El análisis de rutas principales es una herramienta matemática, propuesta por primera vez por Hummon y Doreian en 1989, [1] para identificar las rutas principales en una red de citas , que es una forma de gráfico acíclico dirigido (DAG). Desde entonces, se ha convertido en una técnica eficaz para trazar trayectorias tecnológicas, explorar flujos de conocimiento científico y realizar revisiones de literatura.
El método comienza midiendo la importancia de todos los enlaces en una red de citas a través del concepto de "recuento transversal" y luego encadena secuencialmente los enlaces más significativos en una "ruta principal", que se considera la ruta histórica más significativa en la cita objetivo. red . El método es aplicable a cualquier actividad humana que pueda organizarse en forma de red de citas . El método se aplica comúnmente para rastrear las rutas del flujo de conocimiento o las trayectorias de desarrollo de un campo científico o tecnológico, a través de citas bibliográficas o citas de patentes. [2] [3] [4] También se ha aplicado a decisiones judiciales para rastrear la evolución de los cambios en las opiniones jurídicas. [5] El análisis de la ruta principal ha atraído la atención de los académicos recientemente. La investigación académica relacionada con el análisis de la ruta principal experimentó un rápido crecimiento desde 2007. Aquí se puede encontrar una lista de artículos académicos que presentan, explican, aplican, modifican o amplían el método originado en Hummon y Doreian [1] . Sin embargo, hay cuestiones que no se analizan ampliamente al aplicar el método, incluido el manejo de los datos de las citas, la elección de un esquema de ponderación transversal adecuado, las opciones de búsqueda y la interpretación de las rutas resultantes. [6]
El análisis de la ruta principal se propuso por primera vez en Hummon y Doreian (1989) [1], en el que sugieren un enfoque diferente para analizar una red de citas "donde los hilos conectivos a través de una red se preservan y el foco está en los vínculos de la red en lugar de en los nodos." [1] Llaman a la cadena resultante de los enlaces de citas más utilizados "camino principal" y afirman que "Es nuestra intuición que el camino principal, seleccionado sobre la base del camino más utilizado identificará la corriente principal de una literatura". La idea se verificó mediante una serie de artículos de investigación sobre el ADN. Para que el método sea más práctico, Liu y Lu (2012) [7] amplían el método para incluir la búsqueda de ruta clave. La característica más útil de la búsqueda de rutas clave es que se pueden ver los diferentes niveles de rutas principales ajustando los números de rutas clave.
El análisis de la ruta principal opera en dos pasos. El primer paso obtiene los recuentos transversales de cada enlace en una red de citas. En la literatura se mencionan varios tipos de recuentos transversales. El segundo paso busca los caminos principales vinculando los enlaces significativos según el tamaño de los recuentos transversales. Es necesario preparar una red de citas antes de proceder con el análisis de la ruta principal.
Es necesario preparar una red de citas antes de iniciar el análisis de la ruta principal. En una red de citas, los nodos representan documentos como artículos académicos, patentes o casos legales. Estos nodos están conectados mediante información de citas. Las redes de citas son por naturaleza dirigidas porque los dos nodos en el extremo opuesto de un enlace no son simétricos en sus funciones. En cuanto a la dirección, este artículo adopta la convención de que el nodo citado apunta al nodo citado, lo que significa el hecho de que el conocimiento en el nodo citado fluye hacia el nodo citado. La red de citas también es acíclica por naturaleza, lo que significa que un nodo nunca puede encadenarse a sí mismo si uno se mueve a lo largo de los enlaces siguiendo su dirección.
Aquí se definen varios términos relacionados con una red de citas antes de continuar. Las cabezas son los nodos a los que conduce la flecha de dirección. Las colas son los nodos en otros extremos de la flecha de dirección. Las fuentes son los nodos que se citan pero no citan otros. Los sumideros citan otros nodos pero no son citados. Los antepasados son los nodos a los que se puede rastrear desde un nodo objetivo. Los descendientes son los nodos a los que se puede llegar desde un objetivo si uno se mueve a lo largo de los enlaces siguiendo su dirección.
