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基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的信息傳播度量模型論文
摘要：社會(huì)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人類(lèi)共創(chuàng)與共享信息的平臺(tái)，信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的作用和影響與日俱增。因此，揭示用戶間信息的傳播規(guī)律對(duì)于及時(shí)掌握和控制信息傳播具有非常重要的意義。以社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度Q、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播能力W為基礎(chǔ)，構(gòu)建了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量模型，描述了度量模型的算法核心思想。仿真實(shí)驗(yàn)表明，社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度越大，網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞概率越大，也就意味著網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞能力越強(qiáng)。
關(guān)鍵詞：社會(huì)網(wǎng)絡(luò)；信息傳播；社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度；社會(huì)潛在關(guān)系；信息傳播度量
DOI：10.11907/rjdk.143849
中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7800（2014）012-0082-04
作者簡(jiǎn)介：王玉姣（1980-），女，湖北嘉魚(yú)人，碩士，湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系講師，研究方向?yàn)檐浖こ�、智能交通�?/p>
0引言
社會(huì)網(wǎng)絡(luò)（SocialNetworks，SNS）指社會(huì)個(gè)體之間通過(guò)社會(huì)關(guān)系形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系[1]。在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)體與個(gè)體之間、個(gè)體與群體之間、群體與群體之間、文化與文化之間不斷形成新的信息模式和社會(huì)結(jié)構(gòu)形式[2]。在社會(huì)信息廣泛網(wǎng)絡(luò)化的今天，互聯(lián)網(wǎng)用戶群已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)非常龐大的數(shù)量，由此通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布的各種媒體信息也得到了極大的豐富。以Twitter、Facebook、微信、微博、人人網(wǎng)為代表的在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，這些以文字、圖片或視頻為信息載體的多媒體社交網(wǎng)站每個(gè)月都會(huì)有上百億次的用戶信息交互。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)不僅為人類(lèi)提供了社交和娛樂(lè)的平臺(tái)，還正逐漸成為輔助行政、商務(wù)等活動(dòng)的有力工具[3]。
在大規(guī)模用戶高度參與的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，信息傳播對(duì)人類(lèi)現(xiàn)實(shí)生活造成了重大影響。研究表明，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播和傳統(tǒng)媒介中的信息傳播相比，具有多模態(tài)性、大規(guī)模性、實(shí)時(shí)性和快速性的特點(diǎn)。2013年4月“雅安地震”爆發(fā)后，微博強(qiáng)有力的信息擴(kuò)散能力為及時(shí)發(fā)布救援提示起到了積極作用，但另一方面也有不法分子利用微博傳播謠言引起民眾不安。因此，對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中信息傳播進(jìn)行研究，快速有效地預(yù)測(cè)信息傳播范圍，發(fā)掘影響信息傳播的各種要素，研究用戶之間信息傳播的規(guī)律，不僅可以擴(kuò)大有用信息的傳播范圍，還能及時(shí)阻斷不良信息的擴(kuò)散，對(duì)社會(huì)公共安全具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義[4]。
本文綜合運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)“社群圖模型”以及信息傳播的“六度傳播模式”，研究社會(huì)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)信息傳播的影響，將信息傳播過(guò)程轉(zhuǎn)化為信息傳播度量模型，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M信息的傳播過(guò)程，得出社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中信息傳播的規(guī)律。
1度量模型
1.1模型定義
現(xiàn)實(shí)中社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且隨著信息不斷傳播，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶得到信息的概率呈動(dòng)態(tài)變化。本文利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量模型來(lái)描述和測(cè)量這些變化。設(shè)D（G，P，Q，W）表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量模型，其中G表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量圖（見(jiàn)圖1），P表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度，Q表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的潛在關(guān)系強(qiáng)度，W表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的信息傳播能力。
