基于社交网络的社区发现算法研究
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在社交 网络中，人们之间是如何进行交互 、传递信息 、它们之 间的结构如何形成 、迁移 ；哪些用户具有相 似 的爱 好及 兴 趣 、哪些用 户 在社交 网络信 息传 播 中具有 重要 的作 用及 天 然优势 ；它 们之 间是 否会 自发 的形 成 具有 直 接链 接 （拓扑 结构 社 区 ）或 不具 有 之 问链 接 的 社 区 （隐含 社 区 ），这 些都 是 当前 社 交 网络 （ＳＮＳ，Ｓｏｃｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｉｔｅ）研 究 中的热点 。本 文将 就社 交 网络 （ＳＮＳ）研 究 的基 础 核心 热 点一社 交 网络社 区 发现 （探 测 ）进 行 分析 。 １ 社 交网络特性及社 区定义
摘 要 ：随 着社 交网络 的快速发展 及应用 ，围绕社 交 网络 用户及信 息 交互 自发形 成的 网络社 区 已经成 为 当前社 交 网络研 究领域 的重要 分 支，并取得 了许 多研 究进展及 成果 ，但仍 然存在 许 多挑 战及 问题 。本 文从 网络 社 区研 究的 网络 结构、网络信 息、时间三个重要 因素 考虑 ，在 网络社 区的定义 、特性 的基础 上 ，分类、对 比 了典型 的社 区发现模 型 、算法及社 区划分评价 方法，并对其存在 的问题及 未来发展方 向进行 了分析探讨 。 关键词 ：社 交网络 ；社 区算法 ；动 态社 区；ＳＮＳ分析 中 图 分 类 号 ：ＴＰ３９１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００９－３９０７（２０１６）０６—００３５—０４
社 交 网络是 一种 全新 的虚 拟交 流形 态 ，人们 通过 网络空 间进 行相互 交 流 ，并 形成 比较 亲密 的关 系或不 同 的角色 ，即社 交 网络 中总是 有 一 部分 较 为 活跃 的用户 充 当着 组 织 者 （领导 者 ）的角 色 ，其他 用 户在 相 同 的话 题或 兴趣 下 ，逐 渐聚合 在 一起 ，从 而形成 一 个有 自我认 同的虚 拟 网络社 区。另 外 Ｓｔａｎｌｅｙ Ｍｉｌｇｒａｍ 的“六 度分 隔 ”理论 、Ｃａｍｅｒｏｎ Ｍａｒｌｏｗｅ的 １２０及 １５０法则 的理 论也 在社 交 网络应 用 中得 到 了验 证 。
０ 引 言 随着 Ｔｗｉｔｔｅｒ、Ｆａｃｅｂｏｏｋ、新 浪微博 、人 人 网 、微 信等 社交 网络 的广 泛 应用 ，社 交 网络大 数 据集 合孕 育 而生 ，
在大 数据 基础 上 ，不 同领 域 、学 科 的研究 人 员 基 于 社 交 网 络 的链 接 结 构 、用 户 交 互 行 为 、信 息扩 散 传 播 等方 面 ，进 行 了社 交 网络用 户 关 系挖 掘 、信 息 扩散 传 播 的机 制 分析 、网络 结构 变 迁 、新 型 （网 络 ）虚拟关 系演 化 等 基 础 性 问题 的研究 。
目前 ，社 交 网络 中关 于社 区 （社 团）的定义 纷 杂并 没有 统一 的标 准 ，大 致 可分 为基 于 链接 关 系 的社 区 、基 于信息内容的社区、链接和内容相结合的社 区三类。基于链接关系的社 区，通常把社交网络中的用户作为节 点 ，用户 之 间的关 系作 为边 ，网络 中那些 内部 连接 “紧 密 ”、外部 连接 “稀疏 ”的子 团结构 ，称 为虚 拟 网络社 区。 Ｒａｄｉｃｃｈｉ等 针 对社 区 内部 链 接 紧 密 、社 区间 连接 稀 疏 不能 很好 量 化 、应 用 于社 区结 构 划分 的缺 陷 ，提 出了强 社 区组织 和弱 社 区组织 ，强 社 区 中节 点之 间 连接 的度 大于其 与社 区外 部 节点所 连 接 的度 ；弱社 区组 织 中全部 节点 的度 大 于社 区 中所 有 节点 与外 部节 点 相 连接 的度 之 和 。Ｐａｌｌａ等 人 提 出 由几 个 全 连通 的子社 区构成 的
