Analýza hlavní cesty - Main path analysis - Wikipedia

Analýza hlavních cest odhaluje nejvýznamnější cesty nebo řetězce citací v síti citací. Obrázek ukazuje hlavní cesty globálních klíčových směrů (červeně) pro ukázkovou citační síť (na základě počtu vyhledávacích cest a na klíčové trase 1).

Analýza hlavní cesty je matematický nástroj, který poprvé navrhli Hummon a Doreian v roce 1989,[1] identifikovat hlavní cesty v a citační síť, což je jedna forma a směrovaný acyklický graf (DAG). Metoda začíná měřením významnosti všech odkazů v citační síti prostřednictvím konceptu „traversal count“ a poté postupně spojuje nejvýznamnější odkazy do „hlavní cesty“, která je považována za nejvýznamnější historickou cestu v cíli citační síť. Metoda je použitelná na jakoukoli lidskou činnost, kterou lze organizovat ve formě a citační síť. Metoda se běžně používá ke sledování cest toku znalostí nebo vývojových trajektorií oblasti vědy nebo technologie prostřednictvím bibliografických citací nebo citací patentů.[2][3][4] Rovněž byla použita na soudní rozhodnutí ke sledování vyvíjejících se změn právních názorů.[5] Analýza hlavních cest v poslední době přitahuje pozornost vědců. Akademický výzkum související s analýzou hlavních cest zaznamenal od roku 2007 rychlý růst. Seznam akademických článků, které zavádějí, vysvětlují, aplikují, upravují nebo rozšiřují metodu pocházející z Hummona a Doreiana[1] Může být nalezeno tady.

Dějiny

Analýza hlavní cesty je poprvé navržena v Hummon and Doreian (1989)[1] ve kterém navrhují odlišný přístup k analýze citační sítě, „kde jsou zachována spojovací vlákna prostřednictvím sítě a důraz je kladen spíše na odkazy v síti než na uzly.“[1] Říkají výsledný řetězec nejpoužívanějších citačních odkazů „hlavní cesta“ a tvrdí, že „Je naší intuicí, že hlavní cesta vybraná na základě nejpoužívanější cesty bude identifikovat hlavní proud literatury.“ Myšlenka byla ověřena pomocí sady článků o výzkumu DNA. Aby byla metoda praktičtější, Liu a Lu (2012)[6] rozšiřuje metodu tak, aby zahrnovala vyhledávání klíčových cest. Nejužitečnější funkcí hledání klíčové trasy je to, že je možné zobrazit různou úroveň hlavních cest úpravou čísel klíčových tras.

Metoda

Analýza hlavní cesty funguje ve dvou krocích. V prvním kroku se získá počet průchodů každého odkazu v citační síti. V literatuře je zmíněno několik typů počtů průchodů. Druhý krok hledá hlavní cesty propojením významných odkazů podle velikosti počtů průchodů. Před pokračováním v analýze hlavní cesty je třeba připravit citační síť.

Příprava citační sítě

Je nutné připravit a citační síť před zahájením analýzy hlavní cesty. V citační síti představují uzly dokumenty, jako jsou akademické články, patenty nebo právní případy. Tyto uzly jsou propojeny pomocí informací o citaci. Citační sítě jsou přirozeně směrovány, protože dva uzly na opačném konci odkazu nejsou ve svých rolích symetrické. Pokud jde o směr, tento článek přijímá konvenci, že citovaný uzel ukazuje na citující uzel, což znamená, že znalosti v citovaném uzlu plynou do citujícího uzlu. Citační síť je od přírody také acyklická, což znamená, že uzel se nikdy nemůže zřetězit zpět k sobě, pokud se pohybuje podél odkazů podle jejich směru.

Než budete pokračovat, je zde definováno několik termínů souvisejících s citační sítí. Hlavy jsou uzly, ke kterým vede směrová šipka. Ocasy jsou uzly na ostatních koncích směrové šipky. Zdroje jsou uzly, které jsou citovány, ale neuvádějí žádné jiné. Dřezy citují další uzly, ale nejsou citovány. Předci jsou uzly, ze kterých lze vysledovat zpět z cílového uzlu. Potomci jsou uzly, na které se člověk může dostat z cíle, pokud se pohybuje po spojích podle jejich směru.

Obrázek 1. Hodnoty SPC pro vzorovou citační síť

Počty traverzů

Počty průchodů měří význam odkazu. Literatura pojednává o několika typech počtů průchodů, včetně počtu vyhledávacích cest (SPC), počtu odkazů vyhledávacích cest (SPLC), párů uzlů vyhledávacích cest (SPNP) a dalších variant.[7] Všechny tyto počty procházení budou označeny jako SPX.

