一种图结构的划分分区方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据处理领域，尤其设及一种图结构的划分分区方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在一个复杂的网络连接关系中，有大量的顶点和边构成图的结构，常常希望把整 张图切成多个子图，或者是把连接的网络切分成多个区域，就可W对每个区域分别处理，从 而达到分而治之地处理各种问题的目的。分区的功能广泛应用于电网数据处理、集成电路 布图、社区结构发现等诸多领域。分区的要求有多种，其中一种常见的要求是：连接紧密的 顶点被划分到一起，连接松散的顶点可W被划分到不同的区域。
[0003] 2008 年，VincentD.Blondel，Jean-Loup加illaume，RenaudLambiotte和 EtienneLefebvre几位学者给出了一种至底向上逐个顶点聚合的方法。他们的论文 "Fastunfoldingofcommunitiesinlargenetworks"发表在JournalofStatistical Mechanics:化ecxryandExperiment杂志上。该方法的计算效率很高，其原本的目标是得 到一种层次化的分区结果，可用于互联网等领域，根据成员连接关系挖掘出社区结构。若把 VincentD.Blondel等人的方法用于更多的场景时，会遇到的一个问题是，该方法得到的分 区数量有时不满足需求。比如把一个网络用该方法划分成7个子网络，但是需求认为7个 子网络太多了，希望只有3个子网络，运使得原有方法不能适用。
[0004] 申请号为201410710163. 9的中国专利申请文件，名称为基于节点聚合系数的电 力通信网络构建方法，该方法包括：获取电力通信网的网络模型；其中，所述网络模型包括 节点和链路，所述节点为电力通信系统中的通信设备，所述链路为连接节点的各条光缆；计 算所述节点的聚合系数；获得每个节点上附加有对应的聚合系数的网络模型，对获得的网 络模型进行网络拓扑分析及电力通信系统的可靠性测定，能显著提高电力通信系统的可靠 性测定的准确性，但是对于图结构数据的合理分区而言，该方法是不适用的。
【发明内容】
阳0化]本发明所要解决的技术问题是：提供一种节点聚合的方法，来完成目标数量的图 结构分区。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种图结构的划分分区方法，包括：
[0008] S1、对于给定节点间的连边和目标分区数量，预设临界聚合系数的初值；
[0009] S2、每个节点划分为一个独立区域，节点分区变化标志设置为0 ;
[0010] S3、对所有节点进行聚合，调节分区，具体包括步骤S31-S36 : W11] S31、在所有节点中选取一个节点，将所述节点从所在分区中移出，分别计算所移 出的节点和与其相连节点的聚合系数，得到多个聚合系数；从多个聚合系数中选取出最大 值，作为所移出的节点的第一聚合系数；
[0012] S32、判断步骤S31的所述节点的第一聚合系数是否大于临界聚合系数，若是，贝U 将所述节点移入所述第一聚合系数设及的另一节点所在的区域；若否，则将所述节点移回 原来所在分区；判断所述节点所在的分区是否发生变化，若有变化，则将所述节点分区变化 标志设置为1 ;
[0013]S33、重复步骤S31-S32直到选取完所有节点后进入步骤S34;
[0014]S34、若节点分区变化标志为1，则将节点分区变化标志设置为0后返回步骤S3,若 节点分区变化标志为0,则进入步骤S4 ;
[0015]S4、舍弃所有不含节点的区域后，若每一个区域只含一个节点，得到分区数量，贝U执行步骤S5 ;否则对每一区域用一个新节点替代区域内所有节点，使得每一个区域只含一 个节点，且用新节点的自环代替区域内原节点之间的连边，所述自环的权重等于区域内原 节点之间的连边的权重和，且用区域之间新节点的连边代替区域之间的原节点的连边，区 域之间新节点之间连边的权重等于被替代的原节点连边的权重和，采用新节点重复步骤 S3-S4 ；