社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量圖G（N，E）用n邊形的對(duì)稱(chēng)圖來(lái)表示。頂點(diǎn)集合N={1，2，3，…，n}代表社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶，直線集合代表社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶之間的社會(huì)關(guān)系。
社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P通過(guò)測(cè)量得到，為社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的固有屬性。將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶之間的信息傳播概率表示為社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度，設(shè)pij為用戶i與用戶j之間的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度，集合表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度，并且假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的社會(huì)關(guān)系對(duì)稱(chēng)，即pij=pji，用戶自身的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度為1，即當(dāng)i=j時(shí)，pij=1。
社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在強(qiáng)度Q通過(guò)計(jì)算社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P得出。將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中用戶之間信息傳播的概率表示為社會(huì)網(wǎng)絡(luò)用戶的潛在關(guān)系強(qiáng)度，設(shè)qij為在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中用戶i與用戶j之間的潛在關(guān)系強(qiáng)度，且qij=qji，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中用戶的潛在關(guān)系強(qiáng)度用集合表示，用戶之間潛在關(guān)系越強(qiáng)，則意味著社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中用戶間的信息傳播概率越高。
設(shè)wa為社會(huì)網(wǎng)絡(luò)a的信息傳播能力，用集合W{1≥ws≥0|s∈S}表示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播能力，其中集合S={a，b，c，…}代表社會(huì)網(wǎng)絡(luò)。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播能力w為該網(wǎng)絡(luò)中全部用戶之間潛在關(guān)系強(qiáng)度Q的均值。
1.2模型算法
模型核心算法：如何通過(guò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P計(jì)算得出社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度Q。本文結(jié)合遞歸方法和點(diǎn)轉(zhuǎn)換方法，將復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化。為表示方便，用Q（n）表示當(dāng)有n個(gè)用戶時(shí)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度。
在模型算法的求解中，將求解過(guò)程劃分為n-1個(gè)步驟完成：
步驟1：計(jì)算遞歸的最底層，即當(dāng)N=2時(shí)的Q（2）;
步驟2：利用步驟1中得到的結(jié)果計(jì)算當(dāng)N=3時(shí)的Q（3）;
依次類(lèi)推，步驟n-1是利用前面步驟中得到的結(jié)果，計(jì)算當(dāng)N=n時(shí)的Q（n）。
由于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量圖G（N，E）具有對(duì)稱(chēng)模性，本文通過(guò)點(diǎn)轉(zhuǎn)換方法，將遞歸的每層用一個(gè)公式快速表示其它多個(gè)公式。
1.2.1遞歸求解
步驟1：當(dāng)N=2時(shí)，計(jì)算Q（2）。
首先從遞歸最底層開(kāi)始，假設(shè)N=2，那么得到圖2和式（1）。
q（2）21=p21（1）
步驟2：當(dāng)N=3時(shí)，計(jì)算Q（3）。
將圖2中增加用戶3，即當(dāng)N=3時(shí)，得到圖3和計(jì)算公式（2）。
q（3）31=1-（1-p31）×（1-p32×p21）
q（3）21=1-（1-p21）×（1-p32×p31）（2）
q（3）32=1-（1-p32）×（1-p31×p21）
步驟3：當(dāng)N=4時(shí)，計(jì)算Q（4）。將圖3增加用戶4，即當(dāng)N=4時(shí)，得到圖4。
通過(guò)計(jì)算式（2），得出點(diǎn)1、點(diǎn)2和點(diǎn)3之間關(guān)系的解q（3）31和q（3）21，如圖5中陰影三角形所示;點(diǎn)4到點(diǎn)1的路徑有：點(diǎn)4直接到點(diǎn)1，點(diǎn)4經(jīng)過(guò)點(diǎn)2，點(diǎn)4經(jīng)過(guò)點(diǎn)3。得出q（4）41的計(jì)算公式（3）：
q（4）41=1-（1-p41）×（1-p42×q（3）21）×（1-p43×q（3）31）
=1-（1-p41）×{1-p42×[1-（1-p21）×（1-p32
×p31）]}×{1-p43×[1-（1-p31）×（1-p32×p21）]}（3）
同理，可以得到q（4）31、q（4）21、q（4）42、q（4）32、q（4）43的計(jì)算公式。
步驟4：當(dāng)N=5時(shí)，計(jì)算Q（5）
將圖4用戶增加至5，即N=5時(shí)，得到圖6。
