基于多层异质复杂网络的生物安全情报分析研究

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1、基于多层异质复杂网络的生物安全情报分析研究ResearchonBiosafetyandIntelligenceAnalysisBasedonMultilayerHeterogeneousComplexNetworks工程领域：计算机技术作者姓名：曹文指导教师：王文俊教授企业导师：周智海研究员天津大学国际工程师学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

2、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要生物安全问题日益成为人类所面临的巨大威胁，对生物安全领域进行情报分析可以提高生物安全应急能力，也是决策者应对生物安全威

3、胁的重要手段。目前对于生物安全情报的分析国内外已有相关文献，但基于复杂网络对生物安全进行情报分析的研究较少，并且缺乏有效可视化平台的支撑。围绕着这些问题，本文的具体工作如下：首先，定义了应用于生物安全情报分析领域的相关算子，基于对象、行为、事件、地块多层异质复杂网络对生物安全进行领域分析，以描述生物安全情报分析的要素；在此基础上，采用TF-IDF方法对研究者在生物安全领域研究的热点及其趋势演变进行分析。其次，基于生物期刊开源数据集，构建研究者协作关系网络，分析生物期刊论文作者协作关系网络特性，包括度分布、度相关性、k-core分布、CDF分布、极大连通图等，从复杂网络统计

4、特性分析的角度对生物安全领域进行情报分析。最后，设计并实现了生物安全情报分析平台。设计了平台的角色模型、接口、界面等，并以开源数据集为例，对平台的核心功能进行了展示，包括如何使用生物黑客开源数据集构建生物黑客网络，并采用CDNMF算法对生物黑客网络中的关键对象进行识别，演示了生物安全情报分析的完整流程。本文主要研究的是多层异质复杂网络下的生物安全情报分析，对生物安全进行领域分析并提出相关算子；基于生物安全领域开源数据集，分析生物期刊论文作者协作关系网络特性；最后设计并实现生物安全领域情报分析平台，验证了本文提出的理论和平台相结合进行情报分析的可行性。关键词：生物安全，情报

5、分析，复杂网络，社区检测，关键词抽取IABSTRACTBiosafetyisbecomingahugethreattomankind.Intelligenceanalysisinthefieldofbiosafetycanimprovetheabilityofbiosafetyandanimportantmeansforpolicymakerstorespondtobiosafetythreats.Atpresent,therearerelevantliteraturesonbiosafetyintelligence,buttherearefewresearchesont

6、heintelligenceanalysisofbiosafetybasedoncomplexnetworks,andlackofsupportforeffectivevisualizationplatform.Aroundtheseissues,thespecificworkofthispaperisasfollows:Firstofall,wedefinetherelevantoperatorsinthefieldofbiosafetyintelligenceanalysis,conductdomainanalysisofbiosafetybasedonobject,

7、behavior,event,multi-layeredheterogeneouscomplexnetworktodescribetheelementsofbiosafetyintelligenceanalysis.BasedontheTF-IDFmethod,theresearchers'hotspotsinthefieldofbiosafetyandtheirevolutionareanalyzed.Secondly,Basedontheopensourcedatasetofbiologicaljournals,theco