تحليل الشبكة الديناميكية

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ تحليل الشبكات الديناميكية ( DNA ) مجالًا علميًا ناشئًا يجمع بين تحليل الشبكات الاجتماعية التقليدي (SNA)، وتحليل الروابط (LA)، والمحاكاة الاجتماعية ، وأنظمة الوكلاء المتعددين (MAS) ضمن علم الشبكات ونظرية الشبكات . تُعرَّف الشبكات الديناميكية بأنها دالة للزمن ( يُنمذج كمجموعة فرعية من الأعداد الحقيقية ) لمجموعة من الرسوم البيانية ؛ فلكل نقطة زمنية رسم بياني خاص بها. يشبه هذا تعريف الأنظمة الديناميكية ، حيث تكون الدالة من الزمن إلى فضاء محيط، ولكن بدلًا من الفضاء المحيط، يُترجم الزمن إلى علاقات بين أزواج من الرؤوس . [ 1 ]

ملخص

مثال على مخطط شبكة ديناميكية متعددة الكيانات ومتعددة الشبكات

يتألف هذا المجال من جانبين. الأول هو التحليل الإحصائي لبيانات الحمض النووي. والثاني هو استخدام المحاكاة لمعالجة قضايا ديناميكيات الشبكات. تختلف شبكات الحمض النووي عن الشبكات الاجتماعية التقليدية في كونها أكبر حجمًا، وديناميكية، ومتعددة الأنماط، ومتعددة الطبقات، وقد تحتوي على مستويات متفاوتة من عدم اليقين . ويكمن الاختلاف الرئيسي بين الحمض النووي وتحليل الشبكات الاجتماعية في أن الحمض النووي يأخذ في الحسبان تفاعلات السمات الاجتماعية التي تُؤثر على بنية الشبكات وسلوكها. يرتبط الحمض النووي بالتحليل الزمني، لكن التحليل الزمني ليس بالضرورة مرتبطًا بالحمض النووي، إذ إن التغيرات في الشبكات قد تنتج أحيانًا عن عوامل خارجية مستقلة عن السمات الاجتماعية الموجودة فيها. ومن أبرز الأمثلة المبكرة على استخدام الحمض النووي دراسة سامبسون في الدير، حيث التقط صورًا لنفس الشبكة من فترات زمنية مختلفة، وراقب وحلل تطورها. [ 2 ]

تُعدّ الأدوات الإحصائية لتحليل الحمض النووي مُحسّنة عمومًا للشبكات واسعة النطاق، وتتيح تحليل شبكات متعددة في آنٍ واحد، حيث تحتوي هذه الشبكات على أنواع متعددة من العُقد (متعددة العُقد) وأنواع متعددة من الروابط (متعددة الوصلات). تُعرف الشبكات متعددة العُقد ومتعددة الوصلات عادةً بالشبكات الفوقية أو الشبكات عالية الأبعاد. في المقابل، تُركّز الأدوات الإحصائية لتحليل الشبكات الاجتماعية على بيانات أحادية النمط أو ثنائية النمط على الأكثر، وتُسهّل تحليل نوع واحد فقط من الروابط في كل مرة.

تميل الأدوات الإحصائية لتحليل الشبكات الاجتماعية (DNA) إلى توفير المزيد من المقاييس للمستخدم، لأنها تستخدم بيانات مستقاة من شبكات متعددة في آن واحد. تُستخدم نماذج الفضاء الكامن (ساركار ومور، 2005) [ 3 ] والمحاكاة القائمة على العوامل بشكل شائع لدراسة الشبكات الاجتماعية الديناميكية (كارلي وآخرون، 2009) [ 4 ] . من منظور المحاكاة الحاسوبية، تُشبه العُقد في تحليل الشبكات الاجتماعية الذرات في نظرية الكم، ويمكن، وإن لم يكن ذلك شرطًا، التعامل معها على أنها احتمالية. بينما تكون العُقد في نموذج تحليل الشبكات الاجتماعية التقليدي ثابتة ، فإن العُقد في نموذج تحليل الشبكات الاجتماعية لديها القدرة على التعلم. تتغير خصائصها بمرور الوقت؛ ويمكن للعُقد التكيف: يمكن لموظفي شركة ما اكتساب مهارات جديدة وزيادة قيمتهم في الشبكة؛ أو، على سبيل المثال، القبض على إرهابي واحد يُجبر ثلاثة آخرين على الارتجال. ينتشر التغيير من عقدة إلى أخرى وهكذا. يُضيف تحليل الشبكات الاجتماعية عنصر تطور الشبكة ويأخذ في الاعتبار الظروف التي يُحتمل أن يحدث فيها التغيير.