早 期关 于 网络 结构 的研 究 主要着 重 于小 规模 的 网络 （如 问卷 调 查 、美 国 大学 生足 球 网络 等 ）。但 近 年来 随着 社交 网络 规模 及应 用 的急剧 发 展 ，关 于 复杂 网络 的研 究 及 数据 集 的采 样 规模 ，已递 增 为 百万 或 千万 、甚 至上亿 。社交网络 已经成为复杂网络研究 中一个新兴 的研究领域。Ｗａｔｔｓ等 １１提出的小世界模 型，描述 网 络 具有 集 聚 、较 小 平 均 路 径 长 度 等 特 性 。Ｂａｒａｈａｓｉ等 验 证 了度 分 布 服 从 幂 律 分 布 Ｐ（ ）＝ｃｋ 的 复 杂 网 络 －ｚ’ ，具 有 “小 世 界 ”、“聚集性 ”、“无标 度 ”等特 性 。
络结构拓扑快照 。如在时刻 １得到网络结构快照 Ｇ ，在时刻 ２得到网络结构快照 Ｇ：，依次类推 ，得到 Ｇ 一 ，
３于 ＳＮＳ网络结 构 随着 时间在 不 断变化 ，节 点之 间 的连接 有可 能增 加或 删 除 。在 不 同时刻 对 ＳＮＳ社交
结 构进 行采 样 ，得 到一个 时 间序列 的静态 ＳＮＳ的无 向 图 ，每 一 个无 向 图称 作动 态 ＳＮＳ在 这个 时 刻 的社 交 网
收 稿 日期 ：２０１６—０４－３０ 基 金项 目：北京政 法职业学院课题 （ＫＹＺＸ２０１４０４） 作者简介 ：毋建 军（１９７７－），男 ，山西 河津 人 ，讲师 ，硕士 ，主要从事社交 网络方面研究 。
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第 ６期
毋建 军 ：基于社交 网络 的社 区发现算法研究
第 ２６卷 第 ６期 ２０１６年 ６月
长 春 大 学 学 报 ．
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＡＮＧＣＨＵＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ＿２６ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１６
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基于社交 网络的社 区发现算 法研 究
毋 建 军
（北 京政法职业学 院 信息技术 系 ，北京 １０２６２８）
摘 要 ：随 着社 交网络 的快速发展 及应用 ，围绕社 交 网络 用户及信 息 交互 自发形 成的 网络社 区 已经成 为 当前社 交 网络研 究领域 的重要 分 支，并取得 了许 多研 究进展及 成果 ，但仍 然存在 许 多挑 战及 问题 。本 文从 网络 社 区研 究的 网络 结构、网络信 息、时间三个重要 因素 考虑 ，在 网络社 区的定义 、特性 的基础 上 ，分类、对 比 了典型 的社 区发现模 型 、算法及社 区划分评价 方法，并对其存在 的问题及 未来发展方 向进行 了分析探讨 。 关键词 ：社 交网络 ；社 区算法 ；动 态社 区；ＳＮＳ分析 中 图 分 类 号 ：ＴＰ３９１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００９－３９０７（２０１６）０６—００３５—０４
社 交 网络是 一种 全新 的虚 拟交 流形 态 ，人们 通过 网络空 间进 行相互 交 流 ，并 形成 比较 亲密 的关 系或不 同 的角色 ，即社 交 网络 中总是 有 一 部分 较 为 活跃 的用户 充 当着 组 织 者 （领导 者 ）的角 色 ，其他 用 户在 相 同 的话 题或 兴趣 下 ，逐 渐聚合 在 一起 ，从 而形成 一 个有 自我认 同的虚 拟 网络社 区。另 外 Ｓｔａｎｌｅｙ Ｍｉｌｇｒａｍ 的“六 度分 隔 ”理论 、Ｃａｍｅｒｏｎ Ｍａｒｌｏｗｅ的 １２０及 １５０法则 的理 论也 在社 交 网络应 用 中得 到 了验 证 。