Obrázek 2. Hodnoty SPLC pro vzorovou citační síť

Počet vyhledávacích cest (SPC)

SPC odkazu je počet procházení odkazu, pokud jeden projde všemi možnými cestami ze všech zdrojů ke všem propadům. SPC poprvé navrhuje Vladimír Batagelj.[8] Hodnoty SPC pro každý odkaz ve vzorové citační síti jsou uvedeny na obrázku 1. Hodnota SPC pro odkaz (B, D) je 5, protože jím prochází pět cest (B-D-F-H-K, B-D-F-I-L, B-D-F-I-M-N, B-D-I-L a B-D-I-M-N).

Obrázek 3. Hodnoty SPNP pro vzorovou citační síť

Počet odkazů na vyhledávací cestu (SPLC)

SPLC odkazu je počet procházení odkazu, pokud jeden projde všemi možnými cestami od všech předků koncového uzlu (včetně jeho samotného) ke všem propadům. SPLC nejprve navrhli Hummon a Doreian.[1] Obrázek 2 uvádí hodnoty SPLC pro každý odkaz ve stejné citační síti, jak je znázorněno na obrázku 1. Šest cest prochází linkou (D, F), což mu dává hodnotu SPLC 6. Jsou to: BDFHK, BDFIL, BDFIMN, DFHK, DFIL a DFIMN s tím, že všechny cesty začínají buď od předchůdce D, kterým je B, a samotného D.

Pár uzlů vyhledávací cesty (SPNP)

SPNP odkazu je počet procházení odkazu, pokud jeden projde všemi možnými cestami od všech předků koncového uzlu (včetně jeho samotného) až po všechny potomky hlavního uzlu (včetně jeho samotného). SPNP nejprve navrhli Hummon a Doreian.[1] Hodnoty SPNP odkazu (C, H) jsou 6, protože existuje 6 cest, které začínají od A, B, C (A a B jsou předci C) a končí na H a K (K je Hův potomek). Tyto cesty jsou A-C-H, A-C-H-K, B-C-H, B-C-H-K, C-H a C-H-K.

Obrázek 4. Místní hlavní cesty ve vzorové citační síti

Hledání cesty

Na základě počtu průchodů lze potom vyhledat nejvýznamnější cestu (cesty). Existuje několik způsobů, jak je najít, včetně místního, globálního a klíčového vyhledávání trasy.

Obrázek 5. Globální hlavní cesty ve vzorové citační síti

Místní vyhledávání

Místní vyhledávání je zmíněno v Hummon a Doreian[1] jako vyhledávání „prioritně první“. Tento vyhledávací proces vždy jako odchozí odkaz vybere další odkaz (y) s nejvyšší SPX. Sleduje nejpropuštěnější odkazy, čímž získává hlavní proud mezi všemi řetězci citací. Obrázek 4 ukazuje místní hlavní cesty, které jsou získány na základě SPC. Všimněte si, že když vyhledávání dosáhne uzlu I, dva odchozí odkazy mají stejné hodnoty SPC, což následně způsobí dvě cesty.

Obrázek 6. Hlavní cesty místních klíčových směrů ve vzorové citační síti

Globální vyhledávání

Globální vyhledávání jednoduše naznačuje řetězec citací s největším celkovým SPX. Koncept globálního vyhledávání je podobný konceptu metoda kritické cesty v plánování projektu. Globální hlavní cesty vzorové citační sítě založené na SPC jsou uvedeny na obrázku 5. Součet všech hodnot SPC v cestě B-D-F-I-M-N je 15, což je největší ze všech možných cest.

Obrázek 7. Hlavní cesty globální klíčové cesty v ukázkové citační síti

Hledání klíčové trasy

Hledání klíčové trasy je navrženo tak, aby se předešlo problémům s chybějícími významnými odkazy v místním i globálním vyhledávání. Problém je v místních a globálních hlavních cestách zobrazených výše, ve kterých jeden z nejdůležitějších odkazů (H, K) není zahrnut do hlavních cest. Jak je popsáno v Liu a Lu (2012),[6] přístup prohledává hlavní cesty ze specifikovaných odkazů (key-route), čímž zaručuje zahrnutí odkazů. Lze také zadat více odkazů a získat více hlavních cest. Další výhodou přístupu klíč-cesta je to, že je člověk schopen ovládat detail hlavních cest změnou počtu klíčových cest. Čím větší počet klíčových tras je zadán, tím více podrobností se odhalí. Když se počet klíčových cest zvýší do určitého bodu, vyhledávání vrátí celou citační síť. Na obrázcích 6 a 7 jsou uvedeny hlavní cesty lokální klíčové cesty a globální klíčové cesty vzorové citační sítě. V obou hlavních cestách je počet klíčových tras nastaven na 1, tzn. Že se základna vyhledávání provádí pouze na horních odkazech. Jelikož existují dva horní odkazy (B, D) a (H, K), výsledné hlavní cesty zahrnují oba.

