Arxiv網絡科學論文摘要18篇(2020-11-03)

• 有戴口罩個體的社會網絡中的流行病傳播;
• 您推薦，我購買：人們如何以及為何參與基於即時消息的社交商務;
• 在COVID-19期間建立低風險跨區旅行走廊的定量框架;
• 網格化的企業數據集可替代中國的經濟活動;
• 面對面：關於在COVID-19大流行期間使用個人口罩的兩極化輿論;
• 邁向友好的在線社區：冒犯文字的無監督風格轉換框架;
• 基於圖的聚類算法用於COVID-19社交社區傳播預測;
• 加權網絡中節點中心性的極值分析;
• 博弈論激活對動態網絡上流行病傳播的影響;
• AutoAudit：挖掘會計和時間演變圖;
• 通過用戶交互改善網絡欺凌檢測;
• 篩查傳染病是一個隨機控制問題;
• AnyMOD.jl：用於創建能源系統模型的Julia軟體包;
• 耦合拓撲信號的高階單純形同步;
• 多重網絡中方向性引起的獨特超級擴散;
• 多組SEIR框架中最佳流行病防護的見解;
• 使用分區策略為多路網絡中的部分鎖定建模;
• 動態社區檢測用於野火事件分析;

有戴口罩個體的社會網絡中的流行病傳播

原文標題： Epidemic Spreading in a Social Network with Facial Masks wearing Individuals

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00190

作者： Duan-Shin Lee, Miao Zhu

摘要： 在本文中，我們提出了帶有戴口罩的個人和沒有戴口罩的個人的易感感染恢復（SIR）模型。在模型中，疾病的傳播率，康復率和戴口罩的個體比例均與時間有關。我們根據約翰·霍普金斯大學（John Hopkins University）發布的COVID-19數據，對疾病的傳播率和恢復率進行了逐步估計。我們通過最大似然估計來確定戴口罩的個體的比例，這將隨機易感感染恢復模型的轉移概率最大化。如果感染個體的數量很大，則過渡概率在數值上很難計算。我們根據中心極限定理和均值場近似為過渡概率建立一個近似。通過數值研究表明，我們的近似效果很好。假設SIR模型的參數不再更改，我們將開發一種結合滲濾分析來預測感染人群的最終比例。我們使用我們的理論預測COVID-19大流行的結果。

您推薦，我購買：人們如何以及為何參與基於即時消息的社交商務

原文標題： You Recommend, I Buy: How and Why People Engage in Instant Messaging Based Social Commerce

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00191

作者： Hancheng Cao, Zhilong Chen, Mengjie Cheng, Shuling Zhao, Tao Wang, Yong Li

摘要： 作為一種新興的商業現象，尤其是在中國，基於即時消息（IM）的社交商務正變得越來越流行，吸引了數億用戶，並成為人們日常購物的一種主要方式。這樣的平臺將購物體驗嵌入到IM應用程式中，例如微信，WhatsApp，真實世界的朋友可以在其中通過IM群組聊天發布和推薦平臺上的產品，並且經常形成持久的推薦/購買關係。用戶如何以及為何從事基於IM的社交商務？這樣的平臺是否創造了與以前的商業不同的新穎體驗？這些平臺是否會改變用戶的社交生活和關係？為了闡明這些問題，我們進行了定性研究，對中國的12個基於即時消息的社交商務用戶進行了半結構化訪談。我們證明了基於IM的社交商務：1）提供更易於訪問，降低成本和身臨其境的用戶購物體驗，2）通過預先存在的社交關係，相互信任，共享身份和社區規範來塑造購物中的用戶決策過程，以及3）建立新穎的社交互動，這可以在維持現有社交關係的同時促進新的領帶形成。我們證明，所有這些獨特方面都與IM平臺的特徵緊密聯繫，並且在這種商業模式下與用戶的社會和經濟生活息息相關。我們的研究為社會商務以及分散，可信賴的社會技術系統提供了重要的研究和設計意義。