يتميز تحليل الشبكات الديناميكية بثلاث سمات رئيسية تميزه عن تحليل الشبكات الاجتماعية التقليدي. أولاً، بدلاً من الاقتصار على الشبكات الاجتماعية، ينظر تحليل الشبكات الديناميكية إلى الشبكات الفوقية. ثانياً، غالباً ما تُستخدم نماذج المحاكاة القائمة على العوامل وغيرها من أشكال المحاكاة لاستكشاف كيفية تطور الشبكات وتكيفها، فضلاً عن تأثير التدخلات عليها. ثالثاً، لا تقتصر الروابط في الشبكة على ثنائية؛ بل إنها في كثير من الحالات تمثل احتمالية وجود رابط.

التعلم الديناميكي للتمثيل

يمكن تكثيف المعلومات المعقدة حول علاقات الكائنات بكفاءة في تمثيلات منخفضة الأبعاد ضمن فضاء كامن. [ 5 ] على عكس الأنظمة الثابتة، تنطوي الأنظمة الديناميكية على تغيرات زمنية. قد تنشأ الاختلافات في التمثيلات المُكتسبة بمرور الوقت في نظام ديناميكي من تغيرات فعلية أو تعديلات عشوائية لا تؤثر على المقاييس في الفضاء الكامن، حيث تعكس الأولى استقرار النظام، بينما ترتبط الثانية بمحاذاة التمثيلات. [ 6 ]

باختصار، يحدد استقرار النظام ديناميكياته، بينما يشير عدم التوافق إلى تغيرات غير ذات صلة في الفضاء الكامن. تُعتبر التضمينات الديناميكية متوافقة عندما تمثل الاختلافات بينها في أوقات مختلفة بدقة التغيرات الفعلية للنظام، وليس مجرد تغييرات لا معنى لها في الفضاء الكامن. تكتسب مسألة استقرار وتوافق التضمينات الديناميكية أهمية بالغة في العديد من المهام التي تعتمد على التغيرات الزمنية داخل الفضاء الكامن. تشمل هذه المهام، على سبيل المثال لا الحصر، التنبؤ بالبيانات الوصفية المستقبلية، والتطور الزمني، والتصور الديناميكي، والحصول على متوسطات التضمينات.

الشبكة الفوقية

الشبكة الفوقية هي شبكة متعددة الأنماط والروابط والمستويات. تعني تعدد الأنماط وجود أنواع متعددة من العقد، مثل عقد الأشخاص والمواقع. وتعني تعدد الروابط وجود أنواع متعددة من الروابط، مثل روابط الصداقة والمشورة. أما تعدد المستويات فيعني أن بعض العقد قد تكون أعضاءً في عقد أخرى، كما هو الحال في شبكة تتكون من أشخاص ومنظمات، حيث يمثل أحد الروابط انتماء كل عقدة إلى منظمة معينة.

على الرغم من اختلاف الأساليب المستخدمة من قِبل الباحثين، إلا أن الأساليب الشائعة تعكس من، وماذا، ومتى، وأين، ولماذا، وكيف. ومن الأمثلة البسيطة على الشبكات الفوقية نموذج PCANS الذي يتضمن الأفراد والمهام والموارد. [ 7 ] أما النموذج الأكثر تفصيلاً فيتناول الأفراد والمهام والموارد والمعرفة والمنظمات. [ 8 ] وقد طُوِّرت أداة ORA لدعم تحليل الشبكات الفوقية. [ 9 ]

