×

变形图Laplacian及其在网络中心性分析中的应用。 (英语) Zbl 1381.05043号

摘要:我们引入并研究了一种新的基于非回溯游动概念的网络中心性度量,即不包含形式为(uvu)的子序列的游动,其中(u)和(v)是基础图的任何不同的连通顶点。我们认为,与传统的基于步行的中心性度量相比,该功能可以产生更有意义的排名。我们表明,所得到的Katz型中心性测度可以通过所谓的变形图Laplacian(一种可以与任何图关联的二次矩阵多项式)来计算。通过证明关于该矩阵多项式的一系列新结果,我们深入了解了算法相对于Katz类参数的行为。结果也为实施问题提供了信息。特别地,我们表明,在适当的极限下,新的测度与由T.马丁,十、张M.E.J.纽曼[《网络中的本地化和中心性》,Phys.Rev.E 90,052808(2014;doi:10.1103/PhysRevE.90.052808)]. 对星形和星形网络的严格分析说明了新方法的优点,并在实际网络上给出了进一步的结果。

MSC公司:

05元50分 图和线性代数(矩阵、特征值等)
05C82号 小世界图形、复杂网络(图形理论方面)
15甲18 特征值、奇异值和特征向量
15A54号 一个或多个变量中函数环上的矩阵
15个B48 正矩阵及其推广;矩阵的锥
15B99型 特殊矩阵
2015财年65 矩阵特征值和特征向量的数值计算
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] N.Alon、I.Benjamini、E.Lubetzky和S.Sodin,{非跟踪随机行走混合速度更快},Commun。竞争。数学。,9(2007年),第585-603页·Zbl 1140.60301号
[2] A.Arratia和C.Marijuaín,{\it关于改进有向网络中基于特征向量的中心性度量的图组合学},线性代数应用。,504(2016),第325-353页·兹比尔1338.15068
[3] A.L.Barabaási和R.Albert,《随机网络中尺度的出现》,《科学》,286(1999),第509-512页·Zbl 1226.05223号
[4] M.Benzi和C.Klymko,{关于参数相关网络中心性测度的极限行为},SIAM J.矩阵分析。申请。,36(2015),第686-706页·Zbl 1314.05113号
[5] D.Bindel和A.Hood,{非线性特征值问题的局部化定理},SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第1728-1749页·兹比尔1297.15021
[6] D.A.Bini、V.Noferini和M.Sharify,{定位矩阵多项式的特征值},SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第1708-1727页·Zbl 1291.15048号
[7] P.Boldi和S.Vigna,{中心性公理},互联网数学。,10(2014年),第222-262页·Zbl 1461.91219号
[8] B.Bollobas,《现代图论》,Springer-Verlag,纽约,1998年·Zbl 0902.05016号
[9] P.Bonacich,{身份分数和集团识别的因子分析和加权方法},J.Math。社会学。,2(1972年),第113-120页。
[10] P.Bonacich,《权力与中心性:测量家族》,《美国社会学杂志》,92(1987),第1170-1182页。
[11] S.P.Borgatti,《社交网络》,27(2005),第55-71页。
[12] S.P.Borgatti和M.G.Everett,《关于中心性的图论观点》,《社交网络》,28(2006),第466-484页。
[13] R.Bowen和O.E.Lanford,《全球分析:美国数学学会纯数学研讨会论文集》,加州大学伯克利分校,1968年,S.-S.Chern和S.Smale编辑,美国数学学会,普罗维登斯,RI,1970年,第43-49页·兹比尔0211.56501
[14] D.Cvetkovcí、P.Rowlinson和S.Simicí,{\it图的特征空间},剑桥大学出版社,1997年·Zbl 0878.05057号
[15] D.Cvetkovicí,P.Rowlinson,and S.K.Simicí,{有限图的无符号拉普拉斯算子},线性代数应用。,423(2007),第155-171页·兹比尔1113.05061
[16] H.Delange,{\it幂级数上阿贝尔定理的逆命题},数学年鉴。,50(1949年),第94-109页·Zbl 0032.06002号
[17] E.Estrada,{蛋白质在酵母蛋白质相互作用网络中的双重性和重要性},蛋白质组研究杂志,5(2006),第2177-2184页。
[18] E.Estrada,《酵母蛋白质相互作用网络中基本蛋白质的虚拟鉴定》,《蛋白质组学》,6(2006),第35-40页。
[19] E.Estrada,《复杂网络的结构》,牛津大学出版社,牛津,2011年。
[20] E.Estrada和D.J.Higham,{通过矩阵函数揭示的网络属性},SIAM Rev.,52(2010),第696-714页·Zbl 1214.05077号
[21] E.Estrada和G.Silver,《通过新的矩阵函数解释长距离步行在网络中的作用》,J.Math。分析。申请。,449(2017),第1581-1600页·Zbl 1355.05233号
[22] L.C.Freeman,《社交网络的中心性:概念澄清》,《社交网》,第1期(1978年),第215-239页。
