[发明专利]一种通信网节点重要性评价方法

摘要

本发明涉及一种通信网节点重要性评价方法，本发明属于网络中节点分析技术领域。一种通信网节点重要性评价方法，该方法包括以下步骤：步骤1：根据实际的通信网建立有权网络数学模型；步骤2：分别计算加权网络的节点度数k、节点介数b、特征向量指标Ce和紧密度指标Cc基本指标，并进行规格化；步骤3：对F1、F2、F3和F4，进行线性组合加权得到综合评价的最终得分F；步骤4：根据综合评价的最终得分F值的大小对n个节点进行排序，取排序靠前的节点，作为实际的通信网中的重要节点，从而确定实际的通信网中节点的重要性。本发明首先利用带宽对实际的通信网络进行加权，然后通过综合评价实现节点重要性的排序。

主权项

1.一种通信网节点重要性评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：根据实际的通信网建立有权网络数学模型；实际的通信网中，节点个数为n，边的条数为m，则该实际的通信网的有权网络数学模型用图G_G及连接矩阵H=[h_ij]描述如下：G_G=(N,L) (1)式中：N为通信网中节点的集合，N={n₁,n₂,n₃......n_n};L为一组有权边的集合，L={l₁,l₂,l₃......l_m}；连接矩阵H中元素h_ij定义如下：边权邻接矩阵W_G如下：其中，边权邻接矩阵W_G的矩阵元素W_Gij为：式中，B_ij为节点i与节点j间线路的权值；则加权后的连接矩阵H_Q可以表示为:H_Q=H*W_G (5)式中，*表示矩阵中对应元素相乘；步骤2：分别计算加权网络的节点度数k_i、节点介数b_i、特征向量指标C_e(i)和紧密度指标C_c(i)基本指标，并进行规格化，得到规格化度指标F₁、规格化介数指标F₂、规格化特征向量指标F₃、规格化紧密度指标F₄：1）规格化度指标F₁第i个节点的度数k_i是连接该节点的边的个数，即ki=Σj=1nHQ[i,j]---(6)]]>对k_i进行规格化，可得规格化度指标F₁如下：F₁=k_i/(n-1) (7)2)规格化介数指标F₂第i个节点的介数b_i刻画了网络中的节点对于信息流动的影响力；设网络具有n个节点，则节点i的介数b_i定义为：bi=Σs≠t≠iδst(i)---(8)]]>δst(i)=gst(i)/gst---(9)]]>式中，δ_st(i)表示通过该节点(边)的最短路径条数占所有最短路径的比例，g_st表示节点s和节点t之间的最短路径数；g_st(i)表示节点s和节点t之间经过节点i的最短路径数目，介数b_i可利用Brandes介数中心性算法得到；对b_i进行规格化，得到规格化介数指标F₂如下：F₂=2b_i/(n-1)(n-2) (10)3)规格化特征向量指标F₃设λ为矩阵H_Q的主特征值，e=(e₁,e₂,…,e_n)为λ对应的特征向量，第i个节点的特征向量指标C_e(i)定义为：Ce(i)=1λΣj=1nhijej,i=1,2,...,n---(11)]]>其中λ与e满足：H_Q·e=λ·e (12)对C_e(i)进行规格化，可得规格化特征向量指标F₃如下：F₃=C_e(i)/max(C_e) (13)4)规格化紧密度指标F₄第i个节点的紧密度指标C_c(i)定义为该节点到达所有其它节点的距离之和的倒数，即：Cc(i)=1/Σj=1ndij---(14)]]>其中，d_ij为连接任意两个节点i和j的最短路径长度，可由Floyd算法求出；对C_c(i)进行规格化，可得规格化紧密度指标F₄如下：F₄=C_c(i)i(n-1) (15)步骤3：对加权网络的n个节点的规格化度指标F₁、规格化介数指标F₂、规格化特征向量指标F₃和规格化紧密度指标F₄，进行线性组合加权得到每个节点综合评价的最终得分F如下：F=Σk=14αkFk---(16)]]>其中，α_k是权重系数，Σk=14αk=1;k=1,2,3,4;]]>步骤4：根据n个节点综合评价的最终得分F值的大小对n个节点进行排序，取排序靠前的节点，作为实际的通信网中的重要节点，从而确定电力通信网中节点的重要性。