Arxiv网络科学论文摘要13篇(2021-09-10)

  • 引力模型在预测精细尺度城市时空交通网络中的局限性;
  • 具有激活动力学的动态交换意见模型中的双重转换;
  • 遵循指南:解开在线音乐消费中的人工和算法管理;
  • Trust-ya:用于研究小组进程的多人博弈设计;
  • 电力空间分解的不同方法比较;
  • 跨多层冷链网络的疫苗分发的最佳决策支持框架;
  • QUINT:使用网络散列的节点嵌入;
  • 交叉持股网络配置的 Tsallis 熵;
  • 旅行商问题在具有实时或每对地点间距离值的澳门世界遗产地最佳观光顺序中的应用;
  • Covid-19 的多层网络模型:对哥斯达黎加公共卫生政策的影响;
  • 理解自行车出行:博洛尼亚案例研究;
  • 德国平行高速公路交通流空间相关性分析;
  • 两个(及更多)利他主义者的故事;

引力模型在预测精细尺度城市时空交通网络中的局限性

原文标题: Limitations of gravity models in predicting fine-scale spatial-temporal urban mobility networks

地址: http://arxiv.org/abs/2109.03873

作者: Chiawei Hsu, Chao Fan, Ali Mostafavi

摘要: 本研究确定了影响引力模型性能的城市交通网络的局限性和潜在特征。引力模型是一种广泛使用的方法,用于估计和预测城市交通网络中的人口流动,假设无标度属性。先前的研究报告了引力模型在某些聚集水平下的良好性能结果。然而,城市交通网络的特征可能会因数据的空间和时间分辨率而异。因此,需要检查引力模型性能对数据聚合水平和城市交通网络的时空尺度变化的敏感性。基本引力模型在城市交通网络上以小时和每天为单位进行测试,使用基于位置的细粒度人口流动数据为多个美国大都会县解决这一差距。研究结果表明:(1)更精细的城市交通网络没有表现出无标度特性; (2) 在更精细尺度的城市交通网络中预测人口流动的基本引力模型的性能下降; (3) 跨县人口密度分布和流动网络结构和性质的变化对引力模型的性能没有显著影响。因此,引力模型可能不适合对人口普查区到人口普查区移动的每日或每小时聚合的城市交通网络进行建模。研究结果强调需要新的城市交通网络模型或机器学习方法来更好地预测精细尺度和高时间分辨率的城市交通网络。

具有激活动力学的动态交换意见模型中的双重转换

原文标题: Double transition in kinetic exchange opinion models with activation dynamics

地址: http://arxiv.org/abs/2109.03884

作者: Marcelo A. Pires, Nuno Crokidakis

摘要: 在这项工作中,我们研究了一个考虑主体激活/停用的意见动态模型。换句话说,个人不是一成不变的,可能会变得不活跃并退出讨论。概率 w 控制失活动态,而考虑到竞争性正/负交互,社会交互由动态交换控制。由于与活性主体的相互作用,不活跃的主体可以变得活跃。我们的分析和数值结果表明存在两个不同的非平衡相变,出现三个相,即有序(类铁磁)、无序(类顺磁)和吸收相。吸收阶段代表一种集体状态,其中所有主体都处于非活动状态,即它们不参与动力学,从而导致冻结状态。我们确定临界值 w_c,高于该值,系统处于独立于其他参数的吸收阶段。我们还验证了不同阶段之间转换的独特关键行为。

遵循指南:解开在线音乐消费中的人工和算法管理

原文标题: Follow the guides: disentangling human and algorithmic curation in online music consumption

地址: http://arxiv.org/abs/2109.03915

作者: Quentin Villermet, Jérémie Poiroux, Manuel Moussallam, Thomas Louail, Camille Roth

摘要: 推荐系统在平台内容消费多样性中的作用是一个备受争议的问题。现有技术的定量状态常常忽视个体对指导的态度的存在,以及最终在这方面的不同类别用户的存在。以音乐流媒体为例,我们分析了大约 9k 用户一年多的完整收听历史,并证明推荐使用和消费多样性的交织没有统一的答案:这取决于用户。首先,我们为每个用户计算他们收听历史中不同访问模式的相对重要性,引入三分法,将所谓的“有机”使用与算法和编辑指导区分开来。因此,我们确定了四类用户。然后,我们关注与内容多样性相关的两个尺度,分别是分散性——用户重复消费相同内容的数量——以及流行度——他们消费的内容有多受欢迎。我们表明,音乐平台提供的两种类型的推荐——算法和编辑——可能会在相反的方向上推动或多或少多样化内容的消费,这也很大程度上取决于用户的类型。最后,我们将用户的流媒体播放历史与同一时期精选的法国流行广播电台的音乐节目进行比较。尽管与用户的收听历史相比,广播节目通常更倾向于重复,但他们通常会播放更多不太受欢迎的艺术家的歌曲。总的来说,我们的结果突出了平台介导的推荐对消费的重要影响,并引导我们谈论“过滤器利基”而不是“过滤器泡沫”。他们暗示了推荐系统的研究和设计的进一步后果。

