本站小編為你精心準備了機會網絡輿情傳播的仿真研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1基本概念

1.1元胞自動機元胞自動機是時間、空間和變量均離散的數學模型.它由四個基本組成部分，包括元胞（cell）、元胞空間（Lattice）、鄰居（Neighbor）及演化規則（Rule）。一般我們可以用Ξ=(Zd,Φ,N,F)表示一個d維空間上的元胞自動機。Zd表示d維元胞空間；Φ表示元胞有限狀態集合；N表示元胞鄰居規則；F表示狀態轉換規則。元胞又可稱單元或者基元，是CA最基本的組成部分。元胞具有離散的有限狀態，可以賦予不同的值。元胞空間又稱網格空間，是元胞所分布空間網格集合。由于每一個元胞對其他元胞會產生影響，因而必須制定鄰居規則以表示元胞的影響范圍。一般在二維CA中，比較常見的鄰居規則有馮•諾依曼（Von.Neumann）型、摩爾（Moore）型和擴展摩爾型（鄰居半徑r=2及以上）等，如圖1所示。每個元胞會根據當前鄰居元胞的狀態和轉換規則F，求出下一個時間步該元胞的狀態。該過程可以表示為F:Φn→Φ，其中Φn表示n個鄰居狀態集合。轉換規則是CA的核心，決定了元胞演化的結果。

1.2移動元胞自動機MCA是在CA的基礎上引入了移動實體，并進一步推廣得到的數學模型。Daadaa等首先提出MCA數學模型，此時元胞演化不僅跟鄰居元胞狀態有關，還受到實體移動的影響。因此，MCA演化規則應包括元胞狀態轉換規則和實體的移動規則。在此基礎上Daadaa利用MCA模型在不同幾何拓撲網絡下，系統地研究免疫時間與滅毒實體數量的關系，并取得了豐富的研究成果。根據Daadaa對MCA的定義，我們進一步拓展MCA模型，并定義MCA包括七個基本組成部分：包括元胞、元胞空間、鄰居、演化規則、移動實體、實體移動規則及實體狀態轉換規則。我們用Ξ=(Zd,Φ,N,M,Ψ,f,F)來表示一個d維空間上的移動元胞自動機。前面三項與CA模型基本一致，而M表示移動實體的集合；Ψ表示移動實體有限狀態的集合；f表示實體移動規則；F表示實體狀態轉換規則。MCA實例如圖2所示。移動實體是指在元胞空間上移動物體的抽象概念，是不同于傳統CA最大之處。MCA用移動實體對移動主體進行建模，用元胞空間刻畫移動主體的實際空間狀態，因此能夠有效反映移動主體與實際系統空間環境的互作用關系。實體在元胞上移動必須制定一定的規則加以限制。由于實體的移動跟鄰居元胞狀態有關，因而實體可以根據當前鄰居元胞狀態求出實體移動狀態，可以表示為f:Φn→Smov，其中Smov表示實體的移動狀態集合（比如移動方向等）。實體將根據當前鄰居元胞狀態求出實體移動狀態，從而得到下一個時間步所在位置信息。需要指出的是，元胞狀態集合可以是離散值集合，也可以是根據一定指標函數求出的連續數值。類似于元胞狀態轉換規則，每個實體會根據鄰居元胞內實體狀態和轉換規則，求出下一個時間步的狀態。該過程可以表示為F:Ψn→Ψ，Ψn表示所有n個鄰居元胞中實體狀態集合。

2輿情傳播模型

2.1記憶模型[22]及影響力因子德國心理學家艾賓浩斯(H.Ebbinghaus)研究發現人類大腦的遺忘進程是不均勻的，剛開始遺忘速度較快，以后逐漸減慢，并根據他實驗得到的結果描述遺忘進程的曲線，即著名的艾賓浩斯遺忘曲線。由于輿情系統中主體之間的親密程度往往是由主體交流頻率所決定，并受到其記憶能力的影響。因此第t個時間步實體i和j之間的影響力因子可以表示。其中a表示遺忘指數，tl表示實體i和j最后一次互為鄰居的時間步。設定mij(tl)=1，表示實體i和j互為鄰居時影響力因子為1。根據(1)式可以發現，每次實體互為鄰居時，其影響力因子最大；隨后如果長時間互不在鄰居范圍，則影響力因子將隨時間指數衰減。另外，每個實體上都保存有以往鄰居實體影響力因子記憶殘留值，而根據記憶原理通過回憶某件事件可以加強該事件的記憶殘留值。越早出現的事件通過回憶加強的記憶值越少；反之，越晚出現的事件通過回憶加強的記憶值越多。因此，我們得到包含回憶衰減函數的影響力因子表達式：根據本文研究背景，當兩個實體互為鄰居時候，此時兩者能夠直接影響對方，所以此時影響力最大；而隨著時間發展，若這兩個實體未能再出現在彼此鄰域內，則此兩個實體的影響力因子按(2)式衰減。為了考慮輿情主體的記憶能力對輿情傳播的影響，我們引入記憶時間閾值T，當t-tl>T時，實體i與j不再具有影響力。因此實體影響力因子公式可以簡化為：

