一、活跃度驱动模型引入

学习复杂网络的学生对这个模型应该很熟悉了,这是一个近些年非常值得关注的网络模型,如果你正打算学习时序网络,那么你必须得看一下这篇论文 《Activity driven modeling of time varying networks》【1】。

 

这篇论文通过分析真实的数据集,发现人类在社交过程中个体的活跃性有很大差别,大多数个体活跃性较小,其参与活动次数少, 有些的个体却拥有较多的社交圈,后者数目较小。作者发现这些人类活跃性恰好服从一个异质的幂律分布。于是他们用异质的活跃度描述人类活跃程度,活跃度越小的个体在网络中不容易自主的产生连边,它们大多时候等待活跃度较大的节点激活产生连边然后连接到它们。在每时刻网络构建中活跃度较大的个体生成的节点度也越大,这样的特性最后导致节点的度也服从异质的幂律分布,因此该模型能够很好的再现真实网络度的异质特性。

这个模型其实很简单,只从度的角度出发,模拟人类社交关系。后面的很多学者从节点其他属性出发对模型进行了丰富的扩展,如考虑网络的多层结构【2】、社团结构【5】、节点异质吸引力【3】等。

在自然界中,很多系统拥有着错综复杂、瞬息万变的拓扑结构,这些复杂的系统都可以用由节点和边组成的网络进行表示,如社交网络、世界贸易网络、科研合作网络、交通网络、因特网和邮件网络等。在复杂网络领域,为了深入理解这些系统复杂的结构特征及演化机制,对网络系统进行建模,已成为一种有效的研究手段。
 
传统的网络模型往往忽略了网络的时间尺度,认为网络的拓扑结构是恒定不变的,因此也称传统的网络模型为静态网络模型。近年来,研究者通过深入研究网络数据发现,大多数真实网络系统是随着时间变化的。由于网络系统中个体行为的异质性,个体会选择参与或不参与事件,个体之间的连接可能断开或重连等。因此,复杂网络领域的研究慢慢从静态网络模型过渡至时序网络的建模。
 
2012 年,Perra N等提出了第一个时序网络模型(由个体的活跃度驱动的时序网络模型),该模型将系统中随时间变化的连接状态归因于个体的一个属性:个体活跃度行为。此属性刻画着个体在整个网络演化过程中主动建立连接的可能性,即个体活跃度越高,在最终形成的累积网络中,个体的度越大,整个网络的度分布取决于个体活跃度的分布形式。此模型虽简单,却再现了许多真实系统最基本的动态结构,为研究真实系统上的动力学行为奠定了重要基础。
 
该模型把网络演化过程中的 N 个个体划分成两种状态:活跃状态(active)和非活跃状态(inactive)。在网络演化过程的每个时间步,每个节点i 会根据自身的活跃度 i a 进行激活变成活跃状态。活跃的个体主动地发起m 个事件与其他个体进行交互,非活跃的个体虽然不能主动建立连接,但不会拒绝别人的交互请求。在演化过程中,不允许有重复边和环形边,具体的演化步骤如下:
  1. 在每个时间步dt ,令所有节点为孤立节点;
  2.  每个节点i 以概率adt 激活,并随机选择m 个节点建立连接;
  3.  重复步骤1,2,直到时间步达到设置的总时间步数T

二、研究方向

以活跃度驱动模型为基础网络模型,可以研究很多的社会现象,如流行病传播、人口扩散、舆论传播等。研究这些社会学行为对再现真实网络行为,提出控制策略等有着实际的意义。学习这个领域,一开始你可能觉得很复杂,但是深入了解后其实我们只研究到冰山一角的内容,钻研进去,你会收获很多。

时序网络研究是复杂网络目前研究的热点,它更接近于实际的网络演化结构,相比于静态网络,它的入门要稍微吃力,但是一旦理解了底层的实现逻辑,很容易对其进行扩展。目前在时序网络模型上的研究方向主要有流行病传播、舆论动力学、多模块、多层网络等。这里主要引入一个常用的流行病学研究方向。

