graph clustering
در نشریات گروه برق-
Journal of Electrical and Computer Engineering Innovations, Volume:11 Issue: 2, Summer-Autumn 2023, PP 443 -458Background and ObjectivesCommunity detection is a critical problem in investigating complex networks. Community detection based on modularity/general modularity density are the popular methods with the advantage of using complex network features and the disadvantage of being NP-hard problem for clustering. Moreover, Non-negative matrix factorization (NMF)-based community detection methods are a family of community detection tools that utilize network topology; but most of them cannot thoroughly exploit network features. In this paper, a hybrid NMF-based community detection infrastructure is developed, including modularity/ general modularity density as more comprehensive indices of networks. The proposed infrastructure enables to solve the challenges of combining the NMF method with modularity/general modularity density criteria and improves the community detection methods for complex networks.MethodsFirst, new representations, similar to the model of symmetric NMF, are derived for the model of community detection based on modularity/general modularity density. Next, these indices are innovatively augmented to the proposed hybrid NMF-based model as two novel models called ‘general modularity density NMF (GMDNMF) and mixed modularity NMF (MMNMF)’. In order to solve these two NP-hard problems, two iterative optimization algorithms are developed.Resultsit is proved that the modularity/general modularity density-based community detection can be consistently represented in the form of SNMF-based community detection. The performances of the proposed models are verified on various artificial and real-world networks of different sizes. It is shown that MMNMF and GMDNMF models outperform other community detection methods. Moreover, the GMDNMF model has better performance with higher computational complexity compared to the MMNMF model.ConclusionThe results show that the proposed MMNMF model improves the performance of community detection based on NMF by employing the modularity index as a network feature for the NMF model, and the proposed GMDNMF model enhances NMF-based community detection by using the general modularity density index.Keywords: Complex Networks, Nonnegative Matrix Factorization, Modularity, General Modularity Density, Graph Clustering
-
امروزه، تکنولوژی مجازی سازی به طور گسترده در جهت راه اندازی چندین سیستم مجازی بر روی یک سیستم فیزیکی در حال توسعه است. ابرهای محاسباتی نمونه بارز بکارگیری این تکنولوژی هستند. سیستم های تشخیص نفوذ نقش کلیدی در محافظت از منابع ابر بر روی ماشین های مجازی دارند. با افزایش سرعت و پیچیدگی این ماشین ها، سیستم های تشخیص نفوذ باید توانایی و دقت تشخیص خود را بالا ببرند تا توانایی شناسایی انواع مختلف حملات در زمان مناسب را کسب کنند. در این راستا، استفاده از رویکردهای مبتنی بر رفتار به دلیل مقیاس پذیری بالا در شبکه های بزرگ مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله، یک روش جدید برای تشخیص نفوذ در شبکه های مبتنی بر رفتار ارایه شده است. برای این منظور، روش پیشنهادی ابتدا داده های استخراج شده را از طریق تبدیل مفهوم جریان داده به گراف پراکندگی ترافیک مدل سازی کرده و سپس، با استفاده از یک الگوریتم بهبود یافته مبتنی بر مدل مارکوف خوشه بندی می کند. در ادامه، با تحلیل خوشه های تولید شده بر اساس معیارهای آماری مدلی برای تشخیص نفوذ ارایه می شود. کارآیی روش پیشنهادی بر روی مجموعه داده دارپا 99 به عنوان یک مجموعه داده استاندارد و جامع برای ارزیابی سیستم های تشخیص نفوذ مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفت و با نتایج حاصل از هفت روش مطرح دیگر مقایسه شد. نتایج مقایسه نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش های دیگر دارای قابلیت های بهتری بوده و می تواند حملات را با دقت بالایی تشخیص دهد.
