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简谈算法基于多目标免疫算法动态网络社区检测

收藏本文 2024-03-07 点赞:22589 浏览:98564 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近年来,随着社会网络探讨的兴起,对社会网络中的社区结构进行检测,逐渐成为了探讨的热点。社区结构是社会网络最重要的拓扑结构属性之一,它揭示了社会网络的隐藏规律和行为特点。而现实世界中的社会网络多数都是动态网络,动态网络的社区结构会随着时间不断演化,由此它比静态网络社区检测更富有挑战性。目前对于动态网络社区检测不足,进行的探讨还只是处于起步阶段,所提出的策略也不多见。针对于传统的策略不能够自动识别社区个数,而且需要预先设定权重参数来制约对两个代价函数的不同侧重,本论文基于多目标免疫算法,提出了三种动态网络社区检测算法来解决动态网络社区检测不足。本论文的主要工作如下:(1)以基于人工免疫系统的的多目标优化算法,即非支配邻域免疫算法(NNIA)为基础,提出了一种新的动态网络社区检测算法。该算法以模块度和规范化的互信息熵作为优化的目标函数,用社团划分得分(CS)作为每个时刻最优解的选择标准,这样就可以克服传统算法的缺点,新算法不仅可以找到相对较好的解,发现每个时刻比较准确的社区结构,而且得到的结果也相比较较稳定。(2)针对非支配邻域免疫算法对稀疏区域的个体搜索不改善的缺点,将拉马克学习对策引入到该算法中,提出了基于拉马克多目标免疫算法的动态网络社区检测算法。通过在非支配种群的产生阶段加入局部搜索对策,来加强原算法的全局寻优能力和快速收敛能力。通过仿真试验,证明了加入局部搜索能进一步提升算法的性能。(3)为了克服基于邻接点编码方式的缺陷以及局部搜索方向不可控,我们提出了种新的基于多目标密母算法的动态社区检测算法。该算法采取直接编码的方式,利用简单的启发式搜索对初始种群进行预处理,而且根据直接编码方式的特点,采取双路交叉与单点变异方式来替代原算法中的重组和超变异操作,同时为了提升算法的性能,我们加入了基于多目标密母算法的局部搜索对策,而在选择最优解时,我们利用了模块密度作为选择标准来弥补模块度函数的不足。通过一系列的实验,证明了新的算法不仅可以准确的检测出每个时刻的社区结构,而且可以追踪到详细的社区演化特点,同时,该算法的稳定性也相对较高。关键词:人工免疫系统论文密母算法论文动态网络论文社区检测论文多目标优化论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    第一章 绪论8-12

    1.1 探讨背景8

    1.2 探讨作用8-9

    1.3 国内外探讨近况9-10

    1.4 本论文主要工作10-11

    1.5 本论文的结构安排11-12

    第二章 社会网络相关论述12-26

    2.1 社会网络12-15

    2.1.1 社团结构的定义12-13

    2.1.2 社会网络的表示13

    2.1.3 现有的静态社区检测算法13-15

    2.2 基于遗传算法的社区检测15-21

    2.2.1 遗传算法15-17

    2.2.2 目标函数17-19

    2.2.3 基于遗传算法的社区检测算法19-21

    2.3 动态社会网络21-25

    2.3.1 动态社会网络的特性及有着的不足21-22

    2.3.2 演化聚类22-23

    2.3.3 现有的动态社区检测算法23-25

    2.4 本章小结25-26

    第三章 基于非支配邻域免疫算法的动态网络社区检测26-44

    3.1 多目标优化算法26-29

    3.1.1 多目标优化不足的数学描述26-27

    3.1.2 主要的进化多目标优化算法27-29

    3.2 非支配邻域免疫算法29-30

    3.3 基于多目标演化聚类的动态社区检测算法30-33

    3.4 基于非支配邻域免疫算法的动态社区检测算法33-36

    3.4.1 目标函数33

    3.4.2 算法流程33-34

    3.4.3 编码方式与种群初始化34-35

    3.4.4 比例克隆35

    3.4.5 交叉与变异35-36

    3.4.6 最优解选择36

    3.5 实验与浅析36-43

    3.5.1 试验设置37

    3.5.2 合成网络数据集37-39

    3.5.3 真实网络数据集39-43

    3.6 本章小结43-44

    第四章 基于拉马克免疫算法的动态网络社区检测44-56

    4.1 局部搜索算法44-45

    4.2 算法流程45-47

    4.3 局部搜索对策47-48

    4.4 实验与浅析48-54

    4.4.1 试验设置48

    4.4.2 合成网络数据集48-51

    4.4.3 真实网络数据集51-54

    4.5 本章小结54-56

    第五章 基于多目标密母算法的动态网络社区检测56-68

    5.1 算法流程56-57

    5.2 主要操作步骤57-61

    5.2.1 编码方式与种群初始化57-58

    5.2.2 交叉与变异58-59

    5.2.3 局部搜索历程59-60

    5.2.4 最优解选择60-61

    5.3 实验与浅析61-67

    5.3.1 试验设置61

    5.3.2 合成网络数据集61-64

    5.3.3 真实网络数据集64-67

    5.4 本章小结67-68

    第六章 总结与展望68-70

    致谢70-72

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