2.1流行病传播

SI模型:将网络中个体分为易感者(S态)、感染者(I态);两者之间的转换关系为:易感者接触感染者,以一定概率转化为感染者;感染者不会恢复。网络稳态时全是I态个体。这种病毒传播模型对应的是真实网络中感染后无法治愈的疾病:艾滋病等。

SIS模型:将网络中个体分为易感者(S态)、感染者(I态);两者之间的转换关系为:易感者接触感染者,以一定概率转化为感染者;感染者自身会一定概率恢复成易感者。网络稳态时S态个体和I态个体保持动态平衡,即I态个体增长到一定程度会稳定到一个值,由于S态和I态之间的转换达到一定平衡,I态个体不会继续增加。这种病毒传播模型对应的是真实网络中感染后可以治愈但又会再次感染的疾病:感冒、发烧等。

SIR模型:将网络中个体分为易感者(S态)、感染者(I态)、恢复者(R态);三者之间的转换关系为:易感者接触感染者,以一定概率转化为感染者;感染者自身会一定概率转换为恢复者。网络最后所有个体均转换为R态个体。这种病毒传播模型对应的是真实网络中感染后可以治愈并再也不复发的疾病:比如接受天花疫苗后永不复发。

可参考基本的传染病模型:SI、SIS、SIR及其Python代码实现 对此类模型的方法实现。

三、活跃度驱动模型伪代码思想

活跃度驱动模型在构建的时候要考虑到每一时刻节点怎么保存信息,应该记录节点的哪些信息,节点之间的连边规则等。你可以参考下面的逻辑进行构建网络。请仔细阅读参考文献【1】原文对活跃度驱动模型的介绍,不读原文只参考翻译版的内容是远远不能理解的。

1.构建节点信息
2.初始化网络
3.根据活跃度模型构建规则搭建瞬时网络

   3.1  每时刻更新节点邻居信息

  3.2  遍历所有节点,每个节点i以a的概率激活,随机选择节点进行连接

  3.3 下一时刻删除网络中所有连边

  3.4 网络重新开始生成
4.重复步骤3构建累积时序网络

四、参考文献及扩展资料

【1】Perra N, Gonçalves B, Pastor-Satorras R, et al. Activity driven modeling of time varying networks[J]. Scientific reports, 2012, 2: 469.
【2】Y. Lei, X. Jiang, Q. and Guo, et al., Contagion processes on the static and activity-driven coupling networks. Phys. Rev. E, 2016, 93, 032308.
【3】Pozzana I, Sun K, Perra N. Epidemic spreading on activity-driven networks with attractiveness[J]. Physical Review E, 2017, 96(4): 042310
【4】]Liu S, Perra N, Karsai M, et al. Controlling contagion processes in activity driven networks[J]. Physical review letters, 2014, 112(11): 118702.
【5】Nadini M, Sun K, Ubaldi E, et al. Epidemic spreading in modular time-varying networks[J].Scientific reports, 2018, 8(1): 2352.
【6】Karsai M, Perra N, Vespignani A. Time varying networks and the weakness of strong ties[J]. Scientific reports, 2014, 4: 4001.
【7】Gomez S, Diaz-Guilera A, Gomez-Gardenes J, et al. Diffusion dynamics on multiplex networks[J]. Physical review letters, 2013, 110(2): 028701.
【8】Shang J, Liu L, Li X, et al. Epidemic spreading on complex networks with overlapping and non-overlapping community structure[J]. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications,2015, 419: 171-182.
【9】Random walk on the activity-driven model with mutual selection[J]. EPL(Europhysics Letters), 2018, 124(4): 48004
 

先写到这吧,之后在看看要补充什么,欢迎同样研究时序网络的同学留言沟通。

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    2024/5/7 17:09:45
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    解析如下&#xff1a;1、长按电脑电源键直至关机&#xff0c;然后再按一次电源健重启电脑&#xff0c;按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后&#xff0c;按住“winR”打开运行窗口&#xff0c;输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面&#xff0c;选中…...

