МЕТОДЫ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДСКАЗАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНФЕКЦИИ В СЕТИ

Аннотация

Запуск в 2004 г. Facebook послужил толчком для исследования вопроса, как люди взаимодействуют друг с другом в рамках социальной сети, в которой они состоят. С тех пор прошло уже более 10 лет и появилось множество тематических социальных сетей: Twitter, Instagram, LinkedIn, Flickr и т.д. Во всех перечисленных социальных сетях люди обмениваются какой-либо информацией: фотографиями, ссылками, контактами и пр. Информация – своего рода вирус, передающийся от человека к человеку. Соответственно распространение информации в социальной сети рассматривается автором с точки зрения модели заражения (epidemics in social network). В работе ставится задача предсказания порога эпидемии (пороговой характеристики сети, при превышении которой сеть гарантированно оказывается полностью зараженной) в момент времени t+1 на основании исторических данных за периоды t, t–1 и ранее. Для решения поставленной задачи необходимо знать, как поведет себя сеть в момент времени t+1, будет ли граф сети связным, какие связи разорвутся, а какие появятся и т.д. Ведь именно этим определяются скорость распространения инфекции по сети и порог эпидемии. Соответственно возникает проблема Link Prediction Problem, которая решается методами машинного обучения (Random Forest, Support Vector Machines) путем отнесения пар вершин к классам соединенных и несоединенных и предсказания класса пары вершин в момент времени t+1 на основании топологических и факторных характеристик узлов сети. Таким образом, результатом исследования является алгоритм прогнозирования распространения инфекции в социальной сети при помощи методов машинного обучения.