Temporal exponential random graph models (TERGM) are powerful statistical models that can be used to infer the temporal pattern of edge formation and elimination in complex networks (e.g., social networks). TERGMs can also be used in a generative capacity to predict longitudinal time series data in these evolving graphs. However, parameter estimation within this framework fails to capture many real-world properties of social networks, including: triadic relationships, small world characteristics, and social learning theories which could be used to constrain the probabilistic estimation of dyadic covariates. Here, we propose triadic temporal exponential random graph models (TTERGM) to fill this void, which includes these hierarchical network relationships within the graph model. We represent social network learning theory as an additional probability distribution that optimizes Markov chains in the graph vector space. The new parameters are then approximated via Monte Carlo maximum likelihood estimation. We show that our TTERGM model achieves improved fidelity and more accurate predictions compared to several benchmark methods on GitHub network data.
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长期联系,桥梁不同社区的社会关系被广泛认为在社会网络中传播新颖信息中发挥关键作用。然而,一些现有的网络理论和预测模型表明,长圆圈可能会迅速溶解或最终变得多余,从而提出质疑长期长期的长期值。我们对现实世界动态网络的实证分析表明,与这种推理相反,长期关系比其他社会关系更有可能持续存在,而且它们中的许多人在不被嵌入在当地网络而不嵌入社会桥梁时不断起作用。使用新颖的成本效益分析模型与机器学习相结合,我们表明长期关系是非常有益的,这本能地激励人们花费额外的努力来维护它们。这部分解释了为什么长的关系比许多现有理论和模型所建议的更持久性。总体而言,我们的研究表明,需要促进长期关系的社会干预的必要性,例如混合各种背景的人。
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情绪预测在心理健康和情绪感知计算中起着至关重要的作用。情绪的复杂性质是由于其对一个人的生理健康,精神状态和周围环境的依赖而产生的,这使其预测一项艰巨的任务。在这项工作中,我们利用移动传感数据来预测幸福和压力。除了一个人的生理特征外,我们还通过天气和社交网络纳入了环境的影响。为此,我们利用电话数据来构建社交网络并开发机器学习体系结构,该架构从图形网络的多个用户中汇总信息,并将其与数据的时间动态集成在一起,以预测所有用户的情感。社交网络的构建不会在用户的EMA或数据收集方面产生额外的成本,也不会引起隐私问题。我们提出了一种自动化用户社交网络影响预测的架构,能够处理现实生活中社交网络的动态分布,从而使其可扩展到大规模网络。我们广泛的评估突出了社交网络集成提供的改进。我们进一步研究了图形拓扑对模型性能的影响。
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尽管人们对叛乱团体结构对冲突结果的重要性越来越多,但那里的实证研究很少。尽管此问题源于激进群体结构的数据的无法获取性,但叛乱分子经常在Internet上发布大量图像数据。在本文中,我开发了一种新的方法,该方法通过自动化基于在照片中使用深度学习的照片中的共同出现的社交网络图来自动创建社交网络图,从而利用了这种丰富但未充分利用的数据来源。我使用库尔德人武装组织在土耳其的库尔德人激进组织在线发布的1915张ob告图像,我证明了个人在由此产生的共同出现网络中的中心地位与他们在叛乱组织中的排名密切相关。
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对网络中的用户如何根据邻居的意见更新他们的意见的理解吸引了网络科学领域的极大兴趣,并且越来越多的文献认识到了这个问题的重要性。在这篇研究论文中,我们提出了有指导网络中意见形成的新动态模型。在此模型中,每个节点的意见被更新为邻居意见的加权平均值,而权重代表社会影响力。我们将一种新的中心度度量定义为基于影响和整合性的社会影响度量。我们使用两个意见形成模型来衡量这种新方法:(i)degroot模型和(ii)我们自己提出的模型。先前发表的研究没有考虑合格,并且仅考虑计算社会影响时节点的影响。在我们的定义中,与高度和较低程度的节点相关的较低度和高度的节点具有较高的中心性。作为这项研究的主要贡献,我们提出了一种算法,用于在社交网络中找到一小部分节点,该节点可能会对其他节点的观点产生重大影响。关于现实世界数据的实验表明,所提出的算法显着优于先前发布的最新方法。
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Networks have become indispensable and ubiquitous structures in many fields to model the interactions among different entities, such as friendship in social networks or protein interactions in biological graphs. A major challenge is to understand the structure and dynamics of these systems. Although networks evolve through time, most existing graph representation learning methods target only static networks. Whereas approaches have been developed for the modeling of dynamic networks, there is a lack of efficient continuous time dynamic graph representation learning methods that can provide accurate network characterization and visualization in low dimensions while explicitly accounting for prominent network characteristics such as homophily and transitivity. In this paper, we propose the Piecewise-Velocity Model (PiVeM) for the representation of continuous-time dynamic networks. It learns dynamic embeddings in which the temporal evolution of nodes is approximated by piecewise linear interpolations based on a latent distance model with piecewise constant node-specific velocities. The model allows for analytically tractable expressions of the associated Poisson process likelihood with scalable inference invariant to the number of events. We further impose a scalable Kronecker structured Gaussian Process prior to the dynamics accounting for community structure, temporal smoothness, and disentangled (uncorrelated) latent embedding dimensions optimally learned to characterize the network dynamics. We show that PiVeM can successfully represent network structure and dynamics in ultra-low two-dimensional spaces. It outperforms relevant state-of-art methods in downstream tasks such as link prediction. In summary, PiVeM enables easily interpretable dynamic network visualizations and characterizations that can further improve our understanding of the intrinsic dynamics of time-evolving networks.