    2022/11/19 21:17:18
  27. 错误使用 reshape要执行 RESHAPE,请勿更改元素数目。

    %读入6幅图像&#xff08;每一幅图像的大小是564*564&#xff09; f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...

    2022/11/19 21:17:16
  28. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...

    win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面&#xff0c;在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机&#xff0c;虽然这比较麻烦&#xff0c;但是对系统进行配置和升级…...

    2022/11/19 21:17:15
  29. 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...

    有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows&#xff0c;请勿关闭计算机”的提示&#xff0c;要过很久才能进入系统&#xff0c;有的用户甚至几个小时也无法进入&#xff0c;下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法&#xff1a;我们首先在左下角的“开始…...

    2022/11/19 21:17:14
  30. win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...

    置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题&#xff0c;电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update&#xff0c;请勿关机”(如下图所示)&#xff0c;而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢&#xff1f;一切都是正常操作的&#xff0c;为什么开时机呈现“正…...

    2022/11/19 21:17:13
  31. 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...

    Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示&#xff0c;没过几秒后电脑自动重启&#xff0c;每次开机都这样无法进入系统&#xff0c;此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一&#xff1a;开机按下F8&#xff0c;在出现的Windows高级启动选…...

    2022/11/19 21:17:12
  32. 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...

    有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况&#xff0c;就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机&#xff0c;碰到这样的问题该怎么解决呢&#xff0c;现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法&#xff1a;1、2、依次…...

    2022/11/19 21:17:11
  33. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...

    今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后&#xff0c;每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面&#xff0c;提示请勿关闭计算机”&#xff0c;每次停留好几分钟才能正常关机&#xff0c;导致什么情况引起的呢&#xff1f;出现配置Windows Update…...

    2022/11/19 21:17:10
  34. 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...

    只能是等着&#xff0c;别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚&#xff0c;只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一&#xff1a;管理员运行cmd&#xff1a;net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...

    2022/11/19 21:17:09
  35. 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?

    原标题&#xff1a;电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办&#xff1f;win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢&#xff1f;一般的方…...

    2022/11/19 21:17:08
  36. 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...

    关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 &#xff0c;然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;关机提示 windows7 正在配…...

    2022/11/19 21:17:05
  37. 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...

    钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...

    2022/11/19 21:17:05
  38. 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...

    前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了&#xff0c;具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面&#xff0c;长时间没反应&#xff0c;无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过&#xff0c;网上搜了不少资料&#x…...

    2022/11/19 21:17:04
  39. 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...

    本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法&#xff0c;并在最后教给你1种保护系统安全的好方法&#xff0c;一起来看看&#xff01;电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中&#xff0c;添加了1个新功能在“磁…...

    2022/11/19 21:17:03
  40. 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...

    许多用户在长期不使用电脑的时候&#xff0c;开启电脑发现电脑显示&#xff1a;配置windows更新失败&#xff0c;正在还原更改&#xff0c;请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢&#xff1f;下面小编就带着大家一起看看吧&#xff01;如果能够正常进入系统&#xff0c;建议您暂时移…...

    2022/11/19 21:17:02
  41. 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...

    配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#xff0c;电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...

    2022/11/19 21:17:01
  42. 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...

    不知道大家有没有遇到过这样的一个问题&#xff0c;就是我们的win7系统在关机的时候&#xff0c;总是喜欢显示“准备配置windows&#xff0c;请勿关机”这样的一个页面&#xff0c;没有什么大碍&#xff0c;但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机&#xff0c;非常…...

    2022/11/19 21:17:00
  43. 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...

    当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时&#xff0c;一般是您正对windows进行升级&#xff0c;但是这个要是长时间没有反应&#xff0c;我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了&#xff0c;来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...

    2022/11/19 21:16:59
  44. 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...

    我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况&#xff0c;当我们打开电脑之后&#xff0c;发现一直停留在一个界面&#xff1a;“配置Windows Update失败&#xff0c;还原更改请勿关闭计算机”&#xff0c;等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢&#xff0…...

    2022/11/19 21:16:58
  45. 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”

    Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...

    2022/11/19 21:16:57