复杂网络社区检测评价指标体系设计与实现.doc

摘要:复杂网络社区检测在Web数据挖掘、电子商务、网络安全、社会媒体推荐、个性化服务等诸多商业领域中应用需求日益突出，提升社区检测的精确性和稳定性显得尤为重要。目前真实世界网络由于缺乏已知的真实社区结构，只能通过社区检测拓扑质量评价函数进行评测，判断所得社区结构质量的优劣。然而，实验研究表明现存社区结构拓扑质量评价函数在精确性和稳定性等方面存在较大性能差异，对最优社区划分的引导以及社区划分的评价具有重要影响，因此如何选择评价函数成为目前较为困难又亟待解决的问题。

本文对现有8种使用频率较高的社区检测拓扑质量评价函数进行性能分析，探究函数与网络特性之间的关联性并发掘适合于社交网络特性的质量检测目标函数，选择出最能体现真实社区结构、检测精度最高、稳定性最强的拓扑质量评价函数。本文的创新点主要是：(1) 本文构造出新的基于评价指标函数的优化方法，所选择的评价指标函数也是最常用的；(2) 本文使用的社区检测优化方法更换不同的目标函数进行全局最优化，提高了社区检测的精确性；(3) 本文对8种目标函数进行性能分析，选取真实世界网络和人工合成网络并研究函数与网络特性之间的关联性，为实际网络社区检测提供一定的理论和实验依据。

关键词：复杂网络；社区检测；社区结构；评价函数

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景和意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 论文结构安排-2

2 复杂网络社区检测基本概念-3

2.1 复杂网络-3

2.1.1 复杂网络基本概念-3

2.1.2复杂网络社区结构特性-3

2.2 复杂网络社区检测-4

2.2.1 复杂网络社区检测的数学描述-4

2.2.2 基于模块度优化的社区检测数学描述-4

2.2.3 基于差分进化算法的模块度优化方法-5

3 复杂网络社区检测评价指标体系设计-6

3.1复杂网络社区检测评价指标体系设计思想-6

3.2评价指标函数基本原理及实现-6

4复杂网络社区检测评价指标性能测试-13

4.1实验设计-13

4.2基于评价指标函数优化的社区检测-15

4.2.1基于真实世界网络的社区检测-15

4.2.2基于人工合成网络的社区检测-19

4.3 评价指标函数社区检测性能测试比较-25

4.3.1 真实世界网络上的社区检测性能比较-25

4.3.2真实世界网络上的社区发现能力比较-25

4.3.3人工合成网络上的社区检测性能比较-26

4.4 小结-26

结    论-27

参 考 文 献-28

附录 程序代码-29

致    谢-35