کلید واژگان: تشخیص نفوذ مبتنی بر رفتار، گراف پراکندگی ترافیک، جریان داده، خوشه بندی گراف، خوشه بندی بهبود یافته مارکوفToday, applications of the virtualization technology are rapidly growing in which setting up and running multiple operating systems on a single physical system. Computational clouds are the most hallmark of this technology. Intrusion detection systems play a key role in protecting cloud resources on virtual machines. Regarding the increasing speed and complexity of these machines, it is necessary to increase the ability and accuracy of intrusion detection systems to identify different types of attacks at the right time. In this regard, the use of behavior-based approaches has attracted more attention due to their high scalability in large networks. The methods for intrusion detection that utilizes network traffic graph clustering do not have the accuracy and appropriateness with the speed of data transfer in the current computer networks. Thus, the solutions can be improved by choosing an appropriate strategy for clustering. In this paper, a new behavior-based method for detecting intrusion in computer networks is presented. To this end, the network data was modeled through the flow of data as a traffic distribution graph and then clustered using an improved Markov-based algorithm. Then, the produced clusters are used to construct an intrusion detection model by analyzing a set of modified statistical criteria. The proposed model was examined and evaluated on the DARPA 99 dataset and compared with seven other robust methods. The results show that the proposed method detects attacks with high accuracy and works better than the methods which do not use the graph clustering.
Keywords: behavior-based intrusion detection, traffic dispersion graph, data flow, graph clustering, optimized Markov clustering -
نشریه عصر برق، پیاپی 15 (تابستان 1400)، صص 33 -40
به دلیل رشد روز افزون تمایل افراد به عضویت و استفاده از شبکه های اجتماعی، برقراری ارتباط و به اشتراک گذاری داده های موجود در این شبکه ها، مورد توجه علوم مختلف همانند علوم سیاسی،روانشناسی، جامعه شناسی، اقتصاد و... قرارگرفته است. به همین دلیل، محققین اقدام به تشخیص واستخراج روابط بین افراد از داده های موجود دراین شبکه ها، برای ایجاد جوامع دقیق تر نمودهاند. با این حال هنوز روشی موثر جهت شناسایی و استخراج جوامع، بر مبنای داده های شبکه های اجتماعی ارایه نشده است. در این مقاله، به منظور خوشه بندی دقیق تر جوامع موجود در یک شبکه اجتماعی، روشی بر پایه استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری تکاملی رقابت استعماری و با انتخاب جمعیت اولیه بر اساس معیار خوشه بندی مبتنی بر چگالی معرفی شده است. روش پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم رقابت استعماری پایه، به طور میانگین مقدار ماژوالریتی را 45.21 %افزایش داده و جوامع منسجم تری را استخراج نموده است.
کلید واژگان: الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم های تکاملی، خوشه بندی گراف، خوشه بندی مبتنی بر چگالی، شبکه های اجتماعیDue to the growing desire of people to join and use social networks, communication and shar ing data in these networks has been considered by various sciences such as political science, psychology, sociology, economics, etc. Hence, researchers have begun to distinguish and extract relationships between individuals from the data contained in these networks, to create more accurate communities. However, there is still no effective method to identify and extract communities based on social media data. In this article, a method has been proposed for social network accurate clustering by using Imperial Competitive Evolutionary Algorithm (ICEA) and selecting the initial population based on the density-based clustering criterion. The proposed method has improved the result of modularity about 21.45% in average, compared to rival basic ICEA and extracted more densed communities.
Keywords: Imperial Competitive Algorithm, Evolutionary Algorithms, Graph Clustering, density-basedclustering, Social Networks -
در سال های اخیر جداسازی شبکه قدرت بعنوان آخرین ابزار جهت پیشگیری از ناپایداری سیستم مورد توجه قرار گرفته است. هدف از جداسازی کنترل شده، تشکیل جزایر پایدار در شبکه به منظور جلوگیری از خاموشی سراسری و سهولت بازیابی مجدد شبکه می باشد. در این راستا یک الگوریتم تصمیم گیری مناسب مورد نیاز است که در زمان کوتاه با دقت کافی نقاط جداسازی را تعیین نماید.
