基于复杂网络的机器学习方法(迪亚戈·克里斯蒂亚诺·席尔瓦)

书: https://pan.baidu.com/s/1LWWovU7IScpiddLrDhjl1w?pwd=pc5n
笔记如下:

  1. 复杂网络特征提取
  • 节点度分布、聚类系数、介数中心性等拓扑特征作为机器学习输入
  • 使用NetworkX计算网络指标:nx.clustering(G)
  1. 网络嵌入(Network Embedding)
  • DeepWalk:通过随机游走生成节点序列,用Word2Vec学习嵌入
  • Node2Vec:控制游走策略(BFS/DFS平衡)
  • 代码示例:from gensim.models import Word2Vec
  1. 图神经网络(GNN)基础
  • 消息传递框架(Message Passing)
  • 图卷积网络(GCN)层:$$H^{(l+1)} = \sigma(\tilde{D}^{-1/2}\tilde{A}\tilde{D}^{-1/2}H^{(l)}W^{(l)})$$
  1. 社区检测结合机器学习
  • 基于Louvain算法发现社区结构作为分类特征
  • 使用社区标签增强节点分类任务
  1. 动态网络表示学习
  • 时序图注意力网络(TGAT)
  • 动态Triad(三元组)模式捕捉
  1. 异质网络处理
  • 元路径(Meta-Path)设计
  • 异质图神经网络(HGNN)
  1. 网络生成模型
  • 图变分自编码器(GraphVAE)
  • 对抗生成网络(GAN)生成拓扑结构
  1. 链路预测方法
  • 传统方法:共同邻居、Adamic-Adar
  • 深度学习:SEAL框架(子图编码)
  1. 图分类任务
  • 图核方法(Graph Kernels)
  • 图池化操作(Graph Pooling):SortPooling, DiffPool
  1. 多模态网络学习
    • 结合节点属性(文本/图像)的图注意力机制
    • 跨模态对比学习(如CLIP风格)
  2. 可解释性技术
    • 图注意力权重可视化
    • 子结构重要性分析(GNNExplainer)
  3. 超大规模网络处理
    • 图采样技术(GraphSAGE的邻居采样)
    • 分布式图计算(PyTorch Geometric+DP)
  4. 网络对抗攻击
    • 拓扑扰动检测
    • 鲁棒性图神经网络训练
  5. 生物网络应用
    • 蛋白质相互作用网络中的功能预测
    • 药物重定位(Drug Repurposing)
  6. 社交网络分析
    • 影响力最大化(Influence Maximization)
    • 虚假账号检测
  7. 交通网络优化
    • 基于图神经网络的流量预测
    • 最优路径规划
  8. 推荐系统应用
    • 用户-商品二部图建模
    • 知识图谱增强的图推荐
  9. 异常检测
    • 网络结构异常(突然出现的密集子图)
    • 节点行为异常(Autoencoder重构误差)
  10. 联邦图学习
    • 跨多个子网络的隐私保护训练
    • 梯度混淆技术
  11. 前沿方向
    • 量子图神经网络
    • 时空图建模(如流行病传播预测)
    • 神经符号系统结合

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注