從冪律到極值混合分佈 | 網絡科學論文速遞 18 篇

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從冪律到極值混合分佈 | 網絡科學論文速遞 18 篇

核心速遞

  • 從冪律到極值混合分佈;

  • 耦合擺鐘與節拍器的反相位與同相位同步;

  • 供排水管網共同演化的最簡模型;

  • BAT.jl-- 一個基於 julia 的貝葉斯推斷工具;

  • 同人小說社區的網絡效應分析;

  • 智能手機的聯合位置能檢測到友誼嗎 ? 這取決於你如何建模它;

  • 針對高知名度 Twitter 賬戶的“社交”協調調查;

  • NewsTweet: 嵌入在線新聞的社交媒體數據集;

  • 新冠肺炎 : 如果免疫力衰退怎麼辦?;

  • 黎巴嫩冠狀病毒傳播的建模與模擬新冠肺炎;

  • 新冠肺炎的演變模型;

  • 俄羅斯的人才流失與人才增值——基於 Scopus 1996-2020 年文獻計量數據的學科分析;

  • 地區流動性、社會連通性與德國新冠肺炎傳播的相互作用;

  • 檢測利益點訪問時間序列中的早期預警信號以研究人羣對 COVID-19 大流行的反應;

  • 優先選擇模型的一般解法;

  • 晶體管 : 基於網絡科學的歷史觀;

  • 嵌入社會網絡的異性戀二分網絡的生成;

  • 具有因變感染率的新冠肺炎 / 艾滋病流行動態的數學模型 : 在韓國的應用;

從冪律到極值混合分佈

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原文標題:

From the power law to extreme value mixture distributions

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03073

作者:

Clement Lee,Emma Eastoe

摘要:冪定律在描述諸如網絡等級和詞頻等計數現象時很有用。用一個單一的參數,它捕獲的主要特徵,頻率是線性的對數尺度。儘管如此,還是有人對冪律提出了批評,並提出了各種方法來解決選擇所需閾值和量化圍繞冪律的不確定性等問題,並檢驗關於數據是否可能來自冪律的假設。由於極值理論概括了 (連續) 冪定律,因此很自然地認爲前者是解決後者周圍這些問題的一種方法。本文提出了兩種極值混合分佈,其中一種混合分佈引入了冪律,無需預先設定閾值。實驗結果表明,所提出的分佈函數能夠很好地擬合數據,能夠自然地量化閾值不確定度,並能滿意地回答冪律是否足夠有用。

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耦合擺鐘與節拍器的

反相位與同相位同步

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原文標題:

Antiphase Versus In-Phase Synchronization of Coupled Pendulum Clocks and Metronomes

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02947

作者:

Guillermo H Goldsztein,Alice N Nadeau,Steven H Strogatz

摘要:1665 年,惠更斯觀察到懸掛在同一橫樑上的兩個擺鐘在經過數百次擺動後,出現了反相位的同步現象。另一方面,把節拍器放在可移動平臺上的現代實驗表明,它們趨向於同步,而不是反相。這裏,使用一個簡單的耦合時鐘和節拍器模型,我們計算了同相和反相同步是穩定的情況。我們的方法不同尋常的特點包括它對擒縱機構的處理,一個最高可達立方的小角近似,以及一個三倍漸近分析。

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供排水管網共同演化的最簡模型

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原文標題:

A minimalist model for co-evolving supply and drainage networks

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02882

作者:

Shashank Kumar Anand,Milad Hooshyar,Jan Martin Nordbotten,Amilcare Porporato

摘要:許多複雜的系統,包括自然的和人工的,是擁有屬性和 / 或排水網絡相互交織的存在。在這裏,我們提出了一個空間連續區域中這種共同演化網絡的最簡模型,其中所獲得的網絡可以被解釋爲逆流排水或共流供排水機制的一部分。該模型由三個耦合的非線性偏微分方程組組成,通過修正一箇中介標量場來描述輸入和輸出材料的空間密度模式,在這個標量場上雕刻供排水網絡。在二維情況下,標量場可以看作是一個假想景觀的海拔,其中供水網絡和排水網絡分別是山脊和山谷。在三維情況下,標量場起到化學信號強度的作用,其中供應和排水網絡的血管化發生在臨界“侵蝕”強度之上。給出了兩種材料的穩態解作爲無量綱溝道化指數的函數。新興網絡的空間格局分爲分支和擁擠的極端情況,其中由此產生的網絡的特點是根據絕對值以及兩個無量綱指數的相對值。

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BAT.jl-- 一個基於 julia 的

貝葉斯推斷工具

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原文標題:

