Verkostomalleja

Verkostomallit ovat matemaattisia tai tietojen perusteella rakennettuja malleja, jotka esittävät järjestelmän yksiköt ja niiden vuorovaikutukset verkon muodossa. Ne auttavat ymmärtämään sekä verkon rakennetta että siinä tapahtuvia prosesseja. Tyypillisesti malli koostuu solmuista, joita voivat olla esimerkiksi ihmiset, laitteet tai biologiassa molekyylit, sekä reunoista, jotka kuvaavat vuorovaikutuksia tai yhteyksiä. Verkostomallit voivat keskittyä rakenteellisiin piirteisiin, dynaamisiin ilmiöihin tai näiden yhdistelmään.

Yleisimmät verkostomallityypit ovat:

- Topologiamallit, jotka kuvaavat verkon rakennetta grafina.

- Generatiiviset mallit, jotka luovat verkkoja ennalta määrätyillä säännöillä. Esimerkkejä: Erdős–Rényi -malli (satunnaiset yhteydet), Barabási–Albert -malli (skaalautuvuus, huomioi suosions) ja Watts–Strogatz -malli (pienien maailmojen piirteet).

- Monikerroksiset eli multilayer-verkot, jotka kuvaavat useita kerroksia (esim. sosiaalisia, taloudellisia ja teknisiä yhteyksiä).

- Bipartite-verkot, joissa solmut jaetaan kahteen ryhmään ja yhteydet kulkevat ryhmien välillä.

- Dynaamiset verkot, joissa yhteydet ja solmujen ominaisuudet voivat muuttua ajan kuluessa.

Käyttöalueita ovat epidemioiden ja tiedon leviämisen simulointi, infrastruktuurien suunnittelu ja optimointi, sosiaalisten ilmiöiden analyysi sekä riskienhallinta ja kyberverkkojen turvallisuus. Rajoitteisiin kuuluu mittaustiedon puute, parametri-epävarmuus ja laskennalliset haasteet suurissa verkoissa. Silti verkostomallit tarjoavat keskeisiä näkökulmia kompleksien järjestelmien tutkimukseen.