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复杂的网络是代表现实生活系统的图形,这些系统表现出独特的特征,这些特征在纯粹的常规或完全随机的图中未发现。由于基础过程的复杂性,对此类系统的研究至关重要,但具有挑战性。然而,由于大量网络数据的可用性,近几十年来,这项任务变得更加容易。复杂网络中的链接预测旨在估计网络中缺少两个节点之间的链接的可能性。由于数据收集的不完美或仅仅是因为它们尚未出现,因此可能会缺少链接。发现网络数据中实体之间的新关系吸引了研究人员在社会学,计算机科学,物理学和生物学等各个领域的关注。大多数现有研究的重点是无向复杂网络中的链接预测。但是,并非所有现实生活中的系统都可以忠实地表示为无向网络。当使用链接预测算法时,通常会做出这种简化的假设,但不可避免地会导致有关节点之间关系和预测性能中降解的信息的丢失。本文介绍了针对有向网络的明确设计的链接预测方法。它基于相似性范式,该范式最近已证明在无向网络中成功。提出的算法通过在相似性和受欢迎程度上将其建模为不对称性来处理节点关系中的不对称性。鉴于观察到的网络拓扑结构,该算法将隐藏的相似性近似为最短路径距离,并使用边缘权重捕获并取消链接的不对称性和节点的受欢迎程度。在现实生活中评估了所提出的方法,实验结果证明了其在预测各种网络数据类型和大小的丢失链接方面的有效性。
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Analyzing the behavior of complex interdependent networks requires complete information about the network topology and the interdependent links across networks. For many applications such as critical infrastructure systems, understanding network interdependencies is crucial to anticipate cascading failures and plan for disruptions. However, data on the topology of individual networks are often publicly unavailable due to privacy and security concerns. Additionally, interdependent links are often only revealed in the aftermath of a disruption as a result of cascading failures. We propose a scalable nonparametric Bayesian approach to reconstruct the topology of interdependent infrastructure networks from observations of cascading failures. Metropolis-Hastings algorithm coupled with the infrastructure-dependent proposal are employed to increase the efficiency of sampling possible graphs. Results of reconstructing a synthetic system of interdependent infrastructure networks demonstrate that the proposed approach outperforms existing methods in both accuracy and computational time. We further apply this approach to reconstruct the topology of one synthetic and two real-world systems of interdependent infrastructure networks, including gas-power-water networks in Shelby County, TN, USA, and an interdependent system of power-water networks in Italy, to demonstrate the general applicability of the approach.