در این مقاله ضمن توسعه الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی طیفی، استفاده از آن در جداسازی شبکه پیشنهاد شده است. روش ارائه شده با استفاده از مقادیر توان عبوری خطوط و در نظر گرفتن لزوم همنوایی ژنراتورها در هر جزیره، بر مبنای حداقل تغییرات پخش بار نقاط جداسازی را مشخص می نماید. بعلاوه، این روش امکان اعمال محدودیت های جداسازی بر روی برخی خطوط را نیز فراهم می آورد. روش پیشنهادی از نظر محاسباتی بسیار سریع بوده و امکان تعیین تعداد جزایر نیز در آن میسر می باشد. این روش بر روی شبکه های استاندارد انتقال IEEE-39 و IEEE-118 پیاده سازی شده و عمکرد آن با سایر روش های موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی، کارآیی بالای این روش در مقایسه با روش های موجود و قابلیت پیاده سازی بصورت بلادرنگ در شبکه های قدرت را نشان می دهد.کلید واژگان: جداسازی شبکه قدرت، افراز گراف، خوشه بندی سلسله مراتبی طیفی مقیدJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:16 Issue: 3, 2019, PP 137 -146In recent years, power system islanding is considered as the last resort to prevent network instability. The purpose of controlled islanding is to establish self-sustaining electrical islands to prevent a blackout and lead to ease of restoration. In this regard, an appropriate decision - making algorithm is required to determine the best separation points in a short time.
This paper proposes a novel methodology by developing the hierarchical spectral clustering algorithm. This method is computationally very efficient and determines an islanding solution with minimal power flow disruption while ensuring that each island contains only coherent generators. The proposed method also enables operators to constrain any branch to be excluded from the islanding solution. The method is tested using the models of the IEEE 39 and IEEE 118-bus test systems and comparative analysis with existing methods have been performed. The simulation results demonstrate that the methodology is more efficient than another existing approach and could be utilized in the real-time application of the power grid.Keywords: Power System Islanding, Graph Clustering, Constrained Hierarchical Spectral Clustering -
Nowadays, social networks are becoming more popular, so the number of their users and their information is growing accordingly. Therefore, we need a recommender system that uses all kinds of available information to create highly accurate recommendations. Regarding the general structure of these recommender systems, one criterion is first chosen to calculate the similarity between users and then people who are assumed to have great similarity are proposed to each other as friend. These similar criteria can calculate users’ similarity with regard to topological structure and some properties of graph vertices. In this paper, the properties that are required for clustering are extracted from users’ profile. Finally, by combining the similarity criteria of mean measure of divergence (MMD), cosine, and Katz, different aspects of the problem including graph topology, frequency of user interaction with each other, and normalization of the same scoring method are considered.Keywords: social network, friend recommendation, graph clustering, users’ profiles, link prediction
-
یادگیری تقویتی، یکی از انواع یادگیری ماشین است که در آن عامل با استفاده از تراکنش با محیط، به شناخت محیط و بهبود رفتار خود می پردازد. یکی از مشکلات اصلی الگوریتم های استاندارد یادگیری تقویتی مانند یادگیری Q این است که نمی توانند مسایل بزرگ را در زمان قابل قبولی حل کنند. کسب خودکار مهارت ها می تواند به شکستن مساله به زیرمساله های کوچک تر و حل سلسله مراتبی آن کمک کند. با وجود نتایج امیدوارکننده استفاده از مهارت ها در یادگیری تقویتی سلسله مراتبی، در برخی تحقیقات دیگر نشان داده شد که بر اساس وظیفه مورد نظر، اثر مهارت ها بر کارایی یادگیری می تواند کاملا مثبت یا منفی باشد و اگر به درستی انتخاب نشوند می توانند پیچیدگی حل مساله را افزایش دهند. از این رو یکی از نقاط ضعف روش های قبلی کسب خودکار مهارت ها، عدم ارزیابی هر یک از مهارت های کسب شده می باشد. در این مقاله روش های جدیدی مبتنی بر خوشه بندی گراف برای استخراج زیرهدف ها و کسب مهارت ها ارائه می گردد. همچنین معیارهای جدید برای ارزیابی مهارت ها مطرح می شود که با کمک آنها، مهارتهای نامناسب برای حل مساله حذف می گردند. استفاده از این روش ها در چندین محیط آزمایشگاهی افزایش سرعت یادگیری را به شکل قابل ملاحظه ای نشان می دهد.