网络模式是图中反复出现的局部交互结构,能够揭示复杂系统的结构与功能之间的关系。传统的静态二元网络难以捕捉真实系统中涉及多节点、随时间变化或具有方向性的交互。为此我们提出了时序超图模式的概念,既适用于普通超图也适用于有向超图,能够对带时间戳的多体交互进行系统分析。我们首先给出该模式挖掘问题的形式化定义,随后研究了这些模式的组合结构并设计了精确枚举算法。核心技术是一种基于动态规划的枚举方法,它显著降低了计算复杂度,在真实数据集上实现了数量级的加速。为了评估模式的统计显著性,我们构建了时序超图的空模型,用以衡量模式的过表达或欠表达。我们将该框架应用于面部接触、科研合作、电子邮件和比特币交易等多个领域的数据,发现不同系统呈现出独特的局部组织形式。最后,通过对科研合作和邮件通信中的持久模式进行案例分析,展示了时序超图模式作为探索性工具的实用价值。
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