Анализ точности актуальных алгоритмов определения сообществ в сетях при работе с графовыми базами данных

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В данной работе рассмотрены методы выделения сообществ в сетях с помощью различных алгоритмов. Были представлены алгоритмы Girvan-Newman, Louvain, Walktrap и Leiden, и проанализированы результаты их применения на графе Википедии. Были использованы различные метрики для оценки качества выделенных сообществ, и были сохранены результаты в графовой базе данных Neo4j. Результаты показали, что алгоритмы Лейдена и Лувена с разрешающей способностью равной единице показали наилучшие результаты по сравнению с другими алгоритмами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Екатерина Даниловна Казакова

Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: 191841@edu.fa.ru

студентка бакалавриата факультета информационных технологий и анализа больших данных Финансового университета при Правительстве Российской Федерации

Россия, Москва

Список литературы

  1. Barabasi A.-L., Albert R. Emergence of scaling in Random networks. Science. 1999. No. 286. Pp. 509–512. doi: 10.1126/science.286.5439.509.
  2. Blondel V.D., Guillaume J.-L., Lambiotte R., Lefebvre E. Fast unfolding of communities in large networks. Journal of Statistical Mechanics Theory and Experiment. 2008. doi: 10.1088/1742-5468/2008/10/P10008.
  3. Bruna J., Li Xiang. Community detection with graph neural networks. 2017.
  4. Circulo library. URL: http://lab41.github.io/Circulo/
  5. Clauset A., Newman M.E.J., Moore C. Finding community structure in very large networks. Physical Review E. 2004. URL: http:// arxiv.org/abs/cond-mat/0408187
  6. Coscia M., Rossetti G., Giannotti F., Pedreschi D. Demon: A local-first discovery method for overlapping communities. KDD. 2012. URL: http://www. michelecoscia.com/wp-content/uploads/2012/08/cosciakdd12.pdf
  7. Blondel V.D., Guillaume J.-L., Lambiotte R., Lefebvre E. Fast unfolding of communities in large networks. J. Stat. Mech. 2008. URL: http://arxiv.org/abs/0803.0476
  8. Fortunato S. Community detection in graphs. Physics Reports. 2009. URL: http://arxiv.org/abs/0906.0612
  9. Girvan M., Newman M.E.J. Community structure in social and biological networks. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2001. URL: http://arxiv.org/abs/cond-mat/0112110
  10. Gregory S. An algorithm to find overlapping community structure in networks. Proceeding PKDD 2007 Proceedings of the 11th European Conference on Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases. 2007. URL: http://www.cs.bris.ac.uk/Publications/Papers/2000689.pdf
  11. Girvan M., Newman M.G.M., Newman M.E.J. Community structure in social and biological networks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2002. No. 99. Pp. 7821–7826. doi: 10.1073/pnas.122653799.
  12. Hamilton W.L., Ying R., Leskovec J. Representation learning on graphs: Methods and applications. 2017.
  13. Nikhil M., Carin L., Rai P. Stochastic block models meet graph neural networks. 2019.
  14. Pons P., Latapy M. Computing communities in large networks using random walks. J. Graph Algorithms Appl. 2006. No. 10. Pp. 191–218. doi: 10.7155/jgaa.00124.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Пример простого графа

Скачать (21KB)
3. Рис. 2. Полученный граф networkx

Скачать (250KB)
4. Рис. 3. Итоговая база данных

Скачать (171KB)
5. Рис. 4. Центральность узлов

Скачать (51KB)
6. Рис. 5. Выделение сообществ алгоритмом Гирвана–Ньюмена

Скачать (236KB)
7. Рис. 6. Выделение сообществ Лувенским алгоритмом

Скачать (230KB)
8. Рис. 7. Выделение сообществ Лейденским алгоритмом

Скачать (233KB)
9. Рис. 8. Выделение сообществ алгоритмом Walktrap

Скачать (227KB)
10. Таблица 1. Метрики качества алгоритмов

Скачать (542KB)
11. Рис. 9. Ранговый тест Фридмана

Скачать (48KB)
12. Рис. 10. Матрица похожести алгоритмов случайного блуждания и Лейдена

Скачать (37KB)