Trust-ya:用于研究小组进程的多人博弈设计

原文标题: Trust-ya: design of a multiplayer game for the study of small group processes

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04037

作者: Jerry Huang, Joshua Jung, Neil Budnarain, Benn McGregor, Jesse Hoey

摘要: 本文介绍了一种多人合作投注博弈 Trust-ya 的设计,它是人类群体状态过程某些元素的模型。该博弈旨在引发以地位为导向的领导者-追随者行为,以此作为观察和影响社会等级的手段。它涉及一组中的 Bach/Stravinsky 尊重博弈,其中每个回合的人可以与另一个玩家一起投资或希望有人与他们一起投资。获得投资资本的玩家可以从中央池中赌博以获得回报,然后可以与投资人分享(但可能会保留一部分,包括全部)。更大的赌博(拥有更多投资者的人)获得更大的回报。因此,玩家有一种自然的倾向,即作为投资者围绕一个赌博的“领导者”联合起来,但他也从他们的赢利中获得足够的份额,以保持投资者“坚持下去”。然而,“领导者”希望为自己保留尽可能多的东西。博弈是匿名进行的,但可以购买一组“状态符号”,这些符号在博弈本身中没有价值,但可以作为与其他玩家的“廉价谈话”通信工具。本文介绍了博弈,将其与社会心理学中的地位理论联系起来,并展示了一些简单的模拟和人体实验,展示了如何使用博弈来研究人类群体的地位过程和动态。

电力空间分解的不同方法比较

原文标题: Comparison of different methods of spatial disaggregation of electricity

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04203

作者: Oriol Raventós, Thomas Dengiz, Wided Medjroubi, Chinonso Unaichi, Andreas Bruckmeier, Rafael Finck

摘要: 能源系统模型涉及代表发电、消费和电力运输基础设施的各种输入数据集。特别是关注输电网的能源系统模型需要高空间分辨率的电力输入和消耗的时间序列。一般来说,获得区域化时间序列有两种方法:自顶向下和自底向上。在许多情况下,可以将这两种方法结合起来汇总或分解输入数据。此外,存在多种方法来将可再生能源和电力负载的区域化馈入分配到模型的电网连接点。即使全球价值相同,区域化过程的多样性也会导致区域范围的显著差异。我们开发了一种方法来比较各种模型之间的光伏、风能和电力负载输入数据的区域化技术,以及对电网节点的数据分配技术。我们进一步定义了两个不变量来评估 NUTS 3 级别区域化过程的结果,一个不变量用于年度概况,另一个用于安装容量。这种方法使我们能够使用简单的参数比较不同的区域化和分配工作流程,而无需明确理解网格拓扑。我们的结果表明,输入数据的分辨率以及使用自上而下或自下而上的方法是区域化过程中最重要的决定因素。

跨多层冷链网络的疫苗分发的最佳决策支持框架

原文标题: An optimal decision support framework for vaccine distribution across a multi-tier cold chain network

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04204

作者: Shanmukhi Sripada, Ayush Jain, Prasanna Ramamoorthy, Varun Ramamohan

摘要: 在 COVID-19 大流行期间,疫苗接种和整个冷链中疫苗的采购、储存和分配所涉及的物流的重要性已成为首要问题。在本文中,我们提出了一个决策支持框架,用于优化多层冷链网络中疫苗分配的多个方面。我们在这个框架内提出了两个多期优化公式:首先,尽量减少与单一疫苗相关的库存、订购、运输、人员和短缺成本;第二个是第一个的扩展,适用于针对同一疾病可使用具有不同功效和成本的多种疫苗的情况。疫苗运输和管理提前期也包含在模型中。我们使用印度比哈尔邦和 COVID-19 疫苗的案例来说明该框架的实施。我们提出了计算实验来证明:(a)模型输出的组织; (b) 如何使用这些模型来评估冷链点的储存能力、运输车辆能力和制造商能力对最佳疫苗分配模式的影响; © 疫苗效力和相关成本(例如订购和运输成本)对模型通知的疫苗选择决策的影响。然后,我们考虑了现实问题实例框架的计算开销,并提出了多种预处理技术来减少它们的计算负担。我们的研究为公共卫生当局和其他利益相关者提供了一种用于多层冷链网络的疫苗分发和容量规划工具。

