埃默里大学）
本文提出通过添加、删除或重置边来优化网络通信性，引入新的边中心度指标以指导边的选择，实验表明通信性是衡量稀疏网络连接性的重要指标。
2015-08-20 cs.NA cs.SI math.NA
The Physics of Communicability in Complex Networks
复杂网络研究中的一个基本问题是提供系统不同部分之间的相关性和信息流的定量度量。为此，近年来已经引入了几个可通信性的概念，并应用于各种现实世界的网络。本文综述了几种这样的可通信性函数。需要强调的是，网络中的通信和相关性可以通过比最短路径多得多的路由来进行，这一事实在先前提出的相关性度量中可能没有得到充分的理解。与此相反，本文中审查的可通信性措施的定义考虑到两个节点之间的所有可能的路线，分配较小的权重较长的。这种观点自然导致了可通信性的定义，如指数函数、预解函数和双曲函数，其中矩阵自变量是邻接矩阵或与网络相关的图拉普拉斯算子。通过将网络建模为振荡器系统，并对各种可通信性函数进行经典和量子力学的物理解释，可以获得对可通信性的相当深入的了解。在各种生物、物理和社交网络上说明了可通信性度量在复杂系统分析中的应用。本文的最后一部分是专门审查的概念，在复杂网络的局部性和计算方面，利用稀疏性可以大大减少计算工作量的大型网络的通信功能。
2011-09-13 cond-mat.stat-mech cs.SI math-ph
Gendered Networks and Communicability in Medieval Historical Narratives
从中世纪开始，妇女的一个典型代表是和平编织者的角色，也就是说，妇女被期望在交战的男人之间“编织”和平。关于这一主题的学术研究的基本假设是，女性调解减少了男性暴力。然而，这一立场值得怀疑，因为这可能是基于性别的和平与外交模式的结果，这种模式将妇女的作用降格为男子之间的沟通渠道。通过分析复杂网络中某些节点的可沟通性和相关性的概念，我们展示了我们的来源如何为女性提供更复杂和细致入微的社会角色。作为一个案例研究，我们考虑一个历史的叙述，即比德的“英国人的教会史”，这是一个英国的历史，从公元1世纪到公元8世纪，是非常受欢迎的整个欧洲在中世纪。
2020-02-04 physics.soc-ph
Separating temporal and topological effects in walk-based network centrality
最近引入的动态可通信性的概念是一个有价值的工具，在时间网络中的节点的重要性排名。两个指标，广播得分和接收得分，被引入到衡量一个节点的中心性相对于一个模型的传染基于时间尊重散步。本文探讨了时间和结构因素影响这些指标，考虑一个通用的随机时间网络模型。我们分析得出公式，以准确地预测预期的广播和接收分数时，一个或多个列的时间边列表被打乱。然后将这些方法应用于两个公开的数据集，我们量化了每个人的中心性取决于结构或时间的影响。从我们的分析中，我们突出了两个实际的贡献：一种方法来控制时间变化时，计算动态可通信性，以及广播和接收分数的结论，可以在一定范围内的情况下，被取代的加权邻接矩阵的矩阵指数的行和列的总和的数据。
2016-09-28 cs.SI physics.soc-ph
Node seniority ranking
图论的最新进展表明，仅使用图拓扑来识别网络中最老的节点是可能的。在这里，我们报告的应用程序异构现实世界的网络。为此，为了获得新的见解，我们提出了埃斯特拉达沟通性的理论框架。我们将其应用到两个技术网络（一个地下网络，一个局域网中的软件蠕虫的扩散）和第三个网络代表霍乱爆发。尽管在其图的邻接矩阵中引入了错误，但最老节点的识别是可行的，在很小的误差范围内，并且非常简单。应用包括搜索最初的疾病传播者（零号病人问题）、社交网络中的谣言、计算机网络中的恶意软件、停电中的触发事件、最古老的城市站点识别。
2014-02-25 cs.SI physics.soc-ph
Communication Melting in Graphs and Complex Networks
复杂网络是许多复杂系统中相互作用的代表图。通常，这些交互是系统单元之间的通信/扩散通道的抽象。真实的复杂网络，例如交通网络，揭示了由系统的动态应力控制的不同操作阶段。在这里，我们将展示如何，可通信性，拓扑描述符，揭示了这些扩散路径的网络功能的效率，可以用来揭示上述的过渡。通过考虑在给定的温度（应力）的图形/网络中的节点和边缘的振动模型，我们表明，通信功能起着谐振子网络的热格林函数的作用。之后，我们分析证明了存在一个普遍的相变的通信结构的简单图。这种转变类似于固体中发生的熔化过程。例如，类似于晶体的规则样图在较低温度下熔化，并且比类似于非晶态固体的随机空间图在连接到断开结构之间显示出更尖锐的过渡。最后，我们研究计算这个图熔化过程中的一些现实世界的网络和观察到的速度熔化的图形的变化，无论是作为一个指数或作为幂律与逆温度。在局部水平上，我们发现节点熔化的主要驱动因素是对应节点的特征向量中心性，特别是当逆温度的临界值接近零时。这些普遍的结果揭示了网络上的许多动态扩散过程，这些过程表现为交通堵塞，通信丢失或故障级联。
