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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Fully-Dynamic Approximation of Betweenness Centrality

verfasst von : Elisabetta Bergamini, Henning Meyerhenke

Erschienen in: Algorithms - ESA 2015

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Betweenness is a well-known centrality measure that ranks the nodes of a network according to their participation in shortest paths. Since an exact computation is prohibitive in large networks, several approximation algorithms have been proposed. Besides that, recent years have seen the publication of dynamic algorithms for efficient recomputation of betweenness in evolving networks. In previous work we proposed the first semi-dynamic algorithms that recompute an

approximation

of betweenness in connected graphs after batches of edge insertions.

In this paper we propose the first fully-dynamic approximation algorithms (for weighted and unweighted undirected graphs that need not to be connected) with a provable guarantee on the maximum approximation error. The transfer to fully-dynamic and disconnected graphs implies additional algorithmic problems that could be of independent interest. In particular, we propose a new upper bound on the vertex diameter for weighted undirected graphs. For both weighted and unweighted graphs, we also propose the first fully-dynamic algorithms that keep track of this upper bound. In addition, we extend our former algorithm for semi-dynamic BFS to batches of both edge insertions and deletions.

Using approximation, our algorithms are the first to make in-memory computation of betweenness in fully-dynamic networks with millions of edges feasible. Our experiments show that they can achieve substantial speedups compared to recomputation, up to several orders of magnitude.

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Metadaten
Titel
Fully-Dynamic Approximation of Betweenness Centrality
verfasst von
Elisabetta Bergamini
Henning Meyerhenke
Copyright-Jahr
2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-48350-3_14