[发明专利]动态社交网络中基于联盟形成博弈的社区检测方法

权利要求书

1.一种动态社交网络中基于联盟形成博弈的社区检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤1，采用基于模块度的社区检测方法对初始社区结构进行检测，得到初始社区结构Γ；

步骤2，将相邻网络快照上网络社区结构的演变分解为增加节点、增加连边、删除节点或删除连边；

步骤3，计算t时刻的社区结构增加节点、增加连边、删除节点或删除连边后，t+1时刻所有可能形成的社区结构的收益，确定收益最大的社区结构为实际演变后t+1时刻的社区结构，如此对初始社区结构Γ进行动态局部调整，得到实际演变后的社区结构Γ'；

社区结构Γ的收益v(Γ)的计算方法：社交网络表示为一个无向图G＝(N，E),其中：N＝{v₁,v₂,...,v_n}为节点的集合，表示社交网络中的用户，n为整个社交网络中用户的数量；E＝{e₁,e₂,...,e_m}为连边的集合，表示社交网络中用户之间的联系，m为边的数量；A＝(a_ij)_n×n，i,j∈N是社交网络的邻接矩阵，如果用户i和用户j之间存在联系，则a_ij＝1，否则，a_ij＝0；x∈N，d(x)表示节点x的度数；Γ＝{S₁,S₂,...,S_k}表示社交网络中的社区结构，k表示社区个数，其中，S_i表示一个社区，e(S)表示社区S内部的所有用户之间的边的数量，d(S)表示社区S中的所有用户的度数之和；社区S的收益v(S)的计算公式见式(1)，社区结构Γ的收益v(Γ)的计算公式见式(2)，

其中，α∈[0,1]，β∈(0,1]；

所述步骤2中，当相邻网络快照上网络社区结构的演变为增加节点时，假设增加的节点为节点p：

(i)如果节点p与其他节点没有连边连接，此时节点p自己形成一个社区，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ+{{p}}；

(ii)如果节点p与一个或多个社区中的节点有连边，比如社区S_j中的节点与节点p有连边连接，如果将节点p加入社区S_j能增加社区S_j的收益v(S_j)，则将节点p加入到社区S_j，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ-{S_j}+{S_j+{p}}；如果节点p分别加入多个社区均能使被加入社区的收益增加，则节点p被加入到多个社区中，同时成为多个社区的成员；

(iii)如果节点p与社区S_i、社区S_j内的节点联系均很紧密，即节点p的加入使得两个社区有合并为一个社区的趋势，并且合并后的社区的收益分别大于原来两个社区的单独收益，则将社区S_i和社区S_j合并为一个社区，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ-{S_i}-{S_j}+{S_i+S_j}；

所述步骤2中，当相邻网络快照上网络社区结构的演变为增加连边时，假设增加的连边为l＝(x,y)：

(i)如果l＝(x,y)是社区S_i内部的连边，其中x,y∈S_i，若加入l＝(x,y)后，社区S_i边界的节点z离开社区S_i后，使得社区S_i的收益v(S_i)增大，则节点z从社区S_i离开；若节点z加入到与节点z有连边连接的社区S_k中，k≠i，能够增大社区S_k的收益，则节点z加入到社区S_k中，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ-{S_i}-{S_k}+{S_k+{z}}+{S_i-{z}}；

(ii)如果l＝(x,y)是社区间的连边，其中x∈S_i,y∈S_j,S_i≠S_j，加入l＝(x,y)之后，如果社区S_i和社区S_j合并得到的新社区的收益大于社区S_i、S_j的单独收益，则将社区S_i和社区S_j合并，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ-{S_i}-{S_j}+{S_i+S_j}；如果社区S_i和社区S_j不能合并，分别对两个社区的边界节点重新确定社区归属：假设节点x为社区S_i的边界节点，若则节点x离开社区S_i，其中e(x,S_i)表示节点x与社区S_i内部节点之间的连边数量；若节点x加入到与节点x有连边连接的社区S_k中，k≠i，能够增大社区S_k的收益，则将节点x加入到社区S_k中，实际演变后的社区结构Γ′＝Γ-{S_i}-{S_k}+{S_k+{x}}+{S_i-{x}}；确定社区S_i和社区S_j的其余边界节点社区归属的方法与确定节点x社区归属的方法相同。