2.2基于MCA輿情模型為了研究機會網絡中輿情傳播的過程，我們基于Von.Neumann型鄰居規則，對鄰居半徑取1，建立坐標系X,Y∈[-L,L]，設定每個格子長度ln=L/10,表示實體移動的20×20的元胞空間。在每次實驗開始時，初始化實體位置x,y~U[-L,L]。不同于元胞自動機模型，每個元胞不再以個體來研究，而是作為個體的移動空間載體來研究。每個元胞此時表示就是實體活動的一個區域。由于空間對個體的承載能力是有限的，所以我們這里需要對元胞引入元胞容量的概念，用λ表示。當λ<λmax時，則元胞狀態為1，表示可以接收其他實體的進入；否則，則元胞狀態為0，表示已經飽和，不能再容納其他實體的進入。實體作為該模型主要的研究對象，以個體出現，表示輿情主體。每個移動實體表示一個輿情主體。定義每個主體有三種情感態度Ψ={1,0,-1}，其中1表示對某件事情持積極態度，0表示中立態度，-1則表示消極態度。

2.2.1狀態轉換規則實體狀態即為輿情主體情感態度。在整個元胞網絡空間中每個實體狀態不僅受到記憶時間閾值T內鄰居實體狀態的影響，也需要考慮實體自身狀態的傾向性。假設si(t)表示第t個時間步，實體i的狀態，則其下個時間步的該實體狀態：其中w為傾向性系數，反映了實體自身狀態的重要程度，w∈(0,1)。所以當w取0.5，表示對自身狀態不具有傾向性。當取w值越大表示對自身狀態傾向性越大；反之則表示對自身狀態傾向性越小。C為實體態度轉變閾值，其反應實體狀態改變的臨界值。該公式表明，實體狀態轉換不僅跟當前時刻鄰居實體狀態有關，還與記憶時間閾值T內建立的鄰居實體狀態有關。

2.2.2移動規則應激性在生物學上是一種“趨利避害”生物特性，社會學上行為人個體行為不僅跟生物特性有關，也具有一定的社會特性。由于行為人的移動等行為社會性過于復雜，難以刻畫，因此我們這里描述行為人個體在某一區域移動規則，往往考慮“趨利避害”的生物特性。因此，結合元胞容量，我們提出了元胞吸引力的概念公式：元胞cij吸引實體駐留其中的事件是概率事件，與cij的鄰居單元格的吸引力相關，因此我們對元胞吸引力進行歸一化處理，并定義相對吸引力為：當元胞狀態為1時，我們根據公式(5)、(6)對計算元胞吸引力和相對吸引力大小；當元胞狀態為0時，由于元胞已經飽和，我們設定元胞吸引力大小為0。為了研究機會網絡中輿情主體流動性對于輿情傳播的影響，設定移動概率Pmov，表示在每一個時間步發生移動行為的實體比例。在每個時間步，實體將根據移動概率Pmov進行移動，并根據相對吸引力大小，利用輪盤選的方法選擇實體移動方向Smov。