Varianty

Kromě přístupu hledání klíčové trasy zahrnují varianty metody přístup, který je agregační a stochastický,[9] uvažuje o úniku v šíření znalostí,[7] atd.

Aplikace

Metoda byla aplikována na tři typy dokumentačního systému, které zachovávají tradici vytváření odkazů na předchozí dokumenty. Jsou to akademické články, patentové a soudní dokumentační systémy.

Akademický článek

Akademické citační databáze, jako např Web vědy a Scopus obsahovat komplexní digitalizované citační informace. Tyto informace umožňují použít analýzu hlavní cesty ke zkoumání struktury znalostí nebo ke sledování toku znalostí z jakýchkoli vědeckých oborů. Některé rané aplikace zkoumají téma ústřednosti-produktivity,[10] řešení konfliktů,[11] Mezi novější aplikace patří fullereny,[4] nanotrubice,[4] analýza obálky dat,[2][12][13] řízení dodavatelského řetězce,[14] společenská odpovědnost podniků,[15] IT outsourcing,[16] zdravotní turistika,[17] atd.

Patent

Patenty odkazující na předchozí umění jsou běžnou praxí. Například každý patentový dokument Spojených států obsahuje sekci „Citované odkazy“, která uvádí dosavadní stav patentu. Patentové databáze jako např Clarivate Analytics a Webpat poskytují digitalizované informace o citování patentů. Verspagen (2007)[3] a Mina (2007)[18] jsou dvě raná díla, která aplikují analýzu hlavních cest na data patentu.

Soudní dokument

V systému obecného práva dokument soudního rozhodnutí obvykle odkazuje na dříve publikovaná stanoviska za účelem odůvodnění stávajícího rozhodnutí. Tyto soudní odkazy nebo právní citace lze také použít k vytvoření sítí citací a následnému sledování změn právních názorů. Možnosti výzkumu v této oblasti jsou široce otevřené. Liu a kol. (2014)[5] provedla průzkumnou studii o tomto typu aplikace.

Implementace softwaru

Analýza hlavních cest je implementována v Pajek, široce používaný analýza sociálních sítí software napsaný uživatelem Vladimir Batagelj a Andrej Mrvar z Univerzita v Lublani, Slovinsko. Chcete-li spustit analýzu hlavních cest v Pajekovi, musíte nejprve připravit citační síť a nechat Pajka číst v síti. Dále v hlavní nabídce Pajek spočítá počty průchodů všech odkazů v síti pomocí jedné z následujících posloupností příkazů (v závislosti na výběru počtu průchodů).

Síť → Acyklická síť → Vytvořit váženou síť + Vektor → Traversal Weights → Search Path Link Count (SPC), nebo

Síť → Acyklická síť → Vytvořit váženou síť + Vektor → Traversal Weights → Search Path Link Count (SPLC), nebo

Síť → Acyklická síť → Vytvořit váženou síť + vektor → Traversal Weights → Search Path Node Pair (SPNP)

Poté, co se spočítají počty průchodů, následující sekvence příkazů najdou hlavní cesty.

Pro místní hlavní cesty

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Místní vyhledávání → Předat dál

Pro globální hlavní cesty

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Globální vyhledávání → Standardní

Pro hlavní klíčové trasy hlavních cest

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Místní vyhledávání → Klíčová trasa

Pro globální hlavní cesty klíčové trasy

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Globální vyhledávání → Klíčová trasa

Kromě vyhledávání klíčových cest je přidána flexibilnější vyhledávací funkce počínaje verzí Pajek 5.03 (4. ledna 2018). Nová funkce umožňuje místní a globální vyhledávání procházející vrcholy definovanými klastrem. Sekvence příkazů jsou následující:

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Místní vyhledávání → Klíčová trasa → Přes vrcholy v clusteru

Síť → Acyklická síť → Vytvořit (pod) síť → Hlavní cesty → Globální vyhledávání → Klíčová trasa → Přes vrcholy v clusteru