[0016]S5、将所得分区数量与目标分区数量相比，若所得分区数量等于目标分区数量，贝U已完成分区过程；若所得分区数量大于目标分区数量，则减少临界聚合系数，保留已获得的 分区，返回步骤S3继续执行；若所得分区数量小于目标分区数量，则增大临界聚合系数，放 弃已获得的分区且还原最初的节点，返回步骤S2开始执行。
[0017]本发明提供的另一技术方案为：
[001引一种图结构的划分分区系统，包括：预设模块、划分模块、调节模块、分区模块和对 比模块；
[0019] 所述预设模块，用于对于给定节点间的连边和目标分区数量，预设临界聚合系数 的初值；
[0020] 所述划分模块，用于每个节点划分为一个独立区域，节点分区变化标志设置为0 ;
[0021] 所述调节模块包括计算单元、第一判断单元、重复单元和第二判断单元；
[0022] 所述计算单元，用于在所有节点中选取一个节点，将所述节点从所在分区中移出， 分别计算所移出的节点和与其相连节点的聚合系数，得到多个聚合系数；从多个聚合系数 中选取出最大值，作为所移出的节点的第一聚合系数；
[0023]所述第一判断单元，用于判断所述节点的第一聚合系数是否大于临界聚合系数， 若是，则将所述节点移入所述第一聚合系数设及的另一节点所在的区域；若否，则将所述节 点移回原来所在分区；判断所述节点所在的分区是否发生变化，若有变化，则将所述节点分 区变化标志设置为1 ;
[0024] 所述重复单元，用于重复计算单元和第一判断单元直到选取完所有节点后执行第 二判断单元；
[0025] 所述第二判断单元，用于若节点分区变化标志为1，则将节点分区变化标志设置为 0后返回调节模块，若节点分区变化标志为0,则进入分区模块；
[0026] 所述分区模块，用于舍弃所有不含节点的区域后，若每一个区域只含一个节点，得 到分区数量，则执行对比模块；否则对每一区域用一个新节点替代区域内所有节点，使得每 一个区域只含一个节点，且用新节点的自环代替区域内原节点之间的连边，所述自环的权 重等于区域内原节点之间的连边的权重和，且用区域之间新节点的连边代替区域之间的原 节点的连边，区域之间新节点之间连边的权重等于被替代的原节点连边的权重和，采用新 节点重复调节模块和分区模块；
[0027] 所述对比模块，用于将所得分区数量与目标分区数量相比，若所得分区数量等于 目标分区数量，则已完成分区过程；若所得分区数量大于目标分区数量，则减少临界聚合系 数，保留已获得的分区，返回调节模块继续执行；若所得分区数量小于目标分区数量，则增 大临界聚合系数，放弃已获得的分区且还原最初的节点，返回划分模块开始执行。
[0028] 本发明的有益效果在于：与传统分区方法相比，本发明提供的一种图结构的划分 分区方法，通过比较各节点的聚合系数与临界聚合系数的大小来进行分区的划分；再通过 调节临界聚合系数的值，可W调节分区数量的增加或减少。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的一种图结构的划分分区方法的步骤流程图；
[0030] 图2为本发明的一种图结构的划分分区系统的结构示意图；
[0031] 图3为本发明的实施例中图结构的初始节点间的连接关系示意图；
[0032] 图4为本发明的实施例中第一次遍历后所有节点的分区示意图；
[0033] 图5为本发明的实施例中第二次遍历后所有节点的分区示意图；
[0034]图6为本发明的实施例中最终所有节点的分区示意图；
[00对标号说明：
[0036] 10、预设模块；20、划分模块；30、调节模块；301、计算单元；302、第一判断单元； 303、重复单元；304、第二判断单元；40、分区模块；50、对比模块。
【具体实施方式】
[0037] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，W下结合实施方式并配合附 图予W说明。
[0038] 本发明最关键的构思在于：通过比较各节点的聚合系数与预设的临界聚合系数的 大小来进行分区的