علوم رایانشی

علوم رایانشی

یک چارچوب خودنظارتی برای تشخیص ناهنجاری‌های اجتماعی در شبکه‌های اجتماعی با استفاده از خودرمزگذار و سازوکار توجه گراف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشکده مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران
10.22034/csj.2026.542664.1118
چکیده
شبکه‌های اجتماعی به بخش جدایی‌ناپذیری از بُن‌سازه‌‌های ارتباطی، انتشار اطلاعات و تعاملات اجتماعی تبدیل شده‌اند. با این حال، استفاده گسترده از این شبکه‌ها چالش‌های متعددی را به همراه داشته است که یکی از آنها شناسایی جوامع غیرعادی است. در این مقاله، یک روش چهار مرحله‌ای نوین برای شناسایی مؤثر جوامع غیرعادی در شبکه‌های اجتماعی پیشنهاد شده است. در مرحله اول، از یک خودرمزگذار برای استخراج ویژگی‌های معنادار و کم‌بُعد از داده‌های ورودی استفاده می‌شود. مرحله دوم شامل به‌کارگیری شبکه توجه گراف برای یادگیری روابط ساختاری بین گره‌ها است که با توجه به میزان ارتباط ویژگی‌ها، وزن‌های تطبیقی به گره‌های همسایه اختصاص می‌دهد. در مرحله سوم، یک الگوریتم خوشه‌بندی ترکیبی که K-Means و بهینه‌سازی ازدحام ذرات را ترکیب می‌کند، برای تولید برچسب‌های شبه‌واقعی با کیفیت بالا برای داده‌های بدون برچسب به کار گرفته می‌شود. در نهایت، در مرحله چهارم، یک سازوکار برآورد امتیاز ناهنجاری معرفی می‌شود تا درجه غیرعادی بودن هر جامعه شناسایی ‌شده را بر اساس معیارهای سازگاری خوشه و جداسازی همسایگی ارزیابی کند. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، آزمایش‌های گسترده‌ای بر روی شش مجموعه‌داده معیار انجام شده و نتایج با دو روش پیشرفته DGC و GLADC مقایسه شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که روش پیشنهادی بهبودهایی به ترتیب ۸ درصد، ۶ درصد، ۵ درصد و ۹ درصد در دقت، امتیاز F1، NMI و ARI نسبت به روش‌های مقایسه‌ای به‌دست آورده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