在COVID-19期間建立低風險跨區旅行走廊的定量框架

原文標題： A Quantitative Framework for Establishing Low-risk Interdistrict Travel Corridors during COVID-19

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00267

作者： Raviraj Dave, Tushar Choudhari, Udit Bhatia, Avijit Maji

摘要： 減慢新型冠狀病毒（SARS-CoV2）傳播的願望導致了全球各國對個人和工作相關旅行的前所未有的限制。結果，國家內部和國家之間的經濟活動幾乎停止了。隨著限制放寬，城市開始恢復公共和私人交通以重整經濟，鑑於持續的大流行，評估通勤者與旅行相關的風險變得至關重要。我們通過結合用於脆弱性評估的非參數數據包絡分析和交通網絡分析，開發了一個可量化的定量框架，以評估因地區間和地區內旅行而產生的通勤相關風險。我們演示了該模型在建立古吉拉特邦和馬哈拉施特拉邦之內和之間的旅行走廊或旅行氣泡中的應用，這兩個印度州自2020年4月初以來報告了許多SARS-CoV2病例。我們的發現表明，在兩個僅基於來源地健康脆弱性指數的地區就不會因為流行病大流行而丟棄途中旅行風險，因此低估了這一威脅。例如，儘管納爾默達州和瓦多達拉州地區的社會和健康脆弱性的後果相對中等，但途中旅行風險加劇了總體旅行風險。我們的研究為用戶提供了具有可行性的見解，使他們可以選擇風險最小的替代路徑，並且可以為政治決策提供依據，以在各州內和各州之間建立低風險的旅行走廊，同時還要考慮與過境時間相關的風險之外的社會和健康脆弱性。

網格化的企業數據集可替代中國的經濟活動

原文標題： A gridded establishment dataset as a proxy for economic activity in China

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00299

作者： Lei Dong, Xiaohui Yuan, Meng Li, Carlo Ratti, Yu Liu

摘要： 衡量經濟活動的地理分布在科學研究和政策制定中起著關鍵作用。但是，先前關於經濟活動的研究和數據要麼具有較粗糙的空間解析度，要麼涵蓋有限的時間跨度，而且社會經濟動態的高解析度特徵在很大程度上尚不清楚。在這裡，我們構建了一個關於中國大陸經濟活動的數據集，即網格化的企業數據集（GED），該數據集以經度尺度0.01 ^ circ 來衡量緯度0.01 ^ circ 的企業數量。具體來說，我們的數據集刻畫了2005-2015年間在中國大陸註冊的大約2550萬家公司的地理分布。細粒度和長期可觀察性的特性使GED具有很高的應用價值。該數據集不僅使我們能夠量化場所的時空格局，城市活力和社會經濟活動，而且還有助於我們揭示工業和經濟發展動態的基本原理。

面對面：關於在COVID-19大流行期間使用個人口罩的兩極化輿論

原文標題： Face Off: Polarized Public Opinions on Personal Face Mask Usage during the COVID-19 Pandemic

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00336

作者： Neil Yeung, Jonathan Lai, Jiebo Luo

摘要： 儘管有越來越多的科學證據表明使用個人口罩降低傳輸速率的有效性，但個人口罩的使用已成為美國兩極分化的話題。據推測，各種政府機構採取的一系列政策轉變導致了口罩的兩極分化。調查這些政策轉變的影響的一種典型方法是使用調查。但是，基於調查的方法具有多個局限性：偏見，有限的樣本量，設計不當的問題可能會使響應偏斜並阻礙洞察力，並且隨著對動態話題的響應意見的改變，響應可能很快變得無關緊要。我們提出一種新穎的方法來：1）使用帶有主題建模的多模式人口推論框架，在COVID-19期間準確衡量美國對口罩的公眾情緒，以及2）使用對Twitter數據進行脫機更改點分析。首先，我們使用多模式人口預測框架推斷各個Twitter用戶的幾個關鍵人口統計信息，例如他們的年齡，性別以及他們是否是大學生，然後分析每個人口統計信息的平均情緒。接下來，我們使用潛在的狄利克雷分配（LDA）進行主題分析。最後，我們使用經過修剪的精確線性時間（PELT）搜索算法對情感時間序列數據進行離線變化點發現。對大量Twitter數據進行的實驗結果揭示了關於人口統計學對口罩的情緒的多種見解，這些觀點與現有調查相符。此外，我們發現兩個關鍵的政策轉變事件對共和黨人和民主黨人的情緒產生了統計學上的重大變化。

