[发明专利]一种基于时间分层的复杂网络传播源点定位方法

摘要

本发明属于计算机应用技术领域，涉及一种基于时间分层的复杂网络传播源点定位方法。本发明能够克服大规模复杂网络中观察节点较少引起的定位准确率低下的问题，能够以较少的观察节点数量，达到较高的观察准确率，从而以较小的代价更有效的定位传播源点。本发明在仅监测网络中少量节点传播状态的前提下，能够准确的定位传播的源头节点。与类似方法相比，在全球航空网络与BA、ER模型网络的实验测试中，本发明在相同比例的观察点前提下具有更高的定位准确率。

主权项

1.一种基于时间分层的复杂网络传播源点定位方法，其特征在于以下步骤，步骤1，部署网络观察节点在网络G(V,E)中预先选择若干节点作为观察点，记为O＝{o₁,o₂,..o_k}，其中V为节点集合，E为边集合；当观察点o在首次收到消息s时，记录了收到消息的时间t和方向v，表示观察节点o从节点v在时间t收到消息s；步骤2，建立分层观察节点首先找出网络中所有被感染的观察节点，根据其感染时间找出最先被感染的节点o₁及感染时间t₁，最后被感染的观察节点o_k及其感染时间t_k，计算感染事件窗口长度t＝t_k‑t₁；设定分层阈值θ，从t＝t₁开始，统计该时刻中的观察点数目，如果小于θ，则将该时刻中的观察点与下一时刻中的观察点合并构成一个新的分层，然后继续统计该新分层中观察点的数目，如果大于等于θ，则第一层确定；如果新分层中观察点的数目如果依然小于θ，则继续合并下一个时刻的观察点，直至新分层中的观察点数目大于等于θ，第一分层确定；之后按照上述方法构建接下来的分层，直到将所有被感染的观察点均分层完毕，最终产生m个分层；步骤3，基于分层的源点定位对m个分层分别进行源点定位；每一层的定位方法如下：Step1：令候选源点集Λ为除观察点外所有节点，计算候选源点集Λ中的每个候选源点到当前分层中所有观察点的有效距离D_eff；Step2：计算每个候选源点的有效距离的均值avg_eff和方差var_eff,并取均值和方差的和作为该候选源点的定位比较值L＝avg_eff+var_effStep3：比较所有候选源点的定位比较值，按照定位比较值从小到大的顺序选出前k个节点，得到该层的定位结果序列；步骤4，分层定位结果集成令分层i得到的结果序列为L_i＝{n₁,n₂..,n_k},L_i中的节点分配权值为{k‑1,k‑2,…,0}，即权值L_i(n₁)＝k‑1,L_i(n₂)＝k‑2,以此类推；计算所有分层结果序列中节点的得分其中i＝{1,…,m}为分层数，p_i为第i层观察点占总观察点的比例；得分最高的节点即为传播源头节点。