基于图联邦学习的网络动力学预测

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangjunaiai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复杂网络上的许多动态演化过程可以用网络上的动力学描述,通常情况下,人们可以观测到动力学产生的时间序列数据,而其背后的动力学机制难以捕捉。网络上的动力学预测在自然社会中发挥着重要作用,包括预测流行病的爆发、网络系统的瓦解、人群中观点的演化等。然而,现有的研究大多假设使用的历史数据是完整的,如特定的动力学生成的时间序列数据和网络结构是完全已知的。实际上,动力学数据与网络结构可能分布式存储在多个组织中,在许多情况下,由于隐私或许可问题,这些数据无法共享,因此本文研究如何在保护不同组织(参与方)隐私的同时准确预测网络上的动力学。在现实场景中,各参与方拥有部分的动力学数据和网络结构数据,通常有以下两种分布情况:每一方只有整个时间序列数据的部分时间戳和网络的部分结构;每一方只有部分节点的时间序列数据。由于各客户端的数据无法共享,而训练动力学预测模型往往需要大量数据,因此,本文针对以上两种数据分布场景,应用联邦学习框架在隐私保护的同时联合训练模型,使用图神经网络构建网络动力学预测模型,提出了联邦图神经网络(FGNN)框架,在保护隐私数据的同时,联合分布式数据共同训练一个全局动力学预测模型,特别地,该框架兼容不同类型的图神经网络(GNNs)模型。本文中,我们将框架与图卷积神经网络(GCN)和图注意力模型(GAT)结合构建完整的FGNN模型验证所提出框架的有效性。在不同合成网络和真实网络上,分别针对两种场景设计实验,对多种离散动力学和连续动力学进行预测。最后,我们还对美国真实流感数据进行预测。实验结果表明,联邦动力学框架能够联合多方数据信息,更好地预测动力学,同时保护客户端的隐私。
其他文献
当前,我国要实现经济高质与中低速稳步发展,加快“双循环”创新发展格局的优化,其中产业结构转型升级是重要推动力,并且数字经济是实现高质量增长的关键风向标。在数字经济蓬勃发展的大背景下,数字产业化与产业数字化协同推进,发挥对产业结构转型升级的推动作用,打造战略性新兴产业、新业态、新模式。然而,由于产业发展中存在资源条件不一、资本存量与活跃度的差异、地方政府的重视程度不均衡,且我国各个城市之间的区域文化
学位
目前,旅游已经成为人们休闲娱乐的重要方式,除了去一些旅游景点外,近年来在中国,乡村旅游等特色旅游产业也有了快速的发展。尤其是中国一直以来,都将“三农问题”作为一个重要问题来对待,促进乡村发展与增加农民收入是中国政府的重要政策目标。在中国脱贫攻坚战略和乡村振兴战略下,乡村旅游产业有了较大的发展,各级政府在政策上也给予了大力支持。而在玻利维亚,乡村旅游的发展几乎是空白的,国家对旅游业发展的不重视、政局
学位
解析函数理论是复变函数论的重要研究对象.近些年来,有关解析函数的Bohr半径估计问题已经成为一个热门问题.本文主要研究了解析函数的Bohr型半径问题的推广.本文总共三章,具体内容如下:第一章首先介绍了解析函数理论及Bohr半径问题的研究背景,紧接着介绍了 Bohr半径问题的研究和发展情况,最后介绍了本文的主要研究内容.第二章首先以凸组合的形式推广了 Bohr不等式和Bohr型不等式,获得了相应的B
学位
股市作为市场经济的晴雨表,股票市场最让人担心的就是发生股价崩盘,因为单个企业的股价崩盘可能会连带整个资本市场受到牵连,另外对投资者利益也会产生致命伤害。股价暴跌的根本原因是经理们隐瞒了企业运营的负面消息。可以从企业内部管理体制来考虑降低将来股价暴跌的风险。董事会作为内部治理机制的代表,其可以发挥监督的作用。董事会异质性程度越高,为其提供的资源越丰富,监督和约束能力得到进一步提高,对管理层实施有效监
学位
在同调代数的研究中,人们期望能够找到一些“好”的环扩张,使得一些重要的同调性质能够在基环和扩张环之间传递.作为Frobenius代数的推广,Frobenius扩张近年来成为了研究的热点,同时广义倾斜模也是表示论和(相对)同调代数中的重要研究对象.这篇文章将研究相对于广义倾斜模的⊥ω-维数,ω-k-挠自由维数和Gc-平坦维数在环的Frobenius扩张下的保持性.本文主要结构如下:第一章,介绍了研究
学位
“情感转向”现象的出现,使得情绪在移民群体的经验与身份构建中发挥了越来越大的作用。人们把共同的情绪聚集到了一起,用共同的意识和情绪把他们区分开来,把他们和不熟悉的情况联系在一起。而共情使人们与陌生的环境重新联系起来。它是跨文化交流和相互理解的桥梁和媒介,它存在于人与人之间的相互沟通和理解中,与客观事物产生共鸣。生活方式型外来旅游创业者将生产与消费融合在一起,这是后旅游阶段所特有的现象。共情是人际交
学位
商事外观主义也称外观主义,随着中国经济的高速发展,逐渐衍生出“商事外观主义”。如果商事活动没有效率,是难以带动经济繁荣的,所以为了更好地鼓励商业活动的开展,“商事外观主义”这一理论制度随着社会的发展而产生。股权代持是一种非常具有隐蔽性的投资方式,但是对隐名股东的保护实质上还是存在着很多的障碍,所以对如何规范股权代持相关的问题,还是需要条条框框的制度来进行规范。法律制定其实也是利益双方博弈取舍的过程
期刊
决策基于可靠的信息,因此为描述信息的模糊性和可靠性,Zadeh提出了Znumber的概念.在决策的过程中,决策者往往更倾向于用自然语言来描述决策信息,所以在后续的研究中,尤以语言型Z-number的应用更加符合实际问题.而李德毅院士于1995年提出的云模型,不仅可以描述自然语言的模糊性和随机性,同时也是处理定性语言值和定量数值的不确定转换模型.因此本文以语言型Z-number和云模型为主线,即在考
学位
中国资本市场普遍面临“融资难,融资贵”的困境,且近年来新冠疫情的爆发加剧了企业的融资困境,导致企业资金压力凸显,面临资金链断裂的风险,这不利于企业的持续发展。银行对企业贷款的收缩与企业融资需求的增加之间会产生冲突,这使得企业的融资变得愈发困难,更有甚者,严重影响到了整个供应链的发展。供应链融资是缓解企业融资困难的有效途径,它在供应链中架起了银行和企业间的桥梁,为面临融资困境的企业所在的供应链创造了
学位
随着现代计算机技术的迅猛发展,高维数据越来越频繁地出现在众多研究领域中.对于变量维数大于样本量的数据的均值检验问题,传统的Hotelling’s T2检验由于样本协方差阵不可逆而无法使用,为了解决变量维数大于样本量的数据的均值检验问题,一般有两类方法,一类是基于Hotelling’s T2检验,用单位阵或样本协方差矩阵的对角阵元素替换样本协方差矩阵得到相应的统计量并推导其极限分布进行检验.另一类是
学位