QUINT:使用网络散列的节点嵌入

原文标题: QUINT: Node embedding using network hashing

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04206

作者: Debajyoti Bera, Rameshwar Pratap, Bhisham Dev Verma, Biswadeep Sen, Tanmoy Chakraborty

摘要: 使用网络嵌入的表示学习由于其解决下游任务的有效性而受到了极大的关注。流行的嵌入方法(例如 deepwalk、node2vec、LINE)基于神经架构,因此无法在时间和空间使用方面在大型网络上进行扩展。最近,我们提出了 BinSketch,一种将二进制向量压缩为二进制向量的草图技术。在本文中,我们展示了如何扩展 BinSketch 并将其用于网络散列。我们名为 QUINT 的提议建立在 BinSketch 之上,它使用简单的双向运算将稀疏网络的节点嵌入到低维空间中。 QUINT 是同类中的第一个,它在速度和空间使用方面提供了巨大的收益,而不会对下游任务的准确性造成太大影响。进行了广泛的实验,将 QUINT 与用于两个终端任务的七种最先进的网络嵌入方法进行比较 - 链路预测和节点分类。我们观察到 QUINT 在加速(高达 7000 倍)和空间节省(高达 800 倍)方面的巨大性能提升,因为它是按位获取节点嵌入的。此外,QUINT 在所有数据集的基线之间的两个任务中都是表现最佳的。我们的实证观察得到了严格的理论分析的支持,以证明 QUINT 的有效性。特别是,我们证明 QUINT 保留了足够的结构信息,可以进一步用于以高置信度近似网络的许多拓扑属性。

交叉持股网络配置的 Tsallis 熵

原文标题: Tsallis entropy for cross-shareholding network configurations

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04214

作者: Roy Cerqueti, Giulia Rotundo, Marcel Ausloos

摘要: 在这项工作中,我们开发了 Tsallis 熵方法来检查在意大利股票市场上交易的公司的交叉持股网络。在这样的网络中,节点代表公司,链接代表所有权。在这种情况下,我们引入了节点的出度——代表多样化——以及节点的入度——捕捉集成。多元化和一体化可以清楚地描述所考虑公司形成的产业结构。多样化和整合的随机依赖是通过 copula 建模的。我们认为 copula 非常适合对联合分布进行建模。借助 Tsallis 熵对整合和多样化之间的随机依赖性的分析提供了关于市场结构对外部冲击的反应的关键信息 - 基于所考虑变量之间的一些相关相关案例。在这方面,所考虑的熵框架提供了对入度和出度依赖结构与市场两极分化或公平之间关系的见解。此外,根据 Tsallis 熵参数对结果的解释为旨在塑造具有高度极化或多元化和一体化的公平联合分布的产业背景的政策制定者提供了相关建议。此外,还讨论了入度和出度边际分布的可能参数化——通过幂律或指数函数——也进行了讨论。对意大利公司的大型数据集进行的实证实验验证了理论框架。

旅行商问题在具有实时或每对地点间距离值的澳门世界遗产地最佳观光顺序中的应用

原文标题: Applications of Traveling Salesman Problem on the Optimal Sightseeing Orders of Macao World Heritage Sites with Real Time or Distance Values Between Every Pair of Sites

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04216

作者: Kin Neng Tong, Iat In Fong, In Iat Li, Chi Him Anthony Cheng, Soi Chak Choi, Hau Xiang Ye, Wei Shan Lee

摘要: 通过模拟退火和大都会算法(SAMA),在考虑了驾车、乘坐公共汽车或成对地点之间的实际所需时间或旅行距离后,计算出一次访问每个澳门世界遗产地的最佳游览顺序。徒步。我们发现,在最佳游览路径下,开车大约需要 78 分钟,步行大约需要 115 分钟,而乘坐公共汽车大约需要 117 分钟。另一方面,驾驶汽车的最佳总距离为 13.918 公里,而行人步行的最佳总距离为 7.844 公里。这些结果可能意味着这个城市的公共交通还有很大的改善空间。还介绍了所有可能路径的蛮力枚举和 SAMA 之间所需的计算时间的比较,以及算法过程的动画,以找出最佳路线。预计对于具有更多站点的蛮力枚举,计算时间会以天文数字方式增加,而 SAMA 仅需要更少数量级的时间来计算更多站点的最佳解决方案。每种运输方式还提供了几种最佳路线选择。但是,在某些类型的运输中,可能只有一条没有圆形或镜像副本的最佳路线。