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本次调查绘制了用于分析社交媒体数据的生成方法的研究状态的广泛的全景照片(Sota)。它填补了空白,因为现有的调查文章在其范围内或被约会。我们包括两个重要方面,目前正在挖掘和建模社交媒体的重要性:动态和网络。社会动态对于了解影响影响或疾病的传播,友谊的形成,友谊的形成等,另一方面,可以捕获各种复杂关系,提供额外的洞察力和识别否则将不会被注意的重要模式。
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捕获恐怖主义群体中运营相似性的动态至关重要,为反恐和智力监测提供可操作的见解。然而,尽管其理论和实用相关性,目前缺乏研究解决这个问题。我们解决这个问题,提出了一种用于检测分享类似行为的恐怖组群集群的新的计算框架,专注于集团的年曲目的部署策略,攻击目标和利用武器。特别考虑到从1997年到2018年签署至少50次攻击的那些组织,总共占全球42,000多个活动的105组,我们提供三套结果。首先,我们表明,多年来,全球恐怖主义的特点是越来越多的运营凝聚力。其次,我们强调,在2009年至2018年,群体之间共聚类的年度达到稳定性,表明过去十年中相似模式的时间一致性。第三,我们证明,两个组织之间的操作相似性由三个因素驱动:(a)其整体活动; (b)业务曲目的多样性差异; (c)多样性和活动的综合衡量标准的差异。团体的运营偏好,地理性交和思想亲和力在确定操作相似性方面没有一致的作用。
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创新者是有创造力的人,他们可以唤起代表创新组织主要引擎的开创性思想。过去的研究已广泛调查了谁是创新者以及他们在与工作有关的活动中的行为。在本文中,我们建议有必要分析创新者在其他情况下的行为,例如在非正式沟通空间中,在没有正式结构,规则和工作义务的情况下共享知识。利用通信和网络理论,我们分析了大型跨国公司的Intranet论坛上可用的38,000个帖子。由此,我们解释了创新者在社交网络行为和语言特征方面与其他员工的不同。通过文本挖掘,我们发现创新者编写更多,使用更复杂的语言,介绍新的概念/想法,并使用积极但基于事实的语言。了解创新者的行为和沟通如何支持想要促进创新的经理的决策过程。
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人口级社会事件,如民事骚乱和犯罪,往往对我们的日常生活产生重大影响。预测此类事件对于决策和资源分配非常重要。由于缺乏关于事件发生的真实原因和潜在机制的知识,事件预测传统上具有挑战性。近年来,由于两个主要原因,研究事件预测研究取得了重大进展:(1)机器学习和深度学习算法的开发和(2)社交媒体,新闻来源,博客,经济等公共数据的可访问性指标和其他元数据源。软件/硬件技术中的数据的爆炸性增长导致了社会事件研究中的深度学习技巧的应用。本文致力于提供社会事件预测的深层学习技术的系统和全面概述。我们专注于两个社会事件的域名:\ Texit {Civil unrest}和\ texit {犯罪}。我们首先介绍事件预测问题如何作为机器学习预测任务制定。然后,我们总结了这些问题的数据资源,传统方法和最近的深度学习模型的发展。最后,我们讨论了社会事件预测中的挑战,并提出了一些有希望的未来研究方向。
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社交网络(SN)是一个由代表它们之间相互作用的群体组成的社会结构。 SNS最近被广泛使用,随后已成为产品推广和信息扩散的合适平台。 SN中的人们直接影响彼此的利益和行为。 SNS中最重要的问题之一是,如果选择将它们作为网络扩散场景的种子节点选择,那么他们可以以级联的方式对网络中的其他节点产生最大影响。有影响力的扩散器是人们,如果他们被选为网络中出版问题中的种子,那么该网络将拥有最多了解该扩散实体的人。这是称为影响最大化(IM)问题的文献中的一个众所周知的问题。尽管已证明这是一个NP完整的问题,并且在多项式时间内没有解决方案,但有人认为它具有子模块化功能的属性,因此可以使用贪婪的算法来解决。提出改善这种复杂性的大多数方法都是基于以下假设:整个图都是可见的。但是,此假设不适合许多真实世界图。进行了这项研究,以扩展使用链接预测技术与伪可见性图的电流最大化方法。为此,将一种称为指数随机图模型(ERGM)的图生成方法用于链接预测。使用斯坦福大学SNAP数据集的数据对所提出的方法进行了测试。根据实验测试,所提出的方法在现实世界图上有效。
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提出了一种新的动态网络模型,称为相互刺激的点处理图(MEG)。 MEG是一种可扩展的网络范围统计模型,用于多达数码标记的点进程,可用于评估未来事件的重要事件时,包括以前未观察到的连接的异常检测。该模型组合了互励磁点过程来估计事件和潜在空间模型之间的依赖性,以推断节点之间的关系。每个网络边缘的强度函数专用于节点特定参数参数,允许跨网络共享信息。这种结构甚至可以估计强度,即使对于未被观察的边缘,这在现实世界中尤其重要,例如网络安全中产生的计算机网络。获得了日志似然的递归形式,用于通过现代梯度上升算法推导快速推理过程。也导出了EM算法。该模型在模拟图和现实世界数据集上进行测试,展示出色的性能。
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保持个人特征和复杂的关系,广泛利用和研究了图表数据。通过更新和聚合节点的表示,能够捕获结构信息,图形神经网络(GNN)模型正在获得普及。在财务背景下,该图是基于实际数据构建的,这导致复杂的图形结构,因此需要复杂的方法。在这项工作中,我们在最近的财务环境中对GNN模型进行了全面的审查。我们首先将普通使用的财务图分类并总结每个节点的功能处理步骤。然后,我们总结了每个地图类型的GNN方法,每个区域的应用,并提出一些潜在的研究领域。
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Network-based analyses of dynamical systems have become increasingly popular in climate science. Here we address network construction from a statistical perspective and highlight the often ignored fact that the calculated correlation values are only empirical estimates. To measure spurious behaviour as deviation from a ground truth network, we simulate time-dependent isotropic random fields on the sphere and apply common network construction techniques. We find several ways in which the uncertainty stemming from the estimation procedure has major impact on network characteristics. When the data has locally coherent correlation structure, spurious link bundle teleconnections and spurious high-degree clusters have to be expected. Anisotropic estimation variance can also induce severe biases into empirical networks. We validate our findings with ERA5 reanalysis data. Moreover we explain why commonly applied resampling procedures are inappropriate for significance evaluation and propose a statistically more meaningful ensemble construction framework. By communicating which difficulties arise in estimation from scarce data and by presenting which design decisions increase robustness, we hope to contribute to more reliable climate network construction in the future.
