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我们这里使用一个简单的lumpable partition例子,来显示lumpability的粗粒化跟HON是对应的。
 
我们这里使用一个简单的lumpable partition例子,来显示lumpability的粗粒化跟HON是对应的。
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[[文件:Lumpability例子示意图.png|缩略图|图2:例子示意图]]
    
<math>
 
<math>
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P = P_{s_i s_j} = \left [
 
P = P_{s_i s_j} = \left [
 
\begin{array}{c:c:cc:c:c}
 
\begin{array}{c:c:cc:c:c}
0  & 0 & 0.3 & 0.1 & 0.1 & 0.5\\
+
0  & 0 & 0.3 & 0.1 & 0.6 & 0\\
0 & 0 & 0.2 & 0.3 & 0.1 & 0.4\\
+
\hdashline
 +
0  & 0 & 0.2 & 0.3 & 0 & 0.5\\
 +
\hdashline
 +
0 & 0 & 0 & 0.7 & 0.2 & 0.1\\
 +
0 & 0 & 0.7 & 0 & 0.2 & 0.1\\
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\hdashline
 +
1.0  & 0 & 0 & 0 & 0 & 0\\
 +
\hdashline
 +
0  & 1.0 & 0 & 0 & 0 & 0\\
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\end{array}
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\right ]
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\end{aligned}
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</math>
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对于这个转移概率矩阵,<math>{1, 2, {34}, 5, 6}</math>这个partition是lumpable的。
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首先,我们先按照lumpability的定义,算对应的宏观转移概率:
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<math>
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\begin{aligned}
 +
\left [
 +
\begin{array}{c:c:c:c:c}
 +
0  & 0 & 0.4 & 0.6 & 0\\
 
\hdashline
 
\hdashline
0.2 & 0.1 & 0.1 & 0.3 & 0.2 & 0.1\\
+
0 & 0 & 0.5 & 0 & 0.5\\
0.2 & 0.1 & 0.2 & 0.2 & 0.2 & 0.1\\
   
\hdashline
 
\hdashline
0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0\\
+
0 & 0 & 0.7 & 0.2 & 0.1\\
0  & 0 & 0 & 0 & 0 & 1\\
+
\hdashline
 +
1.0  & 0 & 0 & 0 & 0\\
 +
\hdashline
 +
0  & 1.0 & 0 & 0 & 0\\
 
\end{array}
 
\end{array}
 
\right ]
 
\right ]
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</math>
 
</math>
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[[文件:网络节点边权合并示意图.png|缩略图|图3:HON计算规则]]
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然后,我们来简单的介绍一下的构建宏观HON转移概率矩阵的计算方法。
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在图2中,我们看到3和4为待合并节点<math>S</math>。
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1. 对于其他节点到待合并节点<math>S</math>的连边,即待合并节点的入流(图2中绿色的连边),我们直接加和即可,即<math>p_{1->S} = 0.3+0.1=0.4</math>,<math>p_{2->S} = 0.2+0.3=0.5</math>
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2. 对于待合并节点<math>S</math>到其他节点的连边,即待合并节点的出流(图2中棕色的连边),我们需要考虑三种情况:
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#当待合并节点<math>S</math>间存在连边时;
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#指向同一个输出节点时;
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#当待合并节点<math>S</math>指向不同输出节点时;
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待合并节点<math>S</math>的出流的计算方式都不一样,如图3所示。
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'''但是''',我们可以注意到,这三种计算方式都是待合并节点<math>S</math>中的各节点的出流的<math>W_i^{out}</math>加权,而我们知道,lumpability的特性决定了,群组里的各节点的出流<math>W_i^{out}</math>都是一样的。也就是说,任意的加权方法对于lumpable partition来说都能得出相同的结果。
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由此,我们总结,lumpable partition的聚合方式和HON,无论入流还是出流都完全一致。
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==基于Lumpability的粗粒化方法==
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==基于Lumpability的粗粒化方法 ==
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[[文件:Lump fig1.png|缩略图|398x398像素|图2:Zhang<ref name=":0" /> 文章中的示意图。图中左面四个矩阵都是lumpable马尔科夫矩阵,而右面的P_2是一个噪声矩阵,(P_1)^T P_2 = 0|替代=]]
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[[文件:Lump fig1.png|缩略图|398x398像素|图4:Zhang<ref name=":0" /> 文章中的示意图。图中左面四个矩阵都是lumpable马尔科夫矩阵,而右面的P_2是一个噪声矩阵,(P_1)^T P_2 = 0|替代=]]
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由上面的lumpability公式(4)和例子中我们能获得一个直观上的说法:当马尔科夫矩阵存在block结构,或者状态明显可被分成几类的时候,根据这样的partition,该矩阵就会lumpable,如图2中的<math>\bar{P}</math>所示,把相同的状态(行向量)分成一类的partition显然lumpable。
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由上面的lumpability公式(4)和例子中我们能获得一个直观上的说法:当马尔科夫矩阵存在block结构,或者状态明显可被分成几类的时候,根据这样的partition,该矩阵就会lumpable,如图4中的<math>\bar{P}</math>所示,把相同的状态(行向量)分成一类的partition显然lumpable。
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但是,有时候有些lumpable的矩阵的状态排序被打乱了(如图一中的<math>P_1</math>),或者矩阵包含了如<math>P_2</math>的噪声(如图2中的<math>P</math>,<math>P = P_1 + P_2</math>,<math>P_1^TP_2 = 0</math>)。
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但是,有时候有些lumpable的矩阵的状态排序被打乱了(如图一中的<math>P_1</math>),或者矩阵包含了如<math>P_2</math>的噪声(如图4中的<math>P</math>,<math>P = P_1 + P_2</math>,<math>P_1^TP_2 = 0</math>)。
    
我们在实际问题中很多时候要面对的是像<math>P</math>这样的矩阵,我们既无法确定它是否lumpable,也无法决定它的partition,我们甚至不知道它的马尔科夫秩。
 
我们在实际问题中很多时候要面对的是像<math>P</math>这样的矩阵,我们既无法确定它是否lumpable,也无法决定它的partition,我们甚至不知道它的马尔科夫秩。
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