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基于投影的二分网络链接预测

归档日期:07-20       文本归类:正二测投影      文章编辑:爱尚语录

  基于投影的二分网络链接预测_电子/电路_工程科技_专业资料。提出基于投影的二部网络链接预测算法.算法首先将二部图投影为一个单部图,在此基础上定义了潜在边的概念,使得对二分网络链接的预测仅在潜在边中进行,大大降低了预测算法的复杂度.定义了潜在边所覆盖的模式以及模式的权重,通过潜在边所覆盖的模式的权重来计算潜在边的可信度,并将其作为该潜在

  第43卷第2期 2016年2月 计算机科学 Computer Science V01.43 No.2 Feb 2016 基于投影的二分网络链接预测 高曼1陈峻1’2徐永成1 (扬州大学信息工程学院 扬州225009)1 (南京大学计算机软件新技术国家重点实验室 南京210093)2 摘要提出基于投影的二部网络链接预测算法。算法首先将二部图投影为一个单部图,在此基础上定义了潜在边 的概念,使得对二分网络链接的预测仅在潜在边中进行,大大降低了预测算法的复杂度。定义了潜在边所覆盖的模式 以及模式的权重,通过潜在边所覆盖的模式的权重来计算潜在边的可信度,并将其作为该潜在边上存在实际链接的评 分。实验结果表明,所提算法能够有效地提高链接预测的速度和结果的精度。 关键词二部网络,链接预测,投影,潜在边 中图法分类号TP391 文献标识码A DOI 10.11896/j.issn.1002—137X 2016.2.027 Projection Based Algorithm for Link Prediction in Bipartite Network GAO Manl CHEN Lin91?2 XU Yong-chen91 (College of Information Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China)1 (State Key Laboratory for Novel Software Technology,Nanjing University,Nanjing 210093,China)2 Abstract An algorithm for link prediction in one a bipartite network was presented.In the algorithm we first mapped the on bipartite network to unipartite tential called projected graph.Based the projected graph,we defined the concept of po— SO as to link.We perfcIrmed the link prediction only within the potential links reduce the computation time.We also defined the pattern covered by the potential links and the weight of the patterns.By calculating the weight of the patterns a potentiallink covers,the confidence of the our potentiallink algorithm can be obtained,which can be used as the final score of link prediction.Experimental results show that tion results. Keywords Bipartite can get faster speed and higher quality of link predic— network,Link prediction,Projection,Internal links 1 引言 现实世界中存在的关系已越来越多地被抽象成各种复杂 对疾病一基因网络的丢失和可疑链接预测研究,有助于探索疾 病的发生机制,预测和评价相应的治疗手段,同时还可以寻找 新的药物靶标,为新药研发开辟新的途径Is]。 的网络,例如在线社交网络、蛋白质相互作用网络、神经网络、 电力网络、航空网络、用户商品网络等等。这些网络中包含了 成千上万的节点以及节点之间的连边。复杂网络作为复杂系 统的一种拓扑近似,在构建过程中,由于时间和空间或者实验 条件的限制,难免有错误或冗余的链接出现,还有不少潜在的 链接并未探测到。再者,复杂网络往往是随时间动态演化的, 其链接会不断地添加或去除。因此,需要根据已知的网络信 息对缺失的链接以及未来的链接进行预测,这就是网络链接 预测问题[1-s]。 链路预测问题有重大的实际应用价值。如在生物领域研 究中,蛋白质相互作用网络和新陈代谢网络[4]节点之间存在 链接,即存在相互作用关系。但揭示该类网络中隐而未现的 相互作用关系需要耗费高额的实验成本,而链路预测方法的 结果可以指导实验,提高实验的成功率,从而降低实验成本。 到稿日期:2015—01—13返修日期:2015—06—07 在社会网络分析中,链路预测同样可以作为准确分析社 会网络结构的有力的辅助工具。如近几年在线社交网络发展 非常迅速,链路预测可以将用户潜在的朋友推荐给用户[6]。 在社会关系分析中,可以发现人际之间潜在的联系[7’8]。链 路预测的思想和方法还可以用于学术网络中判断一篇学术论 文的类型以及合作者[9]。链路预测的方法也可直接用于信息 的推荐,在电子商务中可以用于对客户的商品推荐[10|,还可 以用于电子邮件的预测[1¨,在无线通讯网络中判断一个手机 用户是否产生了切换运营商的倾向。在对犯罪分子组成的网 络的监控中,需要利用链接预测来发现犯罪分子间隐藏的联 系,以防止犯罪或恐怖活动的发生。 链接预测研究不仅具有广泛的实际应用价值,也具有重 要的理论研究意义。例如,链路预测的研究也可以从理论上 帮助人们认识复杂网络演化的机制[1 2|。由于刻画网络结构 本文受国家自然科学基金(61379066,61070047,61379064,61472344),国家973项目(2012 C13316003),江

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