Verkostosanalyysi

Verkostosanalyysi on tutkimus- ja suunnittelumenetelmä, jolla tutkitaan verkostojen rakennetta, toimintaa ja kehitystä. Verkosto tarkoittaa tässä solmujen ja niiden välille muodostuvien yhteyksien kokonaisuutta, kuten sosiaalisia ihmissuhteita, tietoverkkoja, liikenne- tai logistikkaverkkoja sekä biologiassa molekyylien vuorovaikutuksia. Verkostot esitetään tavallisesti graafeina, joissa solmut ovat yksiköitä ja reunat näiden välisiä yhteyksiä.

Analyysin keskeisiä osa-alueita ovat verkon topologiaan liittyvät mittarit ja keskukset: aste ja astejakauma, reittien pituudet, klusteroituminen (clustering coefficient) sekä keskeisyyssuureet kuten aste-, betweenness-, closeness- ja eigenvector-keskeisyys. Näiden avulla voidaan löytää merkittäviä toimijoita, tiivistyksiä ja pullonkauloja sekä arvioida verkon vastustuskykyä.

Mallinnuksessa käytetään graafeja sekä yksinkertaisia tilastollisia malleja että rakenteisiin liittyviä malleja, kuten Erdős–Rényi-näytteitä, pienmaailmaverkkoja sekä skaalautuvia verkkoja. Lisäksi tutkitaan dynamisiä verkkoja kuten temporaalisia ja monikerroksisia verkkoja, joissa yhteydet voivat muuttua ajassa ja eri verkko-kerrokset voivat olla vuorovaikutuksessa.

Sovelluskohteita ovat sosiaaliset verkostot, tietoliikenne- ja IT-verkot, biologiset verkot, liikenne- ja logistiikkaverkostot sekä talousverkostot. Verkostoanalyysi tukee päätöksentekoa esimerkiksi tunnistamalla avaintekijöitä, suunnittelemalla tiedon leviämistä tai tehostamalla resurssien kohdentamista.

Rajoitteet liittyvät datan laatuun, havaintojen vinoumiin sekä verkkojen dynaamisen ja epävarman luonteen huomioon ottamiseen. Verkostoanalyysi on monitieteellinen ala, jossa yhdistyvät matematiikka, informatiikka, sosiologia ja tilastotiede.