Los recuentos transversales miden la importancia de un vínculo. La literatura analiza varios tipos de recuentos transversales, incluido el recuento de rutas de búsqueda (SPC), el recuento de enlaces de rutas de búsqueda (SPLC), el par de nodos de rutas de búsqueda (SPNP) y otras variaciones. [8] Todos estos recuentos transversales se anotarán como SPX.
El SPC de un enlace es el número de veces que se atraviesa el enlace si uno recorre todos los caminos posibles desde todas las fuentes hasta todos los sumideros. SPC fue propuesto por primera vez por Vladimir Batagelj . [9] Los valores de SPC para cada enlace en una red de citas de muestra se muestran en la Figura 1. El valor de SPC para el enlace (B, D) es 5 porque cinco rutas (BDFHK, BDFIL, BDFIMN, BDIL y BDIMN) lo atraviesan. .
El SPLC de un enlace es el número de veces que se atraviesa el enlace si se recorre todos los caminos posibles desde todos los antepasados del nodo de cola (incluido él mismo) hasta todos los sumideros. SPLC fue propuesto por primera vez por Hummon y Doreian. [1] La Figura 2 presenta los valores SPLC para cada enlace en la misma red de citas como se muestra en la Figura 1. Seis caminos atraviesan el enlace (D, F), por lo que le dan el valor SPLC 6. Son: BDFHK, BDFIL, BDFIMN , DFHK, DFIL y DFIMN, observando que todos los caminos comienzan desde el antepasado de D, que es B, o desde D mismo.
El SPNP de un enlace es el número de veces que se atraviesa el enlace si uno recorre todos los caminos posibles desde todos los antepasados del nodo de cola (incluido él mismo) hasta todos los descendientes del nodo principal (incluido él mismo). SPNP fue propuesto por primera vez por Hummon y Doreian. [1] Los valores SPNP del enlace (C, H) son 6 porque hay 6 caminos que comienzan desde A, B, C (A y B son los ancestros de C) y terminan en H y K (K es el descendiente de H). Estas rutas son ACH, ACHK, BCH, BCHK, CH y CHK.
Con base en los recuentos transversales, se pueden buscar las rutas más significativas. Hay varias formas de encontrarlos, incluida la búsqueda local, global y de rutas clave.
La búsqueda local se menciona en Hummon y Doreian [1] como búsqueda de "prioridad primero". Este proceso de búsqueda siempre elige los siguientes enlaces con el SPX más alto como enlace de salida. Sigue rastreando los enlaces más recorridos y, por lo tanto, obtiene la corriente principal entre todas las cadenas de citas. La Figura 4 muestra las principales rutas locales que se obtienen en base a SPC. Notando que cuando la búsqueda llega al nodo I, dos enlaces salientes tienen los mismos valores SPC produciendo así dos caminos posteriores.
La búsqueda global simplemente sugiere la cadena de citas con el SPX general más grande. El concepto de búsqueda global es similar al método de ruta crítica en la programación de proyectos. Las principales rutas globales de la red de citas de muestra basada en SPC se presentan en la Figura 5. La suma de todos los valores de SPC en la ruta BDFIMN es 15, que es la mayor entre todas las rutas posibles.
La búsqueda de rutas clave está diseñada para evitar el problema de perder enlaces importantes tanto en la búsqueda local como en la global. El problema está en las rutas principales locales y globales que se muestran arriba, en las que uno de los enlaces más importantes (H, K) no está incluido en las rutas principales. Como se describe en Liu y Lu (2012), [7] el enfoque busca rutas principales desde los enlaces especificados (rutas clave), garantizando así la inclusión de los enlaces. También se pueden especificar múltiples enlaces para obtener múltiples rutas principales. Una ventaja adicional del enfoque de rutas clave es que se puede controlar el detalle de las rutas principales variando el número de rutas clave. Cuanto mayor sea el número de rutas clave que se especifique, más detalles se revelarán. Cuando el número de rutas clave aumenta hasta cierto punto, la búsqueda devuelve toda la red de citas. Las Figuras 6 y 7 muestran las rutas principales de la ruta clave local y de la ruta clave global de la red de citas de muestra. En ambas rutas principales, el número de rutas clave se establece en 1, es decir, la búsqueda se basa únicamente en los enlaces superiores. Dado que hay dos enlaces superiores (B, D) y (H, K), las rutas principales resultantes los incluyen a ambos.
