基于復雜網絡的合作關系網絡構建

白浴震

摘 要 在復雜網絡基礎上，本文構建了科研活動中的科學家合作關系網絡，并對網絡中的科學家特征、角色分類、個別角色等方面做出分析。

【關鍵詞】復雜網絡 合作關系網絡 構建 分析

1 前言

在科研活動開展期間，會有數量眾多的科學家參與到發現、發明與創造科學當中，這些科學家個體之間會形成相互作用的網絡，即合作關系網絡。合作關系網絡的節點看做科學家，邊為論文合著關系，通過分析其結構及行為特征，對科學家合作機制做出理解。

2 復雜網絡下科學家合作關系網絡的構建

在復雜網絡領域中，本文以數學領域科學家為研究對象，以研究活動完成后論文合著關系為基礎，完成合作網絡的構建。在合作網絡中，科學家表示節點，一篇論文由兩位科學家合著時，這兩位科學家間存在合作關系，網絡內的表示方法為連接二者的節點。構建合作網絡時，因對合作方向性、合作權重問題并不做出考慮，所以屬于無向無權網絡。對于同一篇論文，全連通關系存在于全部作者之間，時間推移之后，某些科學家在多篇論文中均有參與，且活躍性較強的科學家會在多篇論文全連通子塊中完成稀疏聯系的建立，形成若干個大型連通子塊，從而迅速擴大合作網絡規模。4節點子圖作為無向網絡中的一種，點位包含11種，本文以此作為子圖搜索與角色分析依據，同時，經分析之后，最大連通子塊節點數為382，邊數920。

3 科學家合作關系網絡的分析

3.1 科學家特征及角色分類

4節點子圖中，包含11種角色種類，角色點位編號由A11-A11，經分析其角色分類與點位特征后發現，點位A14具有最多的科學家數量，達到最大值382，點位A17次于點位A14，有377位，而點位A18的科學家數量最少，僅有21位。網絡某一點位的總數與具有其的非重復科學家數量的比值即為點位強度，通常，點位強度數值越高時，表明單位科學家越多的占據該點位，經分析，具有最高點位強度值的為點位A1。已有研究指出，科研合作網絡中，節點中心性指標正相關于節點代表的個體績效、影響力，即科學家具有高度中心性時，其在合作網絡具有較大的貢獻及科研產量。基于此，本文以度為基礎，將A1-A8點位的角色分為三類，分別為核心、中介、邊緣，分析結果顯示，同種子圖內，在科學家數量特征占據方面，邊緣最多，核心最少，中介居中，但在角色強度特征方面，核心最大，邊緣最小，中介居中。由上述分析結果可知，合作網絡中，少數核心科學家所具備的作用是非常重要的。

3.2 個別科學家角色分析

統計點位種數分布情況發現，所有科學家中，具有的點位均為2個或以上；有103位科學家具有的點位達到6種，而且有14位科學家具有的點位為11種，具體見圖1科學家點位種數分布情況。另外，因科學家子圖不同、占據點位也不同，呈現出有多數的科學家同時承擔著不同的角色類型。這說明，個體科學家角色特征呈現出多樣性，也就是說，個體科學家合作聯結不同科學家過程中，微觀結構上，行為特征包含主導、從屬或界橋，而這也將科研合作演進機制時受到相應條件限制下的多樣性反應出來。

3.3 科學家角色種數及相對數量分析

個體科學家所具備的角色可能是多種，而且每種角色具有相對不同的數量，因此，需對其角色種數與相對數量做出系統的分析，以能有效區分個體科學家。合作關系網絡中，個體科學家角色有核心、中介、邊緣三類，統計其相對數量后，在排名前15的科學家中，具有點位均超過8種，核心角色中具有較高的相對數量的為點位A1與點位A5，中介角色中具有較高的相對數量的為點位A3，邊緣角色中具有較高的相對數量的為點位A2。分別以核心角色和中介角色為主，統計相對數量，結果顯示，科學家主要為核心角色（圖2左側圖）時，三類角色中擁有最大相對數量的分別為點位A1、點位A3、點位A4，這三個中最大的為點位A1，點位包含11種；另外，科學家主要為中介角色（圖2右側圖）時，三類角色擁有最大相對數量的分別為點位A5、點位A3、點位A2，三者中最大的為點位C，點位包含11種。

4 結論

復雜網絡基礎上，本文構建了科研活動中科學家的合作關系網絡，并對網絡中科學家角色分類、特征，個體科學家角色特征、種數、相對數量做出分析，總結出科研領域合作機制的發展規律，為科研活動的良好開展提供指導，促進科技的創新。

參考文獻

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[2]王朋飛，李守偉，林琳霖，等.產學研合作網絡復雜性分析——以鎮江市為例[J].復雜系統與復雜性科學，2013，10（01）：60-67.

作者單位

大連民族大學計算機科學與工程學院 遼寧省大連市 116600endprint