المشكلات التوضيحية التي يعمل عليها الأشخاص في مجال الحمض النووي

  • تطوير المقاييس والإحصاءات لتقييم وتحديد التغيير داخل الشبكات وعبرها.
  • تطوير عمليات المحاكاة والتحقق من صحتها لدراسة تغير الشبكة وتطورها وتكيفها وتدهورها. انظر: المحاكاة الحاسوبية والدراسات التنظيمية
  • تطوير واختبار نظرية تغيير الشبكة، والتطور، والتكيف، والانحلال [ 10 ]
  • تطوير نماذج رسمية لتوليد الشبكات وتطورها والتحقق من صحتها
  • تطوير تقنيات لتصور تغير الشبكة بشكل عام أو على مستوى العقدة أو المجموعة
  • تطوير تقنيات إحصائية لمعرفة ما إذا كانت الاختلافات الملحوظة بمرور الوقت في الشبكات ناتجة ببساطة عن عينات مختلفة من توزيع الروابط والعقد، أو عن تغيرات بمرور الوقت في التوزيع الأساسي للروابط والعقد.
  • تطوير عمليات التحكم للشبكات بمرور الوقت
  • تطوير خوارزميات لتغيير توزيع الروابط في الشبكات بمرور الوقت
  • تطوير خوارزميات لتتبع المجموعات في الشبكات بمرور الوقت
  • تطوير أدوات لاستخراج أو تحديد مواقع الشبكات من مصادر بيانات متنوعة مثل النصوص
  • تطوير قياسات ذات صلاحية إحصائية على الشبكات بمرور الوقت
  • فحص مدى متانة مقاييس الشبكة في ظل أنواع مختلفة من البيانات المفقودة
  • دراسات تجريبية لشبكات متعددة الأنماط ومتعددة الروابط ومتعددة الفترات الزمنية
  • دراسة الشبكات كظواهر احتمالية متغيرة مع الزمن
  • التنبؤ بالتغيرات في الشبكات الحالية
  • تحديد المسارات عبر الزمن بالنظر إلى سلسلة من الشبكات
  • تحديد التغيرات في أهمية العقدة بالنظر إلى سلسلة من الشبكات، وأي شيء آخر يتعلق بالشبكات متعددة الأنماط والروابط والفترات الزمنية المتعددة
  • دراسة المسارات العشوائية على الشبكات الزمنية [ 11 ]
  • تحديد الخصائص الهيكلية لتسلسلات الاتصال في الشبكات الديناميكية، والتي تؤثر على العمليات الديناميكية [ 12 ]
  • تقييم النشاط السري [ 13 ] والشبكات المظلمة [ 14 ]
  • تحليل الاستشهادات [ 15 ]
  • تحليل وسائل التواصل الاجتماعي [ 16 ]
  • تقييم أنظمة الصحة العامة [ 17 ]
  • تحليل نتائج سلامة المستشفيات [ 18 ]
  • تقييم بنية العنف العرقي من بيانات الأخبار [ 19 ]
  • تقييم الجماعات الإرهابية [ 20 ]
  • التدهور الاجتماعي للتفاعلات الاجتماعية عبر الإنترنت [ 21 ]
  • نمذجة التفاعلات الصفية في المدارس [ 22 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لوتكر، ز. (2021). مقدمة في تطور الشبكات الاجتماعية. في تحليل السرديات في الشبكات الاجتماعية (ص 167-185). سبرينغر، تشام.
  2. ↑ هاريسون سي. وايت، 1992، الهوية والسيطرة: نظرية هيكلية للفعل الاجتماعي. مطبعة جامعة برينستون.
  3. ↑ بورنامريتا ساركار وأندرو دبليو مور. 2005. تحليل الشبكات الاجتماعية الديناميكية باستخدام نماذج الفضاء الكامن. نشرة SIGKDD الاستكشافية 7، 2 (ديسمبر 2005)، 31-40.
  4. ↑ كاثلين إم. كارلي، مايكل ك. مارتن، وبريان هيرشمان، 2009، "أسباب التغير الاجتماعي"، مواضيع في العلوم المعرفية، 1.4: 621-650
  5. ↑ كاو، شاوشنغ؛ لو، وي؛ شو، تشيونغكاي (17-10-2015). "GraRep: تعلم تمثيلات الرسوم البيانية باستخدام المعلومات الهيكلية العالمية" . وقائع المؤتمر الدولي الرابع والعشرين لجمعية ACM حول إدارة المعلومات والمعرفة . CIKM '15. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية آلات الحوسبة. الصفحات 891-900 . doi : 10.1145/2806416.2806512 . ISBN  978-1-4503-3794-6. S2CID 17341970 . 
  6. ↑ غورسوي، فوركان؛ حداد، منير؛ بوثوريل، سيسيل (2023-10-07). "محاذاة واستقرار التضمينات: تحسين القياس والاستدلال" . الحوسبة العصبية . 553 126517. arXiv : 2101.07251 . doi : 10.1016/j.neucom.2023.126517 . ISSN 0925-2312 . S2CID 231632462 .  
