The betweenness centrality of a graph vertex measures how often this vertex is visited on shortest paths between other vertices of the graph. In the analysis of many real-world graphs or networks, betweenness centrality of a vertex is used as an indicator for its relative importance in the network. In particular, it is among the most popular tools in social network analysis. In recent years, a growing number of real-world networks is modeled as temporal graphs, where we have a fixed set of vertices and there is a finite discrete set of time steps and every edge might be present only at some time steps. While shortest paths are straightforward to define in static graphs, temporal paths can be considered "optimal" with respect to many different criteria, including length, arrival time, and overall travel time (shortest, foremost, and fastest paths). This leads to different concepts of temporal betweenness centrality and we provide a systematic study of temporal betweenness variants based on various concepts of optimal temporal paths. Computing the betweenness centrality for vertices in a graph is closely related to counting the number of optimal paths between vertex pairs. We show that counting foremost and fastest paths is computationally intractable (#P-hard) and hence the computation of the corresponding temporal betweenness values is intractable as well. For shortest paths and two selected special cases of foremost paths, we devise polynomial-time algorithms for temporal betweenness computation. Moreover, we also explore the distinction between strict (ascending time labels) and non-strict (non-descending time labels) time labels in temporal paths. In our experiments with established real-world temporal networks, we demonstrate the practical effectiveness of our algorithms, compare the various betweenness concepts, and derive recommendations on their practical use.


翻译:图形顶端中心之间的中间点是图形顶端如何在图形其他顶端之间的最短路径上访问这个顶端的频率。 在分析许多真实世界的图形或网络时, 将顶端的中心点用作网络相对重要性的指标。 特别是, 这是社交网络分析中最受欢迎的工具之一 。 近年来, 越来越多的现实世界网络以时间图为模型, 我们拥有固定的顶点, 并且有一定的离散时间步骤, 每个边缘可能只在某个时间步骤中出现。 虽然最短路径在静态图形中可以直接定义路径或网络, 但对于许多不同的标准, 包括长度、 到达时间和总体旅行时间( 最短、 最短、 最快路径), 这导致时间中心点之间的不同概念, 我们根据各种最佳时间路径概念对时间变量之间的时间变量进行系统研究。 在图形中计算恒点之间的时间中心点, 与我们最短路径和最短时间路径之间的最短路径之间的最短路径是直径 。 我们用最短时间路径和最短时间路径之间的最短路径之间的最接近时间路径 。 我们的计算, 。 在最短时间的轨道和最短的轨道中, 我们的轨道和最短的路径之间, 将显示, 。 我们的轨道和最短的轨道之间, 。

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