邁向友好的在線社區：冒犯文字的無監督風格轉換框架

原文標題： Towards A Friendly Online Community: An Unsupervised Style Transfer Framework for Profanity Redaction

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00403

作者： Minh Tran, Yipeng Zhang, Mohammad Soleymani

摘要： 攻擊性和侮辱性語言是社交媒體平臺上的緊迫問題。在這項工作中，我們提出了一種將冒犯性評論（包含褻瀆或冒犯性語言的陳述）轉換為非冒犯性陳述的方法。我們設計了一個RETRIEVE，GENERATE和EDIT無監督的樣式轉換管道，以限制單詞的方式來編輯冒犯性的評論，同時保持較高的流暢度並保留原始文本的內容。我們廣泛評估了我們方法的性能，並使用自動指標和人工評估將其與以前的樣式轉換模型進行了比較。實驗結果表明，我們的方法在人工評估方面優於其他模型，並且是唯一在所有自動評估指標上均能保持良好性能的方法。

基於圖的聚類算法用於COVID-19社交社區傳播預測

原文標題： Graph based Clustering Algorithm for Social Community Transmission Prediction of COVID-19

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00414

作者： Varun Nagesh Jolly Behera, Ashish Ranjan, Motahar Reza

摘要： 提出了一種對鎖定後COVID-19病例傳播進行建模的系統，該系統使用圖聚類算法基於熱點定義了新的預防措施。這種方法可以在不太容易傳播病毒的區域採取更寬鬆的措施。存在通過預測已確診病例的數量來模擬病毒傳播的方法。但是，通過預測在不久的將來可能成為該病毒熱點的地區或區域，從地理角度出發，所提出的系統將更多的精力放在解決方案的預防方面。病毒只能通過靠近已經感染的人來傳播，這一事實表明，可以從現有熱點輕鬆到達的區域成為新熱點的可能性更高。此外，在較小的地區，即使經過嚴格的規定，也發現了積極的案例。考慮到這一事實，最近的熱點之間的地理距離可以用作該區域也成為熱點的可能性的度量。在本文中，以區域本身作為加權節點的區域加權圖，其中節點的權重為活動案例的數量，距離為邊權重。圖可以完全連接，也可以基於距離閾值連接。節點是管理節點，距離度量表明各個社區之間可能的傳輸。利用這些數據，可以預測可能成為熱點的潛在區域，並可以制定預防措施。

加權網絡中節點中心性的極值分析

原文標題： Extrema Analysis of Node Centrality in Weighted Networks

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00429

作者： Roger S. Passos, Douglas O. Cardoso

摘要： 網絡科學的一個非常有趣的問題是評估給定網絡的複雜程度。換句話說，這樣的網絡與描述它可能引起的任何一般模式相差多少。在其他選擇中，這些模式可以根據節點或邊屬性定義為各種中心模式之一。儘管為加權圖定義了中心性指標，但有關該主題的討論還遠遠沒有結束，特別是因為邊權重在這方面的影響不僅在形式上而且在強度上都可以變化，這是迄今為止仍處於初期的方法。對於前面提到的複雜度評估，情況甚至更為嚴峻：據我們所知，從加權圖中的中心性角度來看，這在文獻中從未得到解決。本文以豐富多彩的方式詳細介紹了涵蓋這兩個主題的合理方法，並通過實驗確認了其在此背景下的實際適用性和未來趨勢。