  7. ↑ ديفيد كراكهارت وكاثلين إم كارلي، 1998، "نموذج PCANS للهيكل في المنظمة"، في وقائع الندوة الدولية لعام 1998 حول أبحاث وتكنولوجيا القيادة والسيطرة، مونتيري، كاليفورنيا، يونيو 1998، البحث القائم على الأدلة، فيينا، فيرجينيا، ص 113-119.
  8. ↑ كاثلين إم. كارلي، 2002، "الوكلاء الأذكياء ومنظمات المستقبل"، دليل الإعلام الجديد. حررته ليا ليفرو وسونيا ليفينغستون (محرران)، ثاوزاند أوكس، كاليفورنيا، سيج، الفصل 12: 206-220.
  9. ↑ كاثلين م. كارلي. 2014. "ORA: مجموعة أدوات لتحليل وتصور الشبكات الديناميكية"، في رضا الحاج وجون روكن (محرران) موسوعة تحليل وتعدين الشبكات الاجتماعية، سبرينغر.
  10. ↑ ماجداندزيتش، أ.؛ وآخرون (2013). "التعافي التلقائي في الشبكات الديناميكية" . فيزياء الطبيعة . 10 : 34-38 . doi : 10.1038/nphys2819 . 
  11. ↑ ميشيل ستارنيني، أندريا بارونشيلي، آلان بارات، 2012، المشي العشوائي على الشبكات الزمنية. فيز. القس ه 85، 056115، http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.85.056115
  12. ↑ رينيه فيتزنر، إنجو شولتس، أنطونيوس جاراس، كلاوديو خوان تيسون، فرانك شفايتزر، 2012، "تفضيل الوساطة: قياس الارتباطات في الديناميكيات الطوبولوجية للشبكات الزمنية"، رسائل المراجعة الفيزيائية، المجلد 110، 10 مايو 2013.
  13. ↑ كارلي، كاثلين م.، مايكل ك.، مارتن وجون ب. هانكوك، 2009، "تحليل الشبكة الديناميكية المطبق على التجارب من بيئة أبحاث هندسة القرار"، هندسة القرار المتقدمة للمقاتل: الأساس والتكنولوجيا، الفصل 4.
  14. ↑ إيفرتون، شون، 2012، تعطيل الشبكات المظلمة، مطبعة جامعة كامبريدج، نيويورك، نيويورك
  15. ↑ كاس، ميراي، كاثلين إم. كارلي، وإل. ريتشارد كارلي، 2012، "من كان أين ومتى؟ تحليل مكاني-زماني لتنقل الباحثين في العلوم النووية"، ضمن وقائع ورشة العمل الدولية حول تكامل واسترجاع البيانات المكانية-الزمانية (STIR 2012)، التي عُقدت بالتزامن مع مؤتمر ICDE 2012، في 1 أبريل 2012، واشنطن العاصمة.
  16. ↑ كارلي، كاثلين م.، يورغن فايفر، هوان ليو ، فريد مورستاتر، ريبيكا غولزبي، 2013، التقييم شبه الفوري لوسائل التواصل الاجتماعي باستخدام تحليلات الشبكة الجغرافية الزمنية، في وقائع المؤتمر الدولي IEEE/ACM لعام 2013 حول التطورات في تحليل وتعدين الشبكات الاجتماعية (ASONAM)، 25-28 أغسطس 2013، شلالات نياجرا، كندا.
  17. ↑ ميريل، جاكلين، مارك جي. أور، كريستي واي. جيون، روزاليند في. ويلسون، جوناثان ستوريك وكاثلين إم. كارلي، 2012، "طوبولوجيا شبكات تقديم المشورة لمسؤولي الصحة المحليين: سد الثغرات"، مجلة ممارسة إدارة الصحة العامة، 18(6): 602-608
  18. ↑ إيفكين، جوديث أ.، شيلا جيفارت وكاثلين م. كارلي، 2013، "استخدام ORA لتقييم العلاقة بين عمليات التسليم ونتائج الجودة والسلامة"، الحوسبة والمعلوماتية والتمريض. 31(1): 36-44.
  19. ↑ فان هولت، تريسي، جيفري سي. جونسون، جيمي برينكلي، كاثلين إم. كارلي وجانا كاسبرسن، 2012، "بنية العنف العرقي في السودان: نهج تحليلي آلي للمحتوى والشبكة الفوقية والبيانات الجغرافية المكانية"، نظرية التنظيم الحسابي والرياضي، 18:340-355.
  20. ↑ كيني، مايكل جيه، جون هورغان، كايل هورن، بيتر فينينغ، كاثلين إم كارلي، مايكل بيغريغ، ميا بلوم ، كورت برادوك، 2012، التكيف التنظيمي في شبكة ناشطين: الشبكات الاجتماعية والقيادة والتغيير في المهاجرون، بيئة العمل التطبيقية، 44 (5): 739-747.
  21. ↑ م. أبو فودة، ك. أ. زويج. "نموذج نظري لفهم ديناميكيات اضمحلال الشبكات الاجتماعية عبر الإنترنت". نسخة أولية منشورة على arXiv:1610.01538.
  22. ↑ كريستيان بوخوف، 2016، "استكشاف التفاعل الصفي باستخدام تحليل الشبكات الاجتماعية الديناميكية"، المجلة الدولية للبحث والمنهج في التعليم، doi : 10.1080/1743727X.2016.1192116 .