   [1]      Wang, C., Feng, Z., Zhang, K., & Zhang, F. (2025). Self-supervised deep clustering for spammer group detection, Applied Intelligence, vol. 55, no. 11, p. 768.
   [2]      Zhang, Y. (2025). Social Network User Profiling for Anomaly Detection Based on Graph Neural Networks, in Proc. 5th Int. Conf. on Artificial Intelligence and Industrial Technology Applications (AIITA), pp. 1197–1201, IEEE.
   [3]      He, C., Cheng, J., Chen ,G., Guan, Q., Fei, X., & Tang, Y. (2024). Detecting communities with multiple topics in attributed networks via self-supervised adaptive graph convolutional network, Information Fusion, vol. 105, p. 102254.
   [4]      Sun, X., Cheng, H., Liu, B., Li, J., Chen, H., Xu, G., & Yin, H. (2023). Self-supervised hypergraph representation learning for sociological analysis, IEEE Trans. on Knowledge and Data Engineering.
   [5]      De Sapienza Luna, R. (2023). Community detection on node-attributed networks using self-learning and graph neural networks, Ph.D. dissertation, Universidade Federal do Rio de Janeiro.
   [6]      He, C., Cheng, J., Chen, G., & Tang, Y. (2023). Multiple Topics Community Detection in Attributed Networks, in Proc. 46th Int. ACM SIGIR Conf. on Research and Development in Information Retrieval, pp. 2199–2203.
   [7]      Wu, P., Wang, W., Chang, F., Liu, C., & Wang, B. (2023). Dss-net: Dynamic self-supervised network for video anomaly detection, IEEE Trans. on Multimedia.
   [8]      Yu, R., He, X., & Liu, Y. (2015). GLAD, ACM Trans. Knowl. Discov. Data, vol. 10, no. 2, pp. 1–22, doi: 10.1145/2811268.
   [9]      Xiong, L., Póczos, B., Schneider, J., Connolly, A., & VanderPlas, J. (2011). Hierarchical probabilistic models for group anomaly detection, in Proc. 14th Int. Conf. on Artificial Intelligence and Statistics, pp. 789–797, JMLR W&CP.
[10]      Xiong, L., Póczos, B., & Schneider, J. (2011). Group anomaly detection using flexible genre models, Advances in Neural Information Processing Systems, vol. 24.
[11]      Muandet, K. & Schölkopf, B. (2013). One-class support measure machines for group anomaly detection, arXiv preprint arXiv:1303.0309.
[12]      Singh, N., Miller, B. A., Bliss, N. T., & Wolfe, P. J. (2011). Anomalous subgraph detection via sparse principal component analysis, in Proc. IEEE Statistical Signal Processing Workshop (SSP), pp. 485–488, IEEE.
[13]      Gupta, M., Mallya, A., Roy, S., Cho, J. H., & Han, J. (2014). Local learning for mining outlier subgraphs from network datasets, in Proc. 2014 SIAM Int. Conf. on Data Mining, pp. 73–81..
[14]      Miller, B. A., Beard, M. S., Wolfe, P. J., & Bliss, N. T. (2015). A spectral framework for anomalous subgraph detection, IEEE Trans. Signal Processing, vol. 63, no. 16, pp. 4191–4206.
[15]      Bridges, R. A., Collins, J. P., Ferragut, E. M., Laska, J. A., & Sullivan, B. D. (2015). Multi-level anomaly detection on time-varying graph data, in Proc. IEEE/ACM Int. Conf. on Advances in Social Networks Analysis and Mining (ASONAM), pp. 579–583.
[16]      Zhao, J., Li , J., Zhou, B., F., Chen, Tomchik, P., & Ju, W. (2017). Parallel algorithms for anomalous subgraph detection, Concurrency and Computation: Practice and Experience, vol. 29, no. 3, p. e3769.
[17]      Bansal, M. & Sharma, D. (2020). Ranking and discovering anomalous neighborhoods in attributed multiplex networks, in Proc. 7th ACM IKDD CoDS and 25th COMAD, pp. 46–54.
[18]      Luan, M., Wang, B., Zhao, Y., & Hu, F. (2021). Anomalous subgraph detection in given expected degree networks with deep learning, IEEE Access, vol. 9, pp. 60052–60062.
[19]      Safdari, H. & De Bacco, C. (2022). Anomaly detection and community detection in networks, Journal of Big Data, vol. 9, no. 1, p. 122.
[20]      Lapid, S., Kagan, D., & Fire, M. (2023). Co-membership-based generic anomalous communities detection, Neural Processing Letters, vol. 55, no. 5, pp. 5619–5651.
[21]      Perozzi, B. & Akoglu, L. (2018). Discovering communities and anomalies in attributed graphs: Interactive visual exploration and summarization,  ACM Trans. Knowl. Discov. Data (TKDD), vol. 12, no. 2, pp. 1–40.
[22]      Jiang, J., Chen, J., Gu, T., Choo, K. K. R., Liu, C., Yu, M., & Mohapatra, P. (2019). Anomaly detection with graph convolutional networks for insider threat and fraud detection, in Proc. MILCOM 2019 IEEE Military Communications Conf., pp. 109–114, IEEE.
[23]      Qiao, F., Huang, C., Xu, S., & Qi, J. (2021). Community detection model based on graph representation and self-supervised learning, in Artificial Intelligence and Security: 7th Int. Conf., ICAIS 2021, Dublin, Ireland, Proc. Part I, pp. 27–40, Springer.
[24]      Luo, X., Wu, J., Yang, J., Xue, S., Peng, H., Zhou, C., & Sheng, Q. Z. (2022). Deep graph level anomaly detection with contrastive learning, Scientific Reports, vol. 12, no. 1, p. 19867.
[25]      Zhu, J., Yan, Y., Zhao, L., Heimann, M., Akoglu, L., & Koutra, D. (2020). Beyond homophily in graph neural networks: Current limitations and effective designs. Advances in neural information processing systems, 33, 7793-7804.
[26]      Zheng, X., Wang, Y., Liu, Y., Li, M., Zhang, M., Jin, D., ... & Pan, S. (2022). Graph neural networks for graphs with heterophily: A survey. arXiv preprint arXiv:2202.07082.
[27]      Ikotun, A. M., Ezugwu, A. E., Abualigah, L., Abuhaija, B., & Heming, J. (2023). K-means clustering algorithms: A comprehensive review, variants analysis, and advances in the era of big data. Information Sciences, 622, 178-210.
[28]      Yuan, X., Zhou, N., Yu, S., Huang, H., Chen, Z., & Xia, F. (2021, December). Higher-order structure based anomaly detection on attributed networks. In 2021 IEEE International Conference on Big Data (Big Data) (pp. 2691-2700). IEEE.
[29]      Cui, Y. L., Matan, O., Boser, B., Denker, J. S., Henderson, D., Howard, R. E., Hubbard, W., Jacket, L. D., & Baird, H. S.(1990). Handwritten zip code recognition with multilayer networks, in Proc. Int. Conf. on Pattern Recognition, Atlantic City, NJ, USA, pp. –, IEEE.
[30]      Stisen, A., Blunck, H., Bhattacharya, S., T. S., Prentow, Kjargaard,  M. B., Den, A. K., Sonne, T., & Jensen, M. M. (2015). Smart devices are different: Assessing and mitigating mobile sensing heterogeneities for activity recognition, in Proc. ACM Conf. on Embedded Networked Sensor Systems, Seoul, Korea, ACM.
[31]      Lewis, D. D., Yang, Y., Rose, T. G., & Li, F. (2004). RCV1: A new benchmark collection for text categorization research,” J. Mach. Learn. Res., vol. 5, pp. 361–397.
[32]      Wang, X., Ji, H., Shi, C., Wang, B., Ye, Y., Cui, P., & Yu, P. S. (2019). Heterogeneous graph attention network, in Proc. WWW Conf., pp. 2022–2032.
[33]      Alikhani, M., Chowdhury, S. N., De Melo, G., & Stone, M. (2019). CITE: A corpus of image-text discourse relations, arXiv preprint  arXiv:1904.06286.
[34]      Tang, J., Zhang, J., Yao, L., Li, J., Zhang, L., & Su, Z. (2008). Arnetminer: Extraction and mining of academic social networks, in Proc. 14th ACM SIGKDD Int. Conf. on Knowledge Discovery and Data Mining, pp. 990–998, Aug.