通過(guò)計(jì)算式（3），得出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3和點(diǎn)4之間關(guān)系的解q（4）41、q（4）31和q（4）21，如圖7中陰影三角形所示;點(diǎn)5到點(diǎn)1的路徑有：點(diǎn)5直接到點(diǎn)1，點(diǎn)5經(jīng)過(guò)點(diǎn)2，點(diǎn)5經(jīng)過(guò)點(diǎn)3。得出q（5）51的計(jì)算公式（4）：
q（5）51=1-（1-p51）×（1-p52×q（4）21）×
（1-p53×q（4）31）×（1-p54×q（4）41）（4）
同理，可以得到q（5）41、q（5）31、q（5）21、q（5）52、q（5）42、q（5）32、q（5）53、q（5）43、q（5）54的計(jì)算公式。
步驟n-1：當(dāng)N=n時(shí)，計(jì)算Q（n）
依次類(lèi)推，當(dāng)增加到第n個(gè)用戶，即N=n時(shí)，得到q（n）n1的計(jì)算公式（5）：
q（n）n1=1-（1-pn1）×（1-pn2×q（n-1）21）×
……×（1-pn（n-1）×q（n-1）（n-1）1）（5）
同理，可以得到q（n）ij的全部計(jì)算公式，從而計(jì)算出Q（n）。
1.2.2點(diǎn)轉(zhuǎn)換
上述計(jì)算過(guò)程，實(shí)質(zhì)是遞歸計(jì)算的過(guò)程。由于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量圖G（N，E）具有對(duì)稱(chēng)模性，本文通過(guò)點(diǎn)轉(zhuǎn)換的方法，將遞歸每層用一個(gè)公式快速表示其它多個(gè)公式。
設(shè)F（i，j）表示模型圖G中點(diǎn)i和點(diǎn)j位置互換，同時(shí)點(diǎn)i和點(diǎn)j相應(yīng)的關(guān)系強(qiáng)度P也互換。例如，對(duì)圖7中的點(diǎn)4和點(diǎn)2位置互換。
F（4，2）得到
q（4）21=1-（1-p21）×{1-p24×[1-（1-p41）×（1-
p34×p31）]}×{1-p23×[1-（1-p31）×
�。�1-p34×p41）]}
上述遞歸的方法和點(diǎn)對(duì)換的方法將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度Q的關(guān)系抽象為公式（6）和公式（7）：
F（i，j）（6）
q（n）n1=1-（1-pn1）×（1-pn2×q（n-1）21）×
……×（1-pn（n-1）×q（n-1）（n-1）1）（7）
本文使用計(jì)算機(jī)C++語(yǔ)言編程，可具體實(shí)現(xiàn)在任意社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度P計(jì)算出社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度Q。
2模型實(shí)驗(yàn)
通過(guò)對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播度量模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，具體分析社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系強(qiáng)度以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的潛在關(guān)系強(qiáng)度和信息傳播能力產(chǎn)生的影響。
2.1社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度的影響
假設(shè)有一個(gè)由10名成員構(gòu)成的小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，各成員之間是串聯(lián)關(guān)系，如圖8所示。假如所有成員的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度p都相等，通過(guò)改變p的值，測(cè)量該社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的潛在關(guān)系強(qiáng)度q對(duì)應(yīng)的變化值，進(jìn)而度量出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息傳播能力w隨p的變化情況。通過(guò)運(yùn)行C++程序進(jìn)行測(cè)量，得出兩者之間的函數(shù)曲線（見(jiàn)圖9）。
圖8小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
從圖9中可以看出，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)成員為串聯(lián)關(guān)系的情況下，網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞能力w隨著社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度p增大而增大。當(dāng)0<p<0.7時(shí)，w增長(zhǎng)緩慢;當(dāng)0.7<p時(shí)，w增長(zhǎng)快速。
同樣假設(shè)一個(gè)由10名成員構(gòu)成的小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)成員之間互相均有聯(lián)接關(guān)系。假如所有成員的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度p都相等，通過(guò)改變p的值，測(cè)量該社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的潛在關(guān)系強(qiáng)度q對(duì)應(yīng)的變化值，進(jìn)而度量出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息傳播能力w隨p的變化情況。通過(guò)運(yùn)行C++程序，得出兩者之間的函數(shù)曲線（見(jiàn)圖10）。
圖9成員為串聯(lián)關(guān)系時(shí)小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)曲線
圖10成員互為聯(lián)接關(guān)系時(shí)小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)曲線
從圖10中可以看出，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)成員相互間都存在聯(lián)系的情況下，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞能力w隨著社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度p增大而增大，當(dāng)p>0.4時(shí)，w=1，表示此網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)任何信息都能被此網(wǎng)絡(luò)的全部成員收到。
