Блокове моделювання — це набір або узгоджена концептуальна система, який використовується для аналізу соціальної структури, а також для встановлення процедури(процедур) для розділення (кластеризації) одиниць соціальної мережі ( вузлів, вершин, акторів) на основі певних шаблонів, які формують особливу структуру через взаємозв'язокPatrick Doreian, Positional Analysis and Blockmodeling. Encyclopedia of Complexity and Systems Science. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-30440-3_412 .Patrick Doreian, An Intuitive Introduction to Blockmodeling with Examples, BMS: Bulletin of Sociological Methodology / Bulletin de Méthodologie Sociologique, January, 1999, No. 61 (January, 1999), pp. 5–34.. Воно в основному використовується в статистиці, машинному навчанні та мережевій науці.
Як емпірична процедура, блокове моделювання передбачає, що всі одиниці певної мережі можна об’єднати в групи настільки, що вони є еквівалентними між собою. Щодо типу еквівалентності, вона може бути структурною, регулярною або узагальненоюAnuška Ferligoj: Blockmodeling, http://mrvar.fdv.uni-lj.si/sola/info4/nusa/doc/blockmodeling-2.pdf . За допомогою блокового моделювання мережу можна аналізувати за допомогою новостворених блокових моделей, що перетворює велику та складну мережу на меншу та зрозумілішу. Водночас блокове моделювання використовується для операціоналізації соціальних ролей.
Хоча деякі дослідники стверджують, що блокове моделювання є лише набором методів кластеризації, Боначіч і Макконахі зазначають, що «це теоретично обґрунтований та алгебраїчний підхід до аналізу структури відносин». Унікальна особливість блокового моделювання полягає в тому, що воно розглядає структуру не лише як сукупність прямих зв’язків, а також враховує всі інші можливі складні відносини, що ґрунтуються на цих прямих зв’язках.
Принципи блокового моделювання вперше були представлені Франсуа Лорреном та Гаррісоном К. Вайтом у 1971 році. Блокове моделювання вважається «важливим набором інструментів мережевого аналізу», оскільки воно дає змогу досліджувати розмежування рольових структур (чітко визначених позицій у соціальних структурах) та виявляти фундаментальну структуру соціальних мереж. За словами Батагеля, основна «мета блокового моделювання полягає у зведенні великої, потенційно неузгодженої мережі до меншої та зрозумілої структури, яку легше інтерпретувати». Блокове моделювання спочатку використовувалося для аналізу в соціометрії та психометрії, але тепер поширилося й на інші науки/
Визначення
Мережа як система складається з (або визначається) двох різних множин: однієї множини одиниць (вузлів, вершин, акторів) та однієї множини зв'язків між цими одиницями. Використовуючи обидві множини, можна створити граф, що описує структуру мережіMiha Matjašič, Marjan Cugmas and Aleš Žiberna, blockmodeling: An R package for generalized blockmodeling, Metodološki zvezki, 17(2), 2020, 49–66..
Під час блочного моделювання дослідник стикається з двома проблемами: як розділити одиниці (наприклад, як визначити кластери (або класи), які потім утворюють вершини в блочній моделі), а потім як визначити зв'язки в блочній моделі (і водночас значення цих зв'язків).
У соціальних науках мережі зазвичай є соціальними мережами, що складаються з кількох осіб (одиниць) та вибраних соціальних зв'язків між ними (зв'язків). Реальні мережі можуть бути великими та складними; блокове моделювання використовується для їх спрощення до менших структур, які легше інтерпретувати. Зокрема, блокове моделювання розділяє одиниці на кластери, а потім визначає зв'язки між кластерами. Водночас блокове моделювання може бути використане для пояснення соціальних ролей, що існують у мережі, оскільки передбачається, що створений кластер одиниць імітує (або тісно пов'язаний з) соціальними ролями одиниць.
Таким чином, блокове моделювання можна визначити як сукупність підходів для поділу одиниць на кластери (також відомі як позиції) та зв’язків на блоки, які надалі визначаються отриманими кластерами. Блок (або блокова модель) визначається як підматриця, що відображає взаємозв’язки (зв’язки) між вузлами, які належать до одного або різних кластерів. Кожна з цих кластерних позицій визначається набором прямих і непрямих зв’язків з іншими соціальними позиціями та між ними. Ці зв’язки можуть бути спрямованими або ненапрямленими; між однією парою об’єктів може існувати кілька зв’язків, або вони можуть мати певні ваги. Якщо мережа не містить множинних зв’язків, її називають простою мережеюBrian Joseph Ball, Blockmodeling techniques for complex networks: doctoral dissertation. University of Michigan, 2014..
Матричне представлення графа складається з упорядкованих одиниць, у рядках і стовпцях, на основі їхніх імен. Одиниці з подібними шаблонами зв’язків об’єднуються в одні й ті самі кластери. Потім кластери розташовуються таким чином, щоб одиниці, які належать до однакових кластерів, перебували поруч одна з одною, зберігаючи при цьому структуру взаємозв’язків. На наступному етапі одиниці (з тих самих кластерів) перетворюються на блокову модель. При цьому зазвичай формується кілька блокових моделей, одна з яких є основним кластером, а інші — когезійними; основний кластер завжди має зв’язки з когезійними кластерами, тоді як когезійні кластери не можуть бути пов’язані між собою. Кластеризація вузлів базується на еквівалентності, такій як структурна та регулярна. Основною метою матричної форми є візуальне представлення зв'язків між особами, що входять до кластера. Ці зв'язки кодуються дихотомічно (як присутні чи відсутні), а рядки в матричній формі вказують на джерело зв'язків, а стовпці представляють місце призначення зв'язків.
