Verkkoanalyysin

Verkkoanalyysi on tutkimusala, joka keskittyy verkkomaisia järjestelmiä sisältävien rakenteiden ja toimintojen ymmärtämiseen. Verkko koostuu solmuista (esim. ihmisistä tai laitteista) sekä reunoista (yhteyksistä). Nämä järjestelmät voivat olla sosiaalisia, biologisia, teknisiä tai infrastruktuurisia, ja ne voivat kehittyä ajan mittaan. Tarkastelussa kiinnitetään huomiota sekä verkon rakenteellisiin piirteisiin että dynaamisiin prosesseihin, kuten tiedon tai tavaroiden kulkuun sekä verkon kestävyyteen häiriöille.

Analyyttiset menetelmät perustuvat graafiteoriaan ja tilastotieteeseen. Keskeisiä käsitteitä ovat keskitettyminen (centrality), yhteisöjen havaitseminen, polkujen pituudet ja reittitehokkuus sekä spektriset menetelmät. Dynaamisissa verkoissa voidaan tarkastella ajan mittaan tapahtuvia muutoksia ja temporaalisia verkkoja. Generatiiviset mallit, kuten Erdős–Rényi, Watts–Strogatz ja Barabási–Albert, kuvaavat erilaista verkon rakennetta.

Data voi olla painotettua tai ei-painotettua sekä suuntautuvaa tai ei-suuntautuvaa. Tietoja analysoidaan suurilla matriiseilla tai verkkoestruktuureilla, ja käytössä on erillisiä algoritmeja. Skaalautuvuus, epävarmuus ja datan laatu ovat keskeisiä haasteita.

Sovelluksia löytyy muun muassa sosiaalisesta verkostoanalyysistä, biologisista ja geneettisistä verkostoista, liikenne- ja viestintäinfrastruktuureista sekä epidemiologiasta ja kyberturvallisuudesta.

Työkaluja ovat esimerkiksi NetworkX ja Gephi Python- ja R-kirjastot sekä Cytoscape, jotka tukevat verkkojen rakentamista, analysointia ja visualisointia.

Verkkoanalyysin juuret ovat graafiteoriassa. Moderni verkkoanalyysi kasvaa 1990-luvulta eteenpäin Barabási–Albertin, Wattsin ja Strogatzin työn myötä. Verkkojen tutkimus yhdistää yhteiskuntatieteitä, biologiaa ja tietotekniikkaa sekä muita aloja.