Además del enfoque de búsqueda de ruta clave, las variaciones del método incluyen el enfoque agregativo y estocástico, [10] considera la decadencia en la difusión del conocimiento, [8] etc.
El método se ha aplicado a tres tipos de sistema documental que mantienen la tradición de hacer referencias a los documentos anteriores. Son el artículo académico, la patente y el sistema de documentación judicial.
Las bases de datos de citas académicas, como Web of Science y Scopus, incluyen información completa de citas digitalizada. Esta información permite aplicar el análisis de la ruta principal para examinar la estructura del conocimiento o rastrear el flujo de conocimiento de cualquier campo científico. Algunas de las primeras aplicaciones exploran el tema de centralidad-productividad, [11] resolución de conflictos, [12] etc. Las aplicaciones más recientes incluyen fullerenos, [4] nanotubos, [4] análisis envolvente de datos, [2] [13] [14] suministro gestión de la cadena de suministro, [15] responsabilidad social corporativa, [16] subcontratación de TI, [17] turismo médico, [18] etc.
Las patentes que hacen referencia a técnicas anteriores son una práctica común. Por ejemplo, cada documento de patente de los Estados Unidos incluye una sección de "Referencias citadas" que enumera las técnicas anteriores de la patente. Las bases de datos de patentes como Clarivate Analytics y Webpat proporcionan información digitalizada sobre citas de patentes. Verspagen (2007) [3] y Mina (2007) [19] son los dos primeros trabajos que aplican el análisis de la ruta principal a los datos de patentes.
En el sistema de derecho consuetudinario, un documento de decisión judicial generalmente hace referencia a opiniones publicadas previamente con el fin de justificar la decisión actual. Estas referencias judiciales, o citas legales, también se pueden utilizar para construir redes de citas y luego rastrear los cambios de opiniones legales. Las oportunidades de investigación en esta área están abiertas. Liu y cols. (2014) [5] realizaron un estudio exploratorio sobre este tipo de aplicaciones.
El análisis de ruta principal se implementa en Pajek, un software de análisis de redes sociales ampliamente utilizado escrito por Vladimir Batagelj y Andrej Mrvar de la Universidad de Ljubljana , Eslovenia. Para ejecutar el análisis de la ruta principal en Pajek, primero es necesario preparar una red de citas y hacer que Pajek lea en la red. A continuación, en el menú principal de Pajek, calcula los recuentos transversales de todos los enlaces de la red aplicando una de las siguientes secuencias de comandos (dependiendo de la elección de los recuentos transversales).
Red → Red acíclica → Crear red ponderada + vector → Pesos transversales → Buscar recuento de enlaces de ruta (SPC), o
Red → Red acíclica → Crear red ponderada + vector → Pesos transversales → Recuento de enlaces de ruta de búsqueda (SPLC), o
Red → Red acíclica → Crear red ponderada + vector → Pesos transversales → Buscar pares de nodos de ruta (SPNP)
Una vez calculados los recuentos de recorridos, las siguientes secuencias de comandos encuentran las rutas principales.
Para caminos principales locales
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda local → Adelante
Para rutas principales globales
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda global → Estándar
Para rutas principales de rutas clave locales
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda local → Ruta clave
Para rutas principales de rutas clave globales
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda global → Ruta clave
Además de la búsqueda de rutas clave, se agrega una función de búsqueda más flexible a partir de la versión 5.03 de Pajek (4 de enero de 2018). La nueva característica permite la búsqueda local y global pasando por vértices definidos por un clúster. Las secuencias de comando son las siguientes:
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda local → Ruta clave → A través de vértices en el clúster
Red → Red acíclica → Crear (sub)red → Rutas principales → Búsqueda global → Ruta clave → A través de vértices en el clúster