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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，信息在網(wǎng)絡(luò )中的傳播對社會(huì )發(fā)展產(chǎn)生的作用和影響與日俱增。因此，揭示用戶(hù)間信息的傳播規律對于及時(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)系強度P、社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度Q、社會(huì )網(wǎng)絡(luò )信息傳播能力W為基礎，構建了社會(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)驗表明，社會(huì )關(guān)系強度越大，網(wǎng)絡(luò )的信息傳遞概率越大，也就意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的信息傳遞能力越強。
關(guān)鍵詞：社會(huì )網(wǎng)絡(luò )；信息傳播；社會(huì )關(guān)系強度；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：TP311