博弈論激活對動態網絡上流行病傳播的影響

原文標題： Impacts of Game-Theoretic Activation on Epidemic Spread over Dynamical Networks

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00445

作者： Ashish R. Hota, Tanya Sneh, Kavish Gupta

摘要： 當節點選擇以自私和分散的方式與他人交互時，我們研究了流行網絡上流行病的演變。具體來說，我們在具有不同節點度和時變激活率的活動驅動網絡的框架中分析易感無症狀感染恢復（SAIR）流行病，並得出精確的個體和基於度的均值近似狀態演變。然後，我們提出了一種博弈論模型，其中節點使用當前狀態信息作為反饋以戰略方式選擇其激活概率，並表徵擬議設置的量化響應平衡（QRE）。然後，我們考慮活動驅動的易感感染易感性（SIS）流行病模型，表徵平衡激活概率並在閉環中分析流行病的演變。我們的數值結果為基於博弈論激活的流行病發展提供了令人信服的見解。具體而言，對於SAIR流行病，我們表明，在適當條件下，流行病可以持續存在，因為感染率的任何降低都可以通過節點活動率的提高來抵消。對於SIS流行病，我們表明，在存在流行病的地區，如果感染造成的損失足夠高，那麼在博弈論激活下感染的比例可能會大大降低。

AutoAudit：挖掘會計和時間演變圖

原文標題： AutoAudit: Mining Accounting and Time-Evolving Graphs

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00447

作者： Meng-Chieh Lee, Yue Zhao, Aluna Wang, Pierre Jinghong Liang, Leman Akoglu, Vincent S. Tseng, Christos Faloutsos

摘要： 我們如何在類似大型圖的會計數據集中發現洗錢活動？如何識別隨時間變化的會計圖中最可疑的期間？在時間限制下，從業者應該優先考慮哪種類型的帳戶和事件？為了應對會計和審計任務中的這些關鍵挑戰，我們提出了一個名為AutoAudit的靈活系統，該系統對於審計師和風險管理專業人員而言可能是有價值的。綜上所述，所提出的系統具有四個主要優點：（a）「藍精靈」檢測，可以在真實的數據集中自動發現將近100％的注入式洗錢交易。 （b）注意路由，關注時間演化圖的最可疑部分，並提供直觀的解釋。 （c）洞察發現，確定了由「成功案例」證明的相似的月對模式和對數邏輯量表中遵循冪定律的模式。 （d）可擴展性和通用性，可確保AutoAudit線性尺度，並可輕鬆擴展到其他實際圖集。在各種現實世界的數據集上進行的實驗說明了我們方法的有效性。為了促進可重複性和可訪問性，我們在https://github.com/mengchillee/AutoAudit上公開了代碼，圖和結果。

通過用戶交互改善網絡欺凌檢測

原文標題： Improving Cyberbully Detection with User Interaction

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00449

作者： Suyu Ge, Lu Cheng, Huan Liu

摘要： 在過去的幾十年中，被認定為有意的和反覆的在線欺凌行為的網絡欺凌行為越來越普遍。儘管到目前為止已取得了重大進展，但大多數現有的網絡欺凌檢測工作的重點仍在於社交媒體會話中對不同評論的獨立內容分析。我們認為，這種領先的分析概念受到三個主要限制：它們忽視了不同評論之間的時間相關性；他們只考慮單個評論中的內容，而不考慮評論中的主題一致性；它們保持通用，並利用社交媒體用戶之間有限的交互。在這項工作中，我們觀察到同一會話中的用戶評論可能是內在相關的，例如討論類似的主題，並且它們的交互作用可能會隨著時間而發展。我們還顯示，對此類主題連貫性和時間交互進行建模對於刻畫欺凌行為的重複特徵至關重要，因此可以更好地預測性能。為了實現該目標，我們首先為每個社交媒體會話構造一個統一的含時圖。利用圖神經網絡的最新進展，然後我們提出了一種用於在整個用戶交互過程中對時間動態和主題連貫性進行建模的有原則的方法。我們根據會話級別的欺凌檢測和評論級別的案例研究的任務，通過經驗評估我們的方法的有效性。