Еквівалентність може мати два основні підходи: еквівалентні пристрої мають однакову схему з'єднання з тими самими сусідами, або ці пристрої мають однакову або подібну схему з'єднання з різними сусідами. Якщо пристрої з'єднані з рештою мережі однаковими способами, то вони структурно еквівалентні. Прилади також можуть бути регулярно еквівалентними, коли вони еквівалентно з'єднані з еквівалентними іншими.
При блочному моделюванні необхідно враховувати питання впливу похибок вимірювання на результати на початковому етапі отримання даних.
Різні підходи Щодо типів мереж, які можуть піддаватися блоковому моделюванню, необхідно застосовувати інший підхід. Мережі можуть бути одномодовими або двомодовими. У першому випадку всі одиниці можуть бути пов’язані з будь-якою іншою одиницею, причому всі вони належать до одного типу, тоді як у другому випадку одиниці можуть бути пов’язані лише з одиницями іншого типу. Щодо зв’язків між одиницями, мережі можуть бути однореляційними або багатореляційними. Крім того, мережі можуть бути часовими або багаторівневими, а також бінарними (що містять лише значення 0 і 1) або знаковими (що допускають негативні зв’язки) / мережами зі значеннями (у яких можливі інші значення).
Різні підходи до блочного моделювання можна розділити на два основні класи: детерміністичне блочне моделювання та стохастичне блочне моделювання. Детерміністичне блочне моделювання далі поділяється на пряме та непряме блочне моделювання.
Серед підходів прямого блокового моделювання є: структурна еквівалентність та регулярна еквівалентність. Структурна еквівалентність – це стан, коли одиниці з'єднані з рештою мережі однаковим чином (способами), тоді як регулярна еквівалентність виникає, коли одиниці однаково пов'язані з еквівалентними іншими (одиниці не обов'язково мають спільних сусідів, але мають сусідів, які самі по собі є подібними).
Непрямі підходи до блочного моделювання, де розбиття розглядається як традиційна задача кластерного аналізу (вимірювання (не) подібності призводить до матриці (не)подібності), це:
звичайне блокове моделювання , узагальнене блокове моделювання : узагальнене блокове моделювання бінарних мереж , узагальнене блокове моделювання цінних мереж та узагальнене блокове моделювання однорідності, попередньо задане блокове моделювання.
Згідно з Бруско та Стейнлі (2011), блокове моделювання можна класифікувати (за допомогою низки вимірів):
детерміністичне або стохастичне блокове моделювання, одномодові або двомодові мережі, підписані або непідписані мережі, дослідницьке або підтверджувальне блокове моделювання.
Блокові моделі Блокмоделі (іноді також блокові моделі ) – це структури, в яких:
Вершини (наприклад, одиниці, вузли) зібрані в кластері, причому кожен кластер ідентифікується як вершина ; з таких вершин можна побудувати граф ; комбінації всіх зв'язків (зв'язків), представлених у блоці як єдиний зв'язок між позиціями, одночасно будуючи один зв'язок для кожного блоку. У випадку, коли в блоці немає зв'язків, не буде зв'язків між двома позиціями, що визначають блок.
Комп’ютерні програми можуть розділяти соціальну мережу відповідно до заздалегідь визначених умов. Коли емпіричні блоки можна обґрунтовано апроксимувати за допомогою ідеальних блоків, такі блокові моделі можуть бути зведені до блокового зображення, яке є представленням вихідної мережі та відображає її основну «функціональну анатомію». Таким чином, блокові моделі можуть «дозволяти даним характеризувати їхню власну структуру», водночас не намагаючись виявити заздалегідь визначену структуру, нав’язану дослідником.
Блокові моделі можуть бути створені опосередковано або безпосередньо, на основі побудови критеріальної функції. Непряма побудова стосується функції, що базується на «мірі сумісності (не)подібності між парою одиниць», тоді як пряма побудова – це «функція, що вимірює відповідність реальних блоків, індукованих заданою кластеризацією, відповідним ідеальним блокам з ідеальними зв'язками всередині кожного кластера та між кластерами відповідно до розглянутих типів зв'язків ( еквівалентність )».
Типи Блокові моделі можуть бути визначені на основі інтуїції, сутності або розуміння природи досліджуваної мережі; це може призвести до таких моделей, як.
системи ролей батьків і дітей, організаційні ієрархії, системи ранжованих кластерів,...
Спеціалізовані програми Блокове моделювання виконується за допомогою спеціалізованих комп'ютерних програм, призначених для аналізу мереж або, зокрема, блокового моделювання, таких як:
Паєк (Володимир Батагель та Андрій Мрвар); R–пакет Blockmodeling (Алеш Жиберна); Socnet.se: Консольний додаток для моделювання блоків (Win/Linux/Mac) (Карл Нордлунд); StOCNET (Том Снайдерс); BLOCKS (Том Снайдерс); КОНКОР; Модель і Модель2 (Володимир Батажель).
Див. також
Стохастична блокова модель Математична соціологія Призначення ролі Багатоцільове блокове моделювання Блокове моделювання пов'язаних мереж
Посилання