3仿真結果

為了研究機會網絡中輿情主體的流動性和記憶能力對輿情傳播的影響，取|M|=200,λ=4,a=0.04,w=0.5,C=0.3，設定在初始時刻正面態度實體比例R1(0)=0.1，負面態度實體比例R-1(0)=0，中立態度實體比例R0(0)=0.9，通過500次實驗，統計移動概率Pmov和記憶時間閾值T與整個網絡實體達到態度一致所用平均時間步，如表1所示。根據表1所示，隨著實體移動概率的增大，整個網絡達到態度一致所需的平均時間步逐漸減少，表明在社會網絡中輿情主體的流動可以促進整個網絡輿情的傳播。另一方面，隨著記憶時間閾值的增大，網絡達到態度一致所需平均時間步也趨向于減小的趨勢，表明輿情主體的記憶能力提高可以促進輿情傳播。研究還發現不同態度的實體在演化過程中，相同態度的實體逐漸地聚集到一起，出現了“物以類聚，人以群分”的現象。而在兩種截然不同態度實體群之間，零星地出現中立態度的實體。隨著時間的進行，某些網絡出現了所有實體態度一致的現象，而最終所有實體態度與初始時刻比例值中較大的實體態度一致，呈現高度認同性，我們稱之為輿情同質化現象。另外，為了進一步研究實體移動概率和記憶時間閾值對上述的同質化現象的影響，設定R1(0)=R-1(0)=0.25，觀察Pmov和記憶時間閾值T與輿情同質化概率rate的關系，如表2所示。可以發現，隨著記憶時間閾值T和移動概率Pmov的增大，整個網絡的趨于同質化的概率越高。表明輿情主體的流動和記憶能力提高可以更加迅速集中網絡輿情主體的傾向性，形成輿情向主體數多的態度靠攏，呈現出高度的認同性。此外，針對不同情感態度輿情主體比例R1(0)、R-1(0)和R0(0)，我們設定初始時刻R1(0)=0.1,0.15,…,0.4，R-1(0)=0.5-R0(1)，R0(0)=0.5，Pmov=0.5，T=1，在隨機初始條件下，進行500次實驗，研究其對輿情傳播的影響，并統計輿情同質化平均時間步和同質化的概率rate，如圖3所示。從圖3中可以發現：當R1(0)逐漸增大時，同質化平均時間步逐漸增大，同質化率逐漸減少；當達到R1(0)=R-1(0)=0.25時，輿情同質化平均時間步達到最高峰，而同質化率達到最低峰為0.58；而后隨著R1(0)逐漸增大，同質化平均時間步逐漸減少，同質化率逐漸增大。表明兩種相反情感態度主體比例越接近時，同質化趨勢越慢，且同質化概率越小；反之，則當兩種態度的實體比例相差越大，同質化趨勢越快，且同質化概率越大。針對空間因素對輿情傳播的影響，取T=1，Pmov=0.5，R1(0)=0.1，R0(0)=0.9，a=0.04，w=0.5，C=0.3，設定實體數量為100,150,…,300，進行500次實驗，觀察中立態度實體比例R0(t)平均變化過程與實體數量之間的關系，結果如圖4所示。從圖4可以發現，隨著實體數量的增加，輿情同質化平均時間步趨于減小。表明隨著區域內輿情主體空間密度的增加，輿情傳播趨于加快的趨勢，另外，考慮到輿情主體具有自身的情感傾向性系數w，w∈(0,1)。根據2.2.1節內容，w反映的是輿情主體對自身情感態度傾向性程度。其值越大，表明對當前主體態度傾向性程度越高。為了研究w對輿情傳播的影響，我們取|M|=200，λ=4，T=1，Pmov=0.5，R1(0)=0.1，R0(0)=0.9，a=0.04，C=0.5，研究w=0.5,0.6,…,0.9情況下三種態度實體隨時間變化過程，如圖5所示。從圖5中可以發現，隨著實體自身情感態度傾向性系數w的增大，R0(t)變化趨勢越來越慢。當w為0.5時，R0(t)變化趨勢最大；當w為0.9的時，R0(t)變化曲線接近于一條水平直線。表明輿情主體自身情感態度傾向性越強，不利用輿情主體接受其他主體的觀點態度，從而導致輿情傳播效果越差，不利用輿情的傳播。需要說明的是，在上述實驗過程中針對研究的關注點不同，曾在合理范圍內選擇多組參數并進行大量數值仿真實驗，均得到與本文結論相符的實驗結果。因此，本文的結論具有普遍性。

4結束語

本文提出移動實體、元胞容量和元胞吸引力等新概念，拓展經典元胞自動機模型，建立移動元胞自動機模型。另外，結合社會心理學的記憶理論，提出輿情主體影響力測度模型，并基于社會心理學行為人接受新鮮觀點存在抵觸情緒的理論，提出了輿情主體自身情感態度傾向性新概念，從而建立機會網絡中的輿情傳播MCA模型。在此基礎上研究輿情系統中輿情主體的流動性、記憶能力、和空間因素等對機會網絡輿情傳播的影響。結果表明：機會網絡中輿情主體的流動性和記憶能力的提高可以加快輿情的傳播，增大輿情同質化傾向；不同情感態度輿情主體比例相差越大，輿情同質化趨勢越快，同質化概率越大；輿情主體自身情感態度傾向性越大，輿情同質化趨勢越慢，輿情傳播效果越差。本文通過模擬和觀察機會網絡中輿情的傳播，分析影響輿情在機會網絡中傳播的主要因素及其互作用關系，為研究機會網絡中輿情傳播提供了新的理論和方法，對機會網絡中輿情傳播研究具有極其重要的意義。

作者：趙焱鑫王小明李黎單位：陜西師范大學計算機科學學