BAT.jl -- A Julia-based tool for Bayesian inference

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03132

作者:

Oliver Schulz,Frederik Beaujean,Allen Caldwell,Cornelius Grunwald,Vasyl Hafych,Kevin Kröninger,Salvatore La Cagnina,Lars Röhrig,Lolian Shtembari

摘要:我們描述了用 Julia 語言編寫的 Bayesian 推論統計學的多用途軟件 BAT.jl 的開發。這裏總結了主要的設計注意事項和實現的算法,以及確保算法正常運行的測試套件。我們還給出了一個來自物理領域的擴展示例,該示例演示了 BAT.jl 的功能。

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同人小說社區的網絡效應分析

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原文標題:

Analyzing Network Effects on a Fanfiction Community

地址:

http://arxiv.org/abs/1909.02886

作者:

Andrés Carvallo,Denis Parra

摘要:從 Web 2.0 的早期開始,在線社區已經迅速發展,並且已經成爲許多人生活的重要組成部分。在其中一個社區 fanfiction.net 中,用戶可以閱讀和寫作改編自原著、電視劇、電影等的故事。通過追蹤故事及其作者,同人小說社區創建了一個社交網絡。之前對在線社區的研究已經表明了社交網絡的特徵是如何幫助解釋社區的行爲的,所以我們對研究同人小說的社交網絡以及它在社區各個方面的影響很感興趣。特別是,在這篇文章中,我們描述了社區成員的一些屬性,我們也試圖發現哪些因素解釋了作者的受歡迎程度。我們發現,加入同人小說的時間和作者傳記的大小,對作者的知名度有負面影響。此外,我們還發現,用戶的網絡度量有助於解釋更好的作者受歡迎程度。

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智能手機的聯合位置能檢測到友誼嗎 ?

這取決於你如何建模它

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原文標題:

Can Smartphone Co-locations Detect Friendship? ItDepends How You Model It

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02919

作者:

Momin M. Malik,Afsaneh Doryab,Michael Merrill,Anind K. Dey

摘要:我們提出了一項研究,以探測友誼,它的力量,以及它的變化,從智能手機的位置數據收集的兄弟會成員。我們提取了一組豐富的同位特徵,並建立了分類器,可以在隨機基線的 30% 上檢測友誼和親密友誼。我們設計了交叉驗證 / 模式來測試我們的模型在特定應用設置下的性能,發現它對於新的二元組和時間差異是健壯的。

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針對高知名度 Twitter 賬戶的

“社交”協調調查

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原文標題:

Investigating Coordinated 'Social' Targeting of High-Profile Twitter Accounts

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02874

作者:

Hunter Scott Heidenreich,Munif Ishad Mujib,Jake Ryland Williams

摘要:2016 年美國總統大選之後,人們越來越關注出於政治動機在社交媒體平臺上操縱大衆用戶行爲的問題。由於在這些平臺上發生了大量的政治討論,查明惡意活動和協調一致的運動對於確保強有力的民主環境至關重要。Twitter 已經成爲政治家和其他公衆人物的重要溝通渠道,使他們能夠與支持者保持直接聯繫。然而,該平臺一直是大規模惡意活動的沃土。隨着 2020 年美國總統大選的臨近,我們開發了一些工具來監控一些最著名的 Twitter 用戶的跟隨者動態,其中包括美國總統候選人。我們調查了大量奇怪的現象,比如關注者數量圖表上的劇烈尖峯和鋸齒波形 ; “循環”的用戶賬戶羣,也就是說,多次重複關注高知名度的賬戶 ; 以及其他“復活”的賬戶,這些賬戶在多年不活躍之後,最近重新在 Twitter 上使用。因此,通過在這些背景下的各種分析,我們揭示了多種協調的“社會”定位活動,旨在通過使用社會自動化網絡 (機器人) 影響社會關鍵事件的結果,通常通過“妥協”賬戶優化他們的社會資本,而這些賬戶已經被劫持——對更廣泛的世界來說是未知的。

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NewsTweet:

嵌入在線新聞的社交媒體數據集

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原文標題:

NewsTweet: A Dataset of Social Media Embedding in Online Journalism

地址:

https://arxiv.org/abs/2008.02870

作者:

Munif Ishad Mujib,Hunter Scott Heidenreich,Colin J. Murphy,Giovanni C. Santia,Asta Zelenkauskaite,Jake Ryland Williams

摘要:近年來,在數字新聞報道中加入社交媒體帖子 (尤其是推特) ,既作爲評論,也越來越多地作爲新聞來源,已經變得司空見慣。爲了對這一現象進行足夠深入的研究,有必要從新聞出版商和社交媒體平臺收集大規模的數據。這項工作描述了這樣一個數據管道的構建。從谷歌新聞中收集的數據顯示,13% 的新聞都包含嵌入式推文,其中體育和娛樂新聞的內容最多。人們發現,公衆人物和名人佔據了這些報道的主導地位 ; 然而,相對不知名的用戶也獲得了新聞價值。所收集的數據集 NewsTweet 和相關的採集管道引發了一波來自多個研究團體對社會內容嵌入的新的調查。

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新冠肺炎 : 如果免疫力衰退怎麼辦?