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在影响最大化(IM)的现实世界应用中,网络结构通常是未知的。因此,我们可以通过仅探索基础网络的一部分来确定最有影响力的种子节点,但对于节点查询的预算很小。由于收集节点元数据比通过查询节点调查节点之间的关系更具成本效益,我们提出了IM-Meta,这是一种端到端的解决方案,这是通过从查询和节点中检索信息的网络中IM的端到端解决方案元数据。但是,由于元数据的嘈杂性质和连通性推断的不确定性,使用这种元数据来帮助IM过程并非没有风险。为了应对这些挑战,我们制定了一个新的IM问题,旨在找到种子节点和查询节点。在IM-META中,我们开发了一种有效的方法,该方法可以迭代执行三个步骤:1)我们通过暹罗神经网络模型学习了收集的元数据和边缘之间的关系,2)我们选择了许多推断的自信边缘来构建增强的图形, 3)我们通过使用我们的拓扑感知的排名策略来最大程度地提高推断影响扩展,以确定查询的下一个节点。通过查询仅5%的节点,IM-META达到了上限性能的93%。
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社交媒体的回声室是一个重要的问题,可以引起许多负面后果,最近影响对Covid-19的响应。回声室促进病毒的阴谋理论,发现与疫苗犹豫不决,较少遵守面具授权,以及社会疏散的实践。此外,回声室的问题与政治极化等其他相关问题相连,以及误导的传播。回声室被定义为用户网络,用户只与支持其预先存在的信仰和意见的意见相互作用,并且他们排除和诋毁其他观点。本调查旨在从社会计算的角度检查社交媒体上的回声室现象,并为可能的解决方案提供蓝图。我们调查了相关文献,了解回声室的属性以及它们如何影响个人和社会。此外,我们展示了算法和心理的机制,这导致了回声室的形成。这些机制可以以两种形式表现出:(1)社交媒体推荐系统的偏见和(2)内部偏见,如确认偏见和精梳性。虽然减轻内部偏见是非常挑战的,但努力消除推荐系统的偏见。这些推荐系统利用我们自己的偏见来个性化内容建议,以使我们参与其中才能观看更多广告。因此,我们进一步研究了回声室检测和预防的不同计算方法,主要基于推荐系统。
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Clustering is a fundamental problem in network analysis that finds closely connected groups of nodes and separates them from other nodes in the graph, while link prediction is to predict whether two nodes in a network are likely to have a link. The definition of both naturally determines that clustering must play a positive role in obtaining accurate link prediction tasks. Yet researchers have long ignored or used inappropriate ways to undermine this positive relationship. In this article, We construct a simple but efficient clustering-driven link prediction framework(ClusterLP), with the goal of directly exploiting the cluster structures to obtain connections between nodes as accurately as possible in both undirected graphs and directed graphs. Specifically, we propose that it is easier to establish links between nodes with similar representation vectors and cluster tendencies in undirected graphs, while nodes in a directed graphs can more easily point to nodes similar to their representation vectors and have greater influence in their own cluster. We customized the implementation of ClusterLP for undirected and directed graphs, respectively, and the experimental results using multiple real-world networks on the link prediction task showed that our models is highly competitive with existing baseline models. The code implementation of ClusterLP and baselines we use are available at https://github.com/ZINUX1998/ClusterLP.
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时间图代表实体之间的动态关系,并发生在许多现实生活中的应用中,例如社交网络,电子商务,通信,道路网络,生物系统等。他们需要根据其生成建模和表示学习的研究超出与静态图有关的研究。在这项调查中,我们全面回顾了近期针对处理时间图提出的神经时间依赖图表的学习和生成建模方法。最后,我们确定了现有方法的弱点,并讨论了我们最近发表的论文提格的研究建议[24]。
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