０ 引 言 随着 Ｔｗｉｔｔｅｒ、Ｆａｃｅｂｏｏｋ、新 浪微博 、人 人 网 、微 信等 社交 网络 的广 泛 应用 ，社 交 网络大 数 据集 合孕 育 而生 ，
在大 数据 基础 上 ，不 同领 域 、学 科 的研究 人 员 基 于 社 交 网 络 的链 接 结 构 、用 户 交 互 行 为 、信 息扩 散 传 播 等方 面 ，进 行 了社 交 网络用 户 关 系挖 掘 、信 息 扩散 传 播 的机 制 分析 、网络 结构 变 迁 、新 型 （网 络 ）虚拟关 系演 化 等 基 础 性 问题 的研究 。
目前 ，社 交 网络 中关 于社 区 （社 团）的定义 纷 杂并 没有 统一 的标 准 ，大 致 可分 为基 于 链接 关 系 的社 区 、基 于信息内容的社区、链接和内容相结合的社 区三类。基于链接关系的社 区，通常把社交网络中的用户作为节 点 ，用户 之 间的关 系作 为边 ，网络 中那些 内部 连接 “紧 密 ”、外部 连接 “稀疏 ”的子 团结构 ，称 为虚 拟 网络社 区。 Ｒａｄｉｃｃｈｉ等 针 对社 区 内部 链 接 紧 密 、社 区间 连接 稀 疏 不能 很好 量 化 、应 用 于社 区结 构 划分 的缺 陷 ，提 出了强 社 区组织 和弱 社 区组织 ，强 社 区 中节 点之 间 连接 的度 大于其 与社 区外 部 节点所 连 接 的度 ；弱社 区组 织 中全部 节点 的度 大 于社 区 中所 有 节点 与外 部节 点 相 连接 的度 之 和 。Ｐａｌｌａ等 人 提 出 由几 个 全 连通 的子社 区构成 的
早 期关 于 网络 结构 的研 究 主要着 重 于小 规模 的 网络 （如 问卷 调 查 、美 国 大学 生足 球 网络 等 ）。但 近 年来 随着 社交 网络 规模 及应 用 的急剧 发 展 ，关 于 复杂 网络 的研 究 及 数据 集 的采 样 规模 ，已递 增 为 百万 或 千万 、甚 至上亿 。社交网络 已经成为复杂网络研究 中一个新兴 的研究领域。Ｗａｔｔｓ等 １１提出的小世界模 型，描述 网 络 具有 集 聚 、较 小 平 均 路 径 长 度 等 特 性 。Ｂａｒａｈａｓｉ等 验 证 了度 分 布 服 从 幂 律 分 布 Ｐ（ ）＝ｃｋ 的 复 杂 网 络 －ｚ’ ，具 有 “小 世 界 ”、“聚集性 ”、“无标 度 ”等特 性 。
络结构拓扑快照 。如在时刻 １得到网络结构快照 Ｇ ，在时刻 ２得到网络结构快照 Ｇ：，依次类推 ，得到 Ｇ 一 ，
３于 ＳＮＳ网络结 构 随着 时间在 不 断变化 ，节 点之 间 的连接 有可 能增 加或 删 除 。在 不 同时刻 对 ＳＮＳ社交
结 构进 行采 样 ，得 到一个 时 间序列 的静态 ＳＮＳ的无 向 图 ，每 一 个无 向 图称 作动 态 ＳＮＳ在 这个 时 刻 的社 交 网
收 稿 日期 ：２０１６—０４－３０ 基 金项 目：北京政 法职业学院课题 （ＫＹＺＸ２０１４０４） 作者简介 ：毋建 军（１９７７－），男 ，山西 河津 人 ，讲师 ，硕士 ，主要从事社交 网络方面研究 。
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第 ６期
毋建 军 ：基于社交 网络 的社 区发现算法研究
第 ２６卷 第 ６期 ２０１６年 ６月
长 春 大 学 学 报 ．
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＡＮＧＣＨＵＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ＿２６ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１６
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基于社交 网络的社 区发现算 法研 究
毋 建 军
（北 京政法职业学 院 信息技术 系 ，北京 １０２６２８）