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原文標題:

COVID-19: What If Immunity Wanes?

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03283

作者:

M. Alper Çenesiz,Luís Guimarães

摘要:利用一個簡單的社會距離減少傳染的經濟模型,我們研究了免疫力減弱對流行病學動態和社會活動的影響。如果免疫力下降,我們發現新型冠狀病毒肺炎可能成爲地方病,而且在發現疫苗或治癒方法之前,社會距離會一直保持下去。但是,免疫力的減弱並不一定會改變流感大流行開始時的最佳行動。分散均衡實際上是獨立於免疫力減弱直到接近感染高峯。就集中均衡而言,免疫力下降的相關性降低了找到疫苗或治癒的可能性、感染的成本 (例如,感染致死率) ,以及存在其他可降低傳染率的 npi (例如,隔離和使用口罩)。在校準到 2020 年 7 月的模擬中,我們的模型表明,在至少 2021 年之前,減弱的免疫力對於集中均衡實際上並不重要。這爲個人和決策者提供了至關重要的時間,以瞭解對 SARS-CoV-2 的免疫力,然後才成爲關鍵。

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黎巴嫩冠狀病毒傳播的建模

與模擬新冠肺炎

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原文標題:

Modeling and Simulation of the spread of coronavirus disease (COVID-19) in Lebanon

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03264

作者:

Ayman Mourad,Fatima Mroue

摘要 :在這篇論文中,我們建立了一個冠狀病毒傳播的概率數學模型 (新型冠狀病毒肺炎)。它考慮到這種疾病的已知特點,例如存在傳染性未檢出病例以及感染者的不同社會和傳染性條件。具體而言,報告考慮了一個國家的社會結構和政府措施、發現的病例在實際總感染病例中所佔的比例,以及未被發現的境外感染者的涌入。雖然這個模型很簡單,可以利用地方當局提供的關於這一大流行病的數據合理地確定其參數,但它也足夠複雜,可以捕捉到最重要的影響。我們研究了黎巴嫩的特殊情況,並使用其報告的數據來估計模型參數,這對估計新型冠狀病毒肺炎在其他國家的傳播是有用的。我們表明,報告的數據和我們的模型給出的估計之間有很好的一致性。我們還模擬了幾種情況,幫助決策者決定如何放鬆不同的措施,同時避免出現嚴重的新型冠狀病毒肺炎。我們還能夠確定導致特定情況的主要因素,這有助於更好地瞭解病毒的傳播。

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新冠肺炎的演變模型

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原文標題 :

Modeling the evolution of COVID-19

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03165

作者:

Constantia Alexandrou,Vangelis Harmandaris,Anastasios Irakleous,Giannis Koutsou,Nikos Savva

摘要:我們提出了兩種不同的方法來模擬新型冠狀病毒肺炎大流行的傳播。這兩種方法都是基於易感人羣、接觸人羣、感染人羣、隔離人羣和康復人羣等級,並允許任意數量的亞羣擁有不同的感染率和不同水平的檢測。第一個模型是從一組常微分方程中推導出來的,這些常微分方程包含了不同階級之間發生種羣轉變的速率。另一種是粒子模型,這是人羣模擬模型的一個特例,其中疾病是通過粒子碰撞傳播的,感染率是通過調整粒子速度來改變的。這兩個模型的參數是根據文獻和國別數據中關於新型冠狀病毒肺炎的信息進行調整的,包括限制實施和取消時的影響。我們使用塞浦路斯的數據證明了這兩個模型的適用性,我們發現這兩個模型產生了非常相似的結果,給予預測的信心。

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俄羅斯的人才流失與人才增值

——基於 Scopus 1996-2020 年

文獻計量數據的學科分析

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原文標題:

Brain Drain and Brain Gain in Russia: Analyzing International Migration of Researchers by Discipline using Scopus Bibliometric Data 1996-2020

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03129

作者:

Alexander Subbotin,Samin Aref

摘要:我們研究學術界的國際流動性,重點是研究人員往返俄羅斯的移民。利用 Scopus 1996 年至 2020 年的所有出版物,我們分析了超過 50 萬研究人員的文獻計量數據,這些研究人員在其職業生涯的某個階段發表過有俄羅斯聯繫地址的文章。研究人員的遷移是通過他們的歸屬地址的變化觀察。第一次,我們分析了移民研究人員的來源和目的地與他們的領域和表現,並計算淨移民率的基礎上流入和流出。我們的研究結果表明,雖然俄羅斯在 20 世紀 90 年代末和 21 世紀初是一個捐助國,但近年來它經歷了一個相對對稱的研究人員循環。利用出版物的主題類別,我們量化了移民對每個學術領域的影響。我們的分析顯示,俄羅斯在幾乎所有學科上都遭受了淨損失,在神經科學、決策科學、牙科學、生物化學和數學方面更是如此。在經濟學和環境科學領域,來往於俄羅斯的研究人員相對平衡。我們的實質性成果揭示了學術界國際流動的新方面及其對直接影響政策制定的國家科學體系的影響。從方法論上講,我們處理大數據的新方法可以作爲其他國家學術移民研究的分析框架。

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地區流動性、社會連通性與

德國新冠肺炎傳播的相互作用

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原文標題:

On the Interplay of Regional Mobility, Social Connectedness, and the Spread of COVID-19 in Germany

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03013

作者 :

Cornelius Fritz,Göran Kauermann

摘要:由於呼吸道病毒的主要傳播方式是人與人之間的互動,我們需要重新考慮物理互動模式,以減少感染新型冠狀病毒肺炎的人數。雖然非藥物干預對國家流動模式有明顯的影響,但只有相對的區域流動行爲才能對人類流動對新型冠狀病毒肺炎傳播的影響提供一個公正的視角。因此,在這篇論文中,我們調查了 2020 年 3 月 3 日至 6 月 22 日期間,Facebook 活動對德國每週新增感染率的影響。我們的結果證實,減少社會活動降低感染率,解釋了區域和時間模式。社會距離的程度 (以居住在聯邦行政區內的人口百分比爲量化指標) 對傳染病的發病率有總體負面影響。此外,我們的研究結果顯示了基於地理和社會距離的空間感染模式。

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檢測利益點訪問時間序列中的

早期預警信號以研究人羣對

COVID-19 大流行的反應

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原文標題:

Detecting Early-warning signals in Time Series of Visits to Points of Interests to Examine Population Response to COVID -19 Pandemic

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02905

作者:

Qingchun Li,Zhiyuan Tang,Natalie Coleman,Ali Mostafavi

摘要:本文的目的是研究人口對新型冠狀病毒肺炎和相關政策干預的反應,方法是通過時間序列訪問利益點 (POIs) 來探測早期預警信號。複雜的系統,例如城市,當它們接近響應外部擾動 (包括危機、政策變化和人類行爲變化) 的相變時,顯示出早期預警信號。在城市系統中,對 POIs 的人口訪問代表了城市這一複雜系統中的一種狀態。由於人口對大流行病風險的反應和干預政策,這些國家可能發生階段轉變。在這項研究中,我們進行了早期預警信號檢測的人口訪問 POIs 檢查人口對大流行風險的反應。我們研究了美國 17 個大城市的人口訪問 POIs 的時間序列中的 2 個早期預警信號 ,-lag-1 和標準差的自相關增加。結果表明 : (1)2020 年 2 月 14 日至 3 月 11 日,在 17 個城市探測到人口對新型冠狀病毒肺炎的反應的預警信號 ; (2) 在 17 個城市探測到的人口反應早於就地避難令 ; (3) 主要避難所探測到的預警信號早於非主要避難所探測到的預警信號 ; (4) 探測到的人口反應和就地避難令之間的時間延遲導致避難所探訪減少。研究結果表明,城市作爲複雜系統,在危機過程中發現預警信號具有重要意義。預警信號可以提供關於人口對危機作出反應的時間和程度的重要見解,供決策者參考。

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優先選擇模型的一般解法

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原文標題:

A general solution to the preferential selection model

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.02885

作者:

Jake Ryland Williams,Diana Solano-Oropeza,Jacob R. Hunsberger

摘要:本文給出了時間演化新穎性函數的 Herbert Simon 1955 模型的一般解析解。這產生了深遠的影響 : Simon 的模型是 Barabasi 在 1999 年爲成長的社交網絡建立的優先依戀模型的前遊標模型,我們對它的一般抽象更多地認爲依戀是一種鏈接選擇的形式。我們展示了任何可以被建模爲類型實例的系統——例如,發生數據 (頻率)——可以從分佈的角度以極高的準確度進行通用建模 (和模擬)。