2018-02-21 math.CO nlin.PS physics.soc-ph
Machine Learning Analysis of Complex Networks in Hyperspherical Space
复杂网络是一个复杂系统的关系拓扑结构的浓缩表示。这种网络存在的一个主要原因是通过这些复杂系统的实体进行项目传输。在这里，我们考虑一个可通信性函数，该函数说明了物品在网络上流动的路线。这样一个函数将网络自然地嵌入到一个欧氏高维球面中。我们使用这种嵌入的几何参数之一，即超球面中节点位置向量之间的角度，从网络中提取结构信息。这些信息是通过使用机器学习技术提取的，例如非度量多维缩放和K均值聚类算法。第一个允许我们将可通信性超球体的维度减少到允许网络可视化的三维。第二个允许集群的网络节点的基础上，他们的相似之处，他们的能力，成功地通过网络传递信息。在基准网络中测试这些方法并将其与网络中最常用的聚类方法进行比较后，我们分析了两个真实世界的例子。在第一个，由一个引用网络，我们发现引用组，反映了他们的出版物中使用的数学水平。在第二部分中，我们发现了共同参与人类疾病的基因组，报告了一些共同参与癌症和其他疾病的基因。这两个例子都强调了当前方法在发现关系数据新模式方面的潜力。
2018-04-16 physics.soc-ph
Finding the right scale of a network: Efficient identification of causal emergence through spectral clustering
所有网络都可以在多个尺度上进行分析。更高规模的网络由宏节点组成：子图被分组为单个节点。在更高的尺度上重铸网络可以产生有用的效果，例如减少随机游走者在网络中移动的不确定性，同时也减少了网络的大小。然而，找到这样一个宏尺度表示的任务在计算上是困难的，因为网络的所有可能尺度的集合随着节点的数量呈指数增长。在这里，我们比较了各种方法，找到最丰富的规模的偏好连接网络，发现一个基于频谱分析的方法优于贪婪和梯度下降为基础的方法。然后，我们使用这个过程来展示这些网络的几个结构特性如何在不同尺度上变化。我们描述了如何中观和宏观尺度的网络表示可以有显着的好处，在其基础上的微尺度上的信息传输，其中包括属性，如增加确定性，减少退化，熵率较低的随机游走在网络上，增加全球网络效率，和更高的值为各种中心的措施比微尺度。
2022-02-16 cs.SI physics.soc-ph
Diffusion in Colocation Contact Networks: the Impact of Nodal Spatiotemporal Dynamics
时间接触网络的研究是为了理解动态传播现象，如传染病或信息传播。为了确定节点的时空动态如何影响托管联系网络中的传播潜力，我们提出了“诱导洗牌”空模型，该模型打破了时间，位置和节点之间的一个或多个相关性。通过重新配置每个节点在网络中出现的时间和/或位置，这些模型诱导出替代的托管事件集合，从而产生具有不同传播潜力的接触网络。这使得关于节点时空偏好的相关性如何不仅导致给定的接触网络，而且最终影响网络的传播潜力的二阶因果推理成为可能。我们发现，节点和时间之间的相关性是传播的最大障碍，而时间和位置之间的相关性对传播有轻微的催化作用。在每一个零模型下，我们都测量了接触人数和感染率随时间的变化，令人惊讶的是，两者之间没有直接的因果关系。
2015-12-08 cs.SI physics.soc-ph
Multi-scale Laplacian community detection in heterogeneous networks
该研究利用 LRG 与节点间可传播性分析异构复杂网络的信息扩散，提出无需零模型假设的多尺度最优社区划分框架，并发现承担跨区域通信作用的亚稳态节点。
2024-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Laplacian paths in complex networks: information core emerges from entropic transitions
复杂网络通常表现出丰富的架构，组织在多个相互交织的尺度上。信息通路预计将遍布这些规模反映结构的见解，是不明显的网络拓扑结构的分析。此外，小世界效应与不同的网络层次结构相关，使共存的介观结构和功能核心的识别变得复杂。我们提出了一个基于信息扩散的复杂网络中有效信息路径的可沟通性分析，以进一步阐明这些问题。我们采用了各种全新的理论技术，允许：（i）带来的理论框架，以量化节点之间的信息扩散的概率，（ii）确定关键的规模和结构的复杂网络，无论其内在属性，和（iii）证明其动态相关性的同步现象。通过结合这些想法，我们证明了复杂网络上的信息流如何分解不同的分辨率尺度。使用计算技术，我们专注于熵转换，揭示一个通用的中尺度对象，信息核心，并控制复杂网络中的信息处理。总之，这项研究揭示了许多新的理论技术铺平了道路，引入未来的重整化群方法的基础上扩散距离。
2022-07-13 cond-mat.dis-nn nlin.AO physics.soc-ph