2.2社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響
假設(shè)一個(gè)由10名成員構(gòu)成的小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，成員之間的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系強(qiáng)度p都相等且恒定為0.3，用R表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)R=0時(shí)，表示成員之間的為串聯(lián)關(guān)系，如圖11所示。
圖11小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)R=0時(shí)結(jié)構(gòu)
改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)R=1時(shí)，表示用戶1與其他9名成員都產(chǎn)生直接聯(lián)系，成員之間的聯(lián)系情況如圖12所示。
圖12小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)R=1時(shí)結(jié)構(gòu)
改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)R=2時(shí)，表示用戶1、用戶2與其他8名成員都產(chǎn)生直接聯(lián)系，成員之間的聯(lián)系情況如圖13所示。
以此類(lèi)推，改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)R=9時(shí)，表示10名用戶相互之間都有聯(lián)接關(guān)系。通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)R，測(cè)量該社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的潛在關(guān)系強(qiáng)度q，進(jìn)而度量出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息傳播能力w隨R的變化情況。通過(guò)運(yùn)行C++程序，得到他們之間的函數(shù)曲線（見(jiàn)圖14）。
圖13小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)R=2時(shí)結(jié)構(gòu)
圖14成員關(guān)系變化時(shí)小型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)曲線
由圖14可知，在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系強(qiáng)度p都恒定相等的情況下，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞能力w隨著社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)R的數(shù)值增大。由此可以證明，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度越高，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞能力越強(qiáng)。
3結(jié)語(yǔ)
本文運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的“社群圖模型”和信息傳播的“六度傳播模式”，研究社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中社會(huì)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)信息傳播的影響，將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中信息的傳播過(guò)程轉(zhuǎn)化為信息傳播度量模型，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M信息的傳播過(guò)程，最終得出社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中信息傳播的規(guī)律，以及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中社會(huì)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)信息傳播的影響。然而，在信息傳播模型研究領(lǐng)域還存在著一些問(wèn)題和研究工作有待進(jìn)一步的探討，主要概括為以下幾點(diǎn)：
�、俦疚奶岢隽艘环N由社會(huì)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度計(jì)算出社會(huì)網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)系強(qiáng)度的算法。該算法在用戶數(shù)量較小時(shí)能正確且快速運(yùn)行，但隨著用戶數(shù)量的不斷增多，計(jì)算復(fù)雜度逐漸增大，得出計(jì)算結(jié)果將非常耗時(shí)。如何對(duì)算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化是接下來(lái)要解決的一個(gè)問(wèn)題;
②本文考慮的社會(huì)關(guān)系都是對(duì)等的理想情況，但在實(shí)際生活中，社會(huì)關(guān)系存在著不對(duì)等性，遠(yuǎn)比理論中的關(guān)系復(fù)雜。如何對(duì)不對(duì)等的社會(huì)關(guān)系所構(gòu)建的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳播研究，是后續(xù)研究工作的重點(diǎn)和難點(diǎn);
③本文提出的模型考慮的影響因素還不夠全面，例如未考慮信息與用戶的關(guān)系對(duì)信息傳播的影響，模型需要進(jìn)一步優(yōu)化;
�、苋绾螌⒈疚奶岢龅哪Ｐ妥龀尚畔鞑ス芾硐到y(tǒng)，實(shí)時(shí)掌控和管理社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播，更好地服務(wù)大眾，是后續(xù)研究的方向。
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