Hálózatelemzés

Hálózatelemzés a komplex hálózatok szerkezetének és dinamikájának vizsgálatával foglalkozó tudományterület. A hálózatokat csúcsokkal (pontok) és élekkel (kapcsolatokkal) írják le, és a vizsgálat célja a rendszer működését befolyásoló mintázatok, szerkezetek és folyamatok feltárása.

Főbb fogalmak közé tartozik a fokszám, a legrövidebb út hossza, a klaszterképesség, valamint a komponensek halmaza. A központosság mérőszámai közé tartozik a fokszám-központosság, a betweenness (közvetítő) központosság, a closeness (közeliségi) központosság, az eigenvector központosság és a PageRank.

Gyakorlati módszerek közé tartoznak a hálózat szerkezetének leírására szolgáló statisztikai és algoritmikus eszközök: útvonal-keresés (Dijkstra, BFS), közösségfelosztás (Louvain, Girvan–Newman), és különböző topológiai mutatók számítása. Modellezésre használhatóak véletlen gráfok (Erdős–Rényi), kisvilág-modellek (Watts–Strogatz) és skálafüggetlen hálózatok (Barabási–Albert).

Jelentős alkalmazási területek közé tartoznak a társadalmi hálózatok, biológiai hálózatok (például fehérje–fehérje interakciók), közlekedési és energetikai rendszerek, valamint az információ- és járványterjedés vizsgálata. Az adatok gyakran torzítottak vagy hiányosak, ezért null-modellekkel és szignifikancia-értékeléssel történik a találatok megbízhatóságának értékelése.

Számítógépes eszközök például NetworkX (Python), Gephi, igraph és Pajek. A munka általában adatok gyűjtésével, adattisztítással, hálózatok építésével, mutatók számításával, vizualizációval és eredmények értelmezésével jár.