کلید واژگان: یادگیری تقویتی سلسله مراتبی، گزینه، انتزاع زمانی، مهارت، ارزیابی مهارت ها، خوشه بندی گرافReinforcement learning is atype of machine learning methods in which the agent uses its transactions with the environment to recognize the environment and to improve its behavior.One of the main problems of standard reinforcement learning algorithms like Q-learning is that they are not able to solve large scale problems in a reasonable time. Acquiring skills helps to decompose the problem to a set of sub-problems and to solve it with hierarchical methods. In spite of the promising results of using skills in hierarchical reinforcement learning, it has been shown in some previous studies that based on the imposed task, the effect of skills on learning performance can be quite positive. On the contrary, if they are not properly selected, they can increase the complexity of problem-solving. Hence, one of the weaknesses of previous methods proposed for automatically acquiring skills is the lack of a systematic evaluation method for each acquired skill. In this paper, we propose new methods based on graph clustering for subgoal extraction and acquisition of skills. Also, we present new criteria for evaluating skills, with the help of which, inappropriate skills for solving the problem are eliminated. Using these methods in a number of experimental environments shows a significant increase in learning speed.Keywords: Hierarchical reinforcement learning , option , temporal abstraction , skill , skills evaluation , graph clustering
-
Knowledge representation in the form of a concept map can be a good idea to categorize domain terms and their relations and help to generate ontology. Supplementing detail information to and pruning useless data from the concept map, which likes a skeleton in evolving ontology, can be semantically accomplished using the domain knowledge. In this paper, we propose a method using structural knowledge resources as well as tacit knowledge of experts to generate the ontology of eLearning domain. The concept map of eLearning is manually improved and finally verified using the group of eLearning experts. In order to enrich the ontology with merging into upcoming terms, the paper proposed an automatic method based on two external knowledge sources, Wikipedia and WordNet. The semantic similarity of concepts which is measured using the words hierarchy of WordNet combined with relations of concepts extracted from the Wikipedia graph is applied to link the new eLearning concepts to the domain ontology. The generated ontology is a dynamic knowledge source which can improve itself gradually. This integrated knowledge of eLearning domain can be used to model educational activities and to build, organize, and update specific learning resources.Keywords: concept map, pruning, ontology generation, ontology enrichment, elearning, graph clustering, Wikipedia, WordNet
-
This is the time of rapidly development of electronic relationships between the users of a social network. Any entity in e-interactions has to make decision about trust/distrust to others with respect to the data available on the network. Also the lack of significant information about the entities becomes a challenge that any trust evaluation model has to deals with it. In this paper, a model for evaluation trust with respect to the users feedbacks is proposed. The model, is based on a unique generated trusted graph which is the result of applying a proposed initial trust value metric. Also, the communities consisting the network is detected using Markov Clustering Algorithm (MCL). This paper also presents a categorical-based approach for trust evaluation. The proposed model has been compared to another trust metric which is proposed by another paper and. The results, which achieved using Normalized Root Mean Squared Error (NRMSE), show the effects of proposed initial trust value and proposed final trust rate on the final trust evaluations. By more affecting the final trust rate, the model goes more closely to the basis trust metric used for comparing results.Keywords: component, Trusted Graph, User Reputation, Graph Clustering, Markov Clustering Algorithm (MCL)
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.