Covid-19 的多层网络模型:对哥斯达黎加公共卫生政策的影响

原文标题: A multilayer network model of Covid-19: implications in public health policy in Costa Rica

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04218

作者: Fabio Sanchez, Juan G. Calvo, Yury E. García, Luis A. Barboza, Paola Vásquez, Gustavo Mery, Tania Rivas

摘要: 研究人员、专家和公共卫生当局之间的成功伙伴关系对于应对全球 Covid-19 大流行的挑战至关重要。在哥斯达黎加,我们构建了一个多层网络模型,该模型为每个个体(节点)合并了不同的接触结构。构成个人接触结构的不同层次包括:家人、朋友和零星的互动。考虑到当时可用的信息以及该国卫生当局采取的不同措施,我们构建了不同的情景来预测并更好地理解该国大流行的可能途径。我们多元化团队之间的密切合作允许使用该模型为卫生当局量身定制应急措施建议。该模型有助于制定明智的战略,为哥斯达黎加的公共卫生系统做好准备。 Covid-19 多层网络模型在哥斯达黎加采取卫生措施方面的发展、演变和应用,就是这种伙伴关系潜力的一个例子。

理解自行车出行:博洛尼亚案例研究

原文标题: Understanding Cycling Mobility: Bologna Case Study

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04243

作者: Taron Davtian, Flavio Bertini, Rajesh Sharma

摘要: 理解城市环境中的人员流动对于管理交通和部署新资源和服务至关重要。近年来,由于快速的城市化和气候变化,这个问题变得更加严重。在城市环境中,人员流动有很多方面,而骑自行车是在旅游和历史城市中最环保、最高效/最有效的出行方式之一。这项工作的主要目标是研究意大利博洛尼亚市内的自行车流动性。我们使用了六个月的数据集,其中包含 320,118 次自我报告的自行车旅行。特别是,我们进行了几次描述性分析,以理解自行车用户的空间和时间模式,以理解热门道路和城市中最喜欢的地点。该分析涉及其他几个公共数据集,以探索可能影响自行车活动的变量,例如天气、污染和事件。本研究的主要结果表明,自行车使用与温度和降水的相关性更大,与风速和污染无关。此外,我们还利用各种机器学习和深度学习方法来预测近期(即接下来的 30 和 60 分钟)的短期旅行,这可以帮助地方政府机构进行城市规划。我们最好的模型在 30 分钟的时间间隔内实现了 0.91 的 R 平方、5.38 的平均绝对误差和 8.12 的均方根误差。

德国平行高速公路交通流空间相关性分析

原文标题: Spatial Correlation Analysis of Traffic Flow on Parallel Motorways in Germany

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04268

作者: Sebastian Gartzke, Shanshan Wang, Thomas Guhr, Michael Schreckenberg

摘要: 本研究采用广泛使用的相关矩阵分析方法,揭示了德国北莱茵-威斯特法伦平行高速公路上交通状况的变化。在交通流和速度的时间序列方面,我们进行了相关性的定量分析,并在相应的相关矩阵中揭示了高度的强正交通流相关性和丰富的结构特征。强相关性主要归因于高峰时段和非高峰时段交通流量的每日时间演变。在自由流动和拥堵方面,结构特征能够捕捉我们从数据中得出的平均交通状况。此外,各个时间段的相关矩阵中的结构特征证实了我们从一整天相关矩阵中得出的结果。所有成对部分的交通流量和速度的平均相关性揭示了每个单独时间段内的交通行为。我们的贡献揭示了相关分析在交通网络作为一个复杂系统的研究中的潜在应用。

两个(及更多)利他主义者的故事

原文标题: A Tale of Two (and More) Altruists

地址: http://arxiv.org/abs/2109.04324

作者: B. De Bruyne, J. Randon-Furling, S. Redner

摘要: 我们引入了 N 主体之间的财富演变和财富共享的极简动态模型,作为比较利他主​​义和个人主义的相对优点的平台。在我们的模型中,每个主体的财富通过扩散独立演化。对于一群利他主义者来说,只要任何主体人的财富为零(即主体人破产),其他 N-1 主体人的剩余财富就由所有人平均分享。当其总财富低于指定的小阈值时,该人口集体被定义为破产。对于个人主义者来说,每次主体人破产时,他都被视为“死了”,不会发生财富再分配。我们决定了这两个社会中财富的演变。利他主义在早期导致更多的全球财富中位数;然而,最长寿的个人主义者最终会积累大部分财富,并且比利他主义者更富有、寿命更长。

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