للمزيد من القراءة

  • كاثلين إم. كارلي، 2003، "تحليل الشبكات الديناميكية" في نمذجة وتحليل الشبكات الاجتماعية الديناميكية: ملخص ورشة العمل والأوراق البحثية، رونالد بريجر، كاثلين كارلي، وفيليبا باتيسون، (محررون) لجنة العوامل البشرية، المجلس الوطني للبحوث، المجلس الوطني للبحوث. الصفحات  133-145، واشنطن العاصمة.
  • كاثلين إم. كارلي، 2002، "الوكلاء الأذكياء ومنظمات المستقبل"، دليل الإعلام الجديد. حررته ليا ليفرو وسونيا ليفينغستون، الفصل 12، الصفحات  206-220، ثاوزاند أوكس، كاليفورنيا، سيج.
  • كاثلين إم. كارلي، جانا ديزنر، جيفري ريمينغا، ماكسيم تسفيتوفات، 2008، نحو مجموعة أدوات تحليل الشبكات الديناميكية القابلة للتشغيل البيني، العدد الخاص من مجلة نظم دعم القرار حول البنية التحتية السيبرانية للأمن الداخلي: التطورات في تبادل المعلومات، واستخراج البيانات، وأنظمة التعاون. نظم دعم القرار 43(4): 1324-1347 ( المقال 20))
  • تيريل إل. فرانتز، كاثلين إم. كارلي. 2009، نحو تقدير مستوى الثقة لإيجاد العامل الأكثر مركزية. المؤتمر السنوي لأكاديمية الإدارة، شيكاغو، إلينوي، الولايات المتحدة الأمريكية، 7-11 أغسطس. (حائز على جائزة أفضل ورقة بحثية طلابية من قسم إدارة المخاطر/دار نشر سيج).
  • بيتر هولم، ياري ساراماكي، 2011، “الشبكات الزمنية”. https://arxiv.org/abs/1108.1780
  • سي. أغاروال، ك. سوبيان، 2014، "تحليل الشبكات التطورية: دراسة استقصائية". مجلة ACM Computing Surveys، 47(1). ( ملف PDF )