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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]] |
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| <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\\ |
| + | \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>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: |
| + | <math> |
| + | \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: |
| + | #当待合并节点<math>S</math>间存在连边时; |
| + | #指向同一个输出节点时; |
| + | #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== | + | ==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=]] | + | [[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。 | + | 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>)。 | + | 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>)。 |
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| 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。 |