[23] G.Frobenius,{it Theorie der linearen Formen mit ganzen Coefficienten},J.Reine Angew。数学。(克里奥尔语),86(1878),第146-208页。
[24] I.Gohberg、P.Lancaster和L.Rodman,《矩阵多项式》,经典应用。数学。58,SIAM,费城,2009年·Zbl 1170.15300号
[25] P.Grindrod和T.E.Lee,{不同规模城市内社会结构的比较},R.Soc.开放科学。,3 (2016), 150526.
[26] M.D.Horton、H.M.Stark和A.A.Terras,{it图的ζ函数是什么?它们有什么好处?},在量子图及其应用中,Contemp。数学。415,G.Berkolaiko、R.Carlson、S.A.Fulling和P.Kuchment2006年编辑,第173-190页·Zbl 1222.11109号
[27] T.Kato,{线性算子的扰动理论},Springer-Verlag,纽约,1966年·Zbl 0148.12601号
[28] L.Katz,《社会计量数据分析得出的新指数》,《心理测量学》,18(1953),第39-43页·Zbl 0053.27606号
[29] M.Kitsak、L.K.Gallos、S.Havlin、F.Liljeros、L.Muchnik、H.E.Stanley和H.A.Makse,《复杂网络中影响传播者的识别》,自然物理学,6(2010),888。
[30] M.Kotlyar、C.Pastrello、N.Sheahan和I.Jurisica,《综合相互作用数据库:人体和模型生物相互作用体的组织特异性视图》,《核酸研究》,44(2016),第536-541页。
[31] A.N.Langville和C.D.Meyer,《互联网数学》。,1(2004年),第335-380页·Zbl 1098.68010号
[32] D.S.Mackey、N.Mackeys、C.Mehl和V.Merhmann,{矩阵多项式线性化的向量空间},SIAM J.矩阵分析。申请。,28(2006),第971-1004页·Zbl 1132.65027号
[33] T.Martin、X.Zhang和M.E.J.Newman,《网络中的本地化和中心性》,《物理学》。修订版E,90(2014),052808。
[34] V.Mehrmann,V.Noferini,F.Tisseur,H.Xu,{关于厄米矩阵多项式的符号特征},线性代数应用。,511(2016),第328-364页·Zbl 1352.15027号
[35] R.Merris,图的拉普拉斯矩阵:综述},线性代数应用。,197-198(1994),第143-176页·Zbl 0802.05053号
[36] F.Morbidi,《变形共识协议》,Automatica,49(2013),第3049-3055页·Zbl 1358.93013号
[37] Y.Nakatsukasa、V.Noferini和A.Townsend,《矩阵多项式线性化的向量空间:二元多项式方法》,SIAM J.矩阵分析。申请。,38(2017),第1-29页·Zbl 1355.65058号
[38] V.Noferini和F.Poloni,{矩阵铅笔的对偶性,Wong链和线性化},线性代数应用。,471(2015),第730-767页·Zbl 1308.15009号
[39] V.Noferini、M.Sharify和F.Tisseur,{热带根作为矩阵多项式特征值的近似},SIAM J.矩阵分析。申请。,36(2015),第138-157页·Zbl 1315.65038号
[40] R.J.Plemmons,{it M-矩阵表征。textupI–非奇异M-矩阵},线性代数应用。,18(1977年),第175-188页·Zbl 0359.15005号
[41] F.Radichi和C.Castellano,《利用渗流理论挑选网络中有影响力的传播者》,Phys。E版,93(2016),062314。
[42] D.Schoch、T.W.Valente和U.Brandes,《中心性指数和一类唯一排名图之间的相关性》,《社交网络》,50(2017),第46-54页。
[43] H.Stark和A.Terras,{有限图和覆盖的Zeta函数},高等数学。,121(1996),第124-165页·Zbl 0874.11064号
[44] A.Tarfulea和R.Perlis,{部分有向图的Ihara公式},线性代数应用。,431(2009),第73-85页·Zbl 1225.05119号
[45] A.Taylor和D.J.Higham,{\it CONTEST:MATLAB}的可控测试矩阵工具箱,ACM Trans。数学。软质。,35 (2009), 26.
[46] P.Uetz、L.Giot、G.Cagney、T.A.Mansfield、R.S.Judson、J.R.Knight、E.Lockshon、V.Narayan、M.Srinivasan、P.Pochart、A.Qureshi-Emili、Y.Li、B.Godwin、D.Conover、T.Kalbfleish、G.Vijayadamodar、M.Yang、M.Johnston、S.Fields和J.M.Rothberg,{酿酒酵母蛋白质相互作用的综合分析}《自然》,403(2000),第623-627页。
[47] S.Wasserman和K.Faust,《社会网络分析:方法和应用》,剑桥大学出版社,剑桥,1994年·Zbl 0926.91066号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。