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| | + | =不同粗粒化方法之间的异同= |
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| | + | ====动力学可逆性 v.s. 成块性==== |
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| | + | 成块的马尔科夫矩阵可以被重新排列成几块,这种lumpable的矩阵的动力学可逆性也会很高,在这种情况下动力学可逆性和 Lumpability是一致的。 |
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| | + | 在没有明显block结构的情况下,我们可以使用上述的SVD+kMeans方式找到最优的lumpability partition并决定它的lumpability。我们在一个动力学可逆性比较高(有明显的因果涌现)的国际贸易网的例子上进行尝试,却发现该网络上的最优lumpability partition宏观结果的动力学可逆性并不高。这现象说明: |
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| | + | #Lumpability最优的partition不等于可逆性最优的partition。 |
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| | + | #Lumpability的分组数量是基于马尔科夫秩的,而可逆性的分组数量是对奇异值谱的截断位置。 |
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| | + | (未完待续) |
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| | + | ===高阶网络聚类 Higher-order Macronodes v.s. 成块性=== |
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| | + | Higher-order Macronodes,是由Jian Xu等人<ref name=":3">J. Xu, T. L. Wickramarathne, and N. V. Chawla, 'Representing higher-order dependencies in networks,' Science Advances, vol. 2, Article ID el600028, 2016.a</ref>提出,根据给定的微观马尔科夫链和节点划分方案,得出一个和微观转移矩阵保持一致的宏观转移矩阵的方法,详情请参考[[复杂网络中的因果涌现]]。 |
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| | + | 我们通过一个简单的成块划分例子来展示,成块性的粗粒化与HOM是如何对应的。该例子的状态转移图如下图所示: |
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| | + | [[文件:Lumpability例子示意图.png|图6:例子示意图|300像素]] |
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| | + | 与之相应的状态转移概率矩阵为: |
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| | + | <math> |
| | + | \begin{aligned} |
| | + | P = P_{s_i \rightarrow s_j} = \left [ |
| | + | \begin{array}{c:c:cc:c:c} |
| | + | 0 & 0 & 0.3 & 0.1 & 0.6 & 0\\ |
| | + | \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\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 1.0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 0 & 1.0 & 0 & 0 & 0 & 0\\ |
| | + | \end{array} |
| | + | \right ] |
| | + | \end{aligned} |
| | + | </math> |
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| | + | 对于这个转移概率矩阵,<math>\{1, 2, \{34\}, 5, 6\}</math>是一个成块的划分。 |
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| | + | 首先,我们先按照成块性的粗粒化定义,计算对应的宏观转移概率: |
| | + | <math> |
| | + | \begin{aligned} |
| | + | \left [ |
| | + | \begin{array}{c:c:c:c:c} |
| | + | 0 & 0 & 0.4 & 0.6 & 0\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 0 & 0 & 0.5 & 0 & 0.5\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 0 & 0 & 0.7 & 0.2 & 0.1\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 1.0 & 0 & 0 & 0 & 0\\ |
| | + | \hdashline |
| | + | 0 & 1.0 & 0 & 0 & 0\\ |
| | + | \end{array} |
| | + | \right ] |
| | + | \end{aligned} |
| | + | </math> |
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| | + | 然后,我们简单介绍[[网络归并]]中构建宏观HOM转移概率矩阵的计算方法。 |
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| | + | 在图(6)中,我们将节点3和4视为待合并的节点<math>A</math>。 |
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| | + | 1. 计算合并节点的入流:对于其他节点到待合并节点<math>A</math>的连边(图(6)中绿色的连边),直接加和即可。例如,<math>p_{s_1 \rightarrow A} = 0.3+0.1=0.4</math>,<math>p_{ s_2 \rightarrow A} = 0.2+0.3=0.5</math> |
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| | + | 2. 计算合并节点的出流:对于待合并节点<math>A</math>到其他节点的连边(图(6)中棕色的连边),需要考虑三种情况: |
| | + | #当待合并节点<math>A</math>间存在连边时; |
| | + | #当待合并节点<math>A</math>指向同一个输出节点时; |
| | + | #当待合并节点<math>A</math>指向不同输出节点时; |
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| | + | 待合并节点<math>A</math>的出流的计算方式都不一样,如图(7)所示: |
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| | + | [[文件:HOM示例.png|缩略图|图7:HOM节点边权合并示意图|替代=|500像素|无]] |
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| | + | '''然而''',我们注意到,这三种计算方式本质上都是对待合并节点<math>A</math>中各节点的出流<math>W_i^{out}</math>的加权求和。而成块性的特性决定了,群组里的各节点到其他群组的出流<math>W_i^{out}</math>都是一样的。所以,对相同的<math>W_i^{out}</math>进行任意加权平均的结果仍然是<math>W_i^{out}</math>。这意味着,无论根据哪种情况采用哪种加权方法,对于成块划分来说,最终的结果都是一致的,且与成块性的粗粒化结果相同。 |
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| | + | 由此,我们总结,'''成块性的聚合方式和HOM的计算方式,无论入流还是出流都完全一致。''' |
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