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晶體管 : 基於網絡科學的歷史觀

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原文標題 :

Transistors: A Network Science-Based Historical Perspective

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03134

作者:

Alexandre Benatti,Henrique Ferraz de Arruda,Filipi Nascimento Silva,Luciano da Fontoura Costa

摘要:現代電子學的發展在很大程度上與雙極結技術的出現和普及有關。本工作應用科學的概念和方法學的科學,以便發展一個相對系統的,定量的研究發展的電子學從雙極結爲中心的角度。首先,我們搜索所採用的數據集 (Microsoft Academic Graph) 中與“雙極性晶體管”相關的條目。然後應用社區檢測以獲得子區域,這些子區域被暫時標記爲 10 個整體組。然後從拓撲度量和時間演化等幾個方面研究了這個模圖。報告了一些令人感興趣的結果,包括在每個確定的領域內具有良好的專題一致性,以及確定了隨着時間演變的不同時期,包括雙極連接技術和相關領域的開始和成熟。一個特別令人驚訝的結果是覈查了確定區域之間長期穩定的相互關係。

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嵌入社會網絡的

異性戀二分網絡的生成

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原文標題:

Generating a Heterosexual Bipartite Network Embedded in Social Network

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03167

作者:

Asma Azizi,Zhuolin Qu,Bryan Lewis,James Mac Hyman

摘要:我們描述瞭如何產生一個異性戀網絡與規定的聯合度分佈是嵌入在規定的大規模社會接觸網絡。性網絡的結構在性傳播疾病的傳播中扮演着重要的角色。生成一個模仿真實世界的網絡集合,對於評估控制 sti 的魯棒緩解策略至關重要。目前大多數生成性網絡的算法只使用性活動數據,例如每月的性伴侶數量,來生成性網絡。真實世界的性網絡也依賴於基於年齡、地點、社會和工作活動的有偏見的混合。我們描述了一種使用廣泛的社會活動數據來生成可能的異性戀網絡的方法。我們首先對城市中成千上萬的人進行一個大規模的模擬,這些人正在進行他們的日常活動,包括工作、學校、購物和家庭活動。我們從這些活動中提取出一個社會網絡,其中的節點是人,邊緣表示一個社會互動,比如在同一個地點工作。這個社交網絡抓住了不同年齡、不同居住地點、經濟狀況以及其他人口統計因素之間的相互關係。我們使用社交網絡來定義一個嵌入在擴展的社交網絡中的雙方異性戀網絡。由此產生的性網絡捕獲了社會網絡固有的有偏見的混合,基於這種網絡配對的模型可以用來研究基於被感染者的社會接觸的新型干預策略。我們用一個模型來說明衣原體在代表新奧爾良性行爲活躍的年輕人的異性戀網絡中的傳播

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具有因變感染率的新冠肺炎 / 艾滋病

流行動態的數學模型 : 在韓國的應用

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原文標題:

A mathematical model of the COVID-19 pandemic dynamics with dependent variable infection rate: Application to South Korea

地址:

http://arxiv.org/abs/2008.03248

作者:

Aycil Cesmelioglu,Kenneth L. Kuttler,Meir Shillor,Anna M. Spagnuolo

摘要:這項工作構建、分析和模擬了一個新的 seir 型模型,用於當前冠狀病毒大流行的動態和潛在控制新型冠狀病毒肺炎。它有一個分隔結構和一個可變感染率的微分包含式。這部作品的新奇之處有三個方面。首先,根據對疾病控制指令 (就地避難、口罩 / 面罩、身體距離等) 的遵守情況,將人口分爲完全遵守指令的人和只部分遵守指令的人或必須流動的人。這樣就可以評估控制措施的整體有效性,以及放鬆或收緊控制措施對疾病傳播的影響。其次,該模型將感染率視爲一個未知數,並通過一個微分包含式數據庫跟蹤由於病毒突變和飽和效應而引起的感染率變化。第三,通過引入系統係數的隨機性,研究了模型對這些參數的敏感性,並給出了模型仿真的置信區間和界限。作爲一個案例研究,模擬了韓國的大流行疫情爆發。通過最小化模型預測與報告數據的偏差,確定模型參數。模擬結果表明,該模型準確地捕捉到了韓國大流行的動態,爲模型預測及其未來的應用提供了信心。

來源:集智斑圖

編輯:王建萍

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