Reference

  1. ^ A b C d E F G Hummon, Norman P .; Doreian, Patrick (1989). „Konektivita v citační síti: Vývoj teorie DNA“. Sociální sítě. 11 (1): 39–63. doi:10.1016/0378-8733(89)90017-8.
  2. ^ A b Liu, John S .; Lu, Louis Y.Y .; Lu, Wen-Min; Lin, Bruce J.Y. (2013). „Analýza datové obálky 1978–2010: Citační průzkum literatury“. Omega. 41 (1): 3–15. doi:10.1016 / j.omega.2010.12.006.
  3. ^ A b Verspagen, Bart (01.03.2007). „Mapování technologických trajektorií jako sítě pro citování patentů: studie o historii výzkumu palivových článků“. Pokroky ve složitých systémech. 10 (1): 93–115. doi:10.1142 / S0219525907000945. ISSN  0219-5259.
  4. ^ A b C Lucio-Arias, Diana; Leydesdorff, Loet (01.10.2008). "Analýza hlavní cesty a přechody závislé na cestě v historiogramech založených na HistCite ™". Journal of the American Society for Information Science and Technology. 59 (12): 1948–1962. doi:10.1002 / asi.20903. ISSN  1532-2890.
  5. ^ A b Liu, John S .; Chen, Hsiao-Hui; Ho, Mei Hsiu-Ching; Li, Yu-Chen (01.12.2014). „Citace s různou úrovní relevance: Sledování hlavních směrů právních názorů“. Journal of the Association for Information Science and Technology. 65 (12): 2479–2488. doi:10.1002 / asi.23135. ISSN  2330-1643.
  6. ^ A b Liu, John S .; Lu, Louis Y.Y. (01.03.2012). "Integrovaný přístup k analýze hlavních cest: příklad vývoje Hirschova indexu". Journal of the American Society for Information Science and Technology. 63 (3): 528–542. doi:10.1002 / asi.21692. ISSN  1532-2890.
  7. ^ A b Liu, John S .; Kuan, Chung-Huei (01.02.2016). "Nový přístup k analýze hlavní cesty: úpadek při šíření znalostí". Journal of the Association for Information Science and Technology. 67 (2): 465–476. doi:10.1002 / asi.23384. ISSN  2330-1643.
  8. ^ Batagelj, V. (2003). Efektivní algoritmy pro analýzu sítě citací.arXiv předtisk cs / 0309023.
  9. ^ Yeo, Woondong; Kim, Seonho; Lee, Jae-Min; Kang, Jaewoo (01.01.2014). "Agregativní a stochastický model identifikace hlavní cesty: případová studie grafenu". Scientometrie. 98 (1): 633–655. doi:10.1007 / s11192-013-1140-3. ISSN  0138-9130.
  10. ^ Hummon, Norman P .; Doreian, Patrick; Freeman, Linton C. (2016-08-18). „Analýza struktury literatury ústřednosti a produktivity vytvořené v letech 1948 až 1979“. Znalost. 11 (4): 459–480. doi:10.1177/107554709001100405.
  11. ^ Carley, Kathleen M .; Hummon, Norman P .; Harty, Martha (2016-08-17). „Vědecký vliv“. Znalost. 14 (4): 417–447. doi:10.1177/107554709301400406.
  12. ^ Liu, John S .; Lu, Louis Y.Y .; Lu, Wen-Min (2016). "Průzkumné oblasti v analýze obálky dat". Omega. 58: 33–45. doi:10.1016 / j.omega.2015.04.004.
  13. ^ Liu, John S .; Lu, Louis Y.Y .; Lu, Wen-Min; Lin, Bruce J.Y. (2013). "Průzkum aplikací DEA". Omega. 41 (5): 893–902. doi:10.1016 / j.omega.2012.11.004.
  14. ^ Claudia Colicchia; Fernanda Strozzi (2012-06-15). „Řízení rizik dodavatelského řetězce: nová metodika pro systematický přehled literatury“. Řízení dodavatelského řetězce. 17 (4): 403–418. doi:10.1108/13598541211246558. ISSN  1359-8546.
  15. ^ Lu, Louis Y.Y .; Liu, John S. (01.03.2014). „Cesty šíření znalostí o sociální odpovědnosti podniků - od roku 1970 do roku 2011“. Společenská odpovědnost podniků a environmentální management. 21 (2): 113–128. doi:10.1002 / csr.1309. ISSN  1535-3966.
  16. ^ Liang, Huigang; Wang, Jian-Jun; Xue, Yajiong; Cui, Xiaocong (2016). „Výzkum outsourcingu IT od roku 1992 do roku 2013: Přehled literatury založený na analýze hlavní cesty“. Informace a management. 53 (2): 227–251. doi:10.1016 / j.im.2015.10.001.
  17. ^ Chuang, Thomas C .; Liu, John S .; Lu, Louis Y.Y .; Lee, Yachi (2014). „Hlavní cesty lékařské turistiky: od transplantace k zkrášlení“. Management cestovního ruchu. 45: 49–58. doi:10.1016 / j.tourman.2014.03.016.
  18. ^ Mina, A .; Ramlogan, R .; Tampubolon, G .; Metcalfe, J.S. (2007). „Mapování evolučních trajektorií: Aplikace pro růst a transformaci lékařských znalostí“. Politika výzkumu. 36 (5): 789–806. doi:10.1016 / j.respol.2006.12.007.

externí odkazy

  • Pajek, bezplatný software pro analýzu sociálních sítí.
  • Seznam článků o hlavní cestě, tato stránka obsahuje seznam akademických článků, které představují, vysvětlují, aplikují, upravují nebo rozšiřují metodu pocházející z Hummon a Doreian.