篩查傳染病是一個隨機控制問題

原文標題： Screening for an Infectious Disease as a Problem in Stochastic Control

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00635

作者： Jakub Marecek

摘要： 最近對篩選人群中的傳染病很感興趣。在這裡，我們提出了一種隨機控制模型，其中最優篩選策略難以證明，但是湯普森採樣具有貝葉斯後悔形式的最優性能保證。湯普森採樣似乎特別適用於我們不太理解動態的疾病，例如超級傳播的COVID-19。

AnyMOD.jl：用於創建能源系統模型的Julia軟體包

原文標題： AnyMOD.jl: A Julia package for creating energy system models

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00895

作者： Leonard Göke

摘要： AnyMOD.jl是一個Julia框架，用於創建具有多個容量擴展期的大規模能源系統模型。它採用了一種新穎的基於圖的方法，該方法旨在解決在對高水平的間歇性發電和部門整合進行建模方面的挑戰。使用JuMP.jl作為後端，將創建的模型公式化為線性優化問題。為了使建模人員能夠更有效地工作，該框架提供了附加功能，可幫助可視化結果，簡化輸入數據的讀取以及重新調整優化問題以提高求解器性能。

耦合拓撲信號的高階單純形同步

原文標題： Higher-order simplicial synchronization of coupled topological signals

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00897

作者： Reza Ghorbanchian, Juan G. Restrepo, Joaquín J. Torres, Ginestra Bianconi

摘要： 簡單複合體刻畫了從大腦到社會網絡的複雜系統的底層網絡拓撲和幾何形狀。將複雜的系統表示為簡單的複雜體，使得使用強大的代數拓撲工具表徵其結構成為可能。在這裡，我們證明了代數拓撲也可以是刻畫簡單復形的高階動力學的基本工具。特別地，我們考慮拓撲信號，即，在不同維數的單純形上定義的動態信號，為簡單起見，這裡將其視為節點和連結。我們使用代數拓撲來表徵在節點和連結上定義的拓撲信號的耦合動力學。此動力學過程非常適合簡單複式，但也可能用於處理僅具有成對相互作用的網絡上的拓撲動力學。我們表明，這種耦合同步導致爆炸性的拓撲同步，其中節點上定義的相位同時與不連續相變處的鏈路上定義的相位同步。該模型在實際的連接器和簡單網絡模型上進行研究。最後，我們提供了一種綜合的理論方法，可以刻畫在退火近似內處理的隨機網絡上的這種過渡。

多重網絡中方向性引起的獨特超級擴散

原文標題： Unique superdiffusion induced by directionality in multiplex networks

地址： http://arxiv.org/abs/2011.00991

作者： Xiangrong Wang, Alejandro Tejedor, Yi Wang, Yamir Moreno

摘要： 多層網絡框架已用於描述和揭示相互作用的複雜系統中的許多新穎且無法預料的物理行為和狀態。但是，大多數現有研究都建立在無向多層網絡上，而自然界中大多數複雜系統都表現出有向相互作用。在這裡，我們提出了一個框架來分析由至少一個有向層組成的多層網絡上的擴散動力學。我們嚴格地證明，多層網絡的方向性可以從根本上改變擴散動力學的行為：就層間耦合強度而言，從單調擴散（在無向系統中）到非單調擴散。此外，對於某些多層網絡配置，方向性可以為層間耦合的中間值引入唯一的超擴散機制，其中擴散甚至快於與無向系統的理論極限相對應的擴散，即所獲得的集成網絡中的擴散從每一層的聚合。我們從理論上和數值上表明，超級擴散的存在完全取決於每一層的方向性和層之間的拓撲重疊。我們進一步提供了顯示超級擴散的多層網絡的公式。我們的結果突出了在多層網絡系統中整合交互方向性的重要性，並提供了一個框架來分析具有方向性的互連複雜系統上的動力學過程。

多組SEIR框架中最佳流行病防護的見解

原文標題： Insights from Optimal Pandemic Shielding in a Multi-Group SEIR Framework

地址： http://arxiv.org/abs/2011.01092

作者： Philipp Bach, Victor Chernozhukov, Martin Spindler

摘要： COVID-19大流行是近幾十年來對全球人口健康和經濟福利的最大威脅之一。在本文中，我們分析了旨在對抗病毒傳播並最大程度降低經濟損失的不同類型的政策措施。我們的分析建立在多組SEIR模型的基礎上，該模型擴展了Acemoglu等人（2020）引入的多組SIR模型。我們會調整潛在的社會互動模式，並考慮一系列擴展的政策措施。該模型已針對德國進行了校準。儘管在屏蔽COVID-19的預防與經濟活動之間存在取捨，但我們的結果表明，通過針對不同年齡段的此類政策，可以實現效率的提高。可以採用其他替代策略（例如物理距離）來減少瞄準程度以及屏蔽的強度和持續時間。我們的結果表明，同時結合多種政策措施的綜合方法可以有效地減輕人口死亡率和經濟危害。

使用分區策略為多路網絡中的部分鎖定建模

原文標題： Modeling partial lockdowns in multiplex networks using partition strategies

地址： http://arxiv.org/abs/2011.01117

作者： Adrià Plazas, Irene Malvestio, Michele Starnini, Albert Díaz-Guilera

摘要： 在幾個國家/地區實施了全國待命命令或封鎖，以大幅度減少主要與SARS-CoV-2病毒傳播有關的社會互動。儘管這對於減緩COVID-19大流行至關重要，但這些遏制措施卻帶來了經濟負擔。在這項工作中，我們提出了一種網絡方法來對部分鎖定的實現進行建模，從而將整個社會分解為相互獨立的組件或分區。我們的模型由兩個主要要素組成：代表家庭在不同背景下的人際交往的多重網絡，由家庭層，工作層和第三層社會層組成，包括通用的社會互動，以及易感性感染恢復過程，該過程模仿了流行病蔓延。我們比較了不同的分區策略，其目的是雙重的：減少流行病的爆發並最小化與部分鎖定相關的經濟成本。我們還表明，不受約束的社交互動的包含會極大地增加流行病的傳播，而社交互動的各種限制有助於保持網絡分區的優勢。

動態社區檢測用於野火事件分析

原文標題： Dynamic Community Detection into Analyzing of Wildfires Events

地址： http://arxiv.org/abs/2011.01140

作者： Alessandra Marli, Didier A Vega-Oliveros, Moshé Cotacallapa, Leonardo N Ferreira, Elbert EN Macau, Marcos G Quiles

摘要： 對複雜系統的研究和理解是21世紀至關重要的智力和科學挑戰。在這種情況下，網絡科學已經成為支持此類系統研究的數學工具。例如，諸如野火之類的環境過程以對人類生活的巨大影響而聞名。但是，從網絡科學的角度來看，關於野火的研究非常缺乏。在這裡，採用時間順序網絡的概念（一個時態網絡，如果節點之間發生兩個連續事件，節點將連結在一起），我們將研究動態社區結構揭示的有關野火動態的信息。特別是，我們探索了一種兩階段的動態社區檢測方法，即，我們將Louvain算法應用於一系列快照。然後，我們使用Jaccard相似係數來匹配相鄰快照中的社區。進行了基於亞馬遜河火災事件的MODIS數據集的實驗。我們的結果表明，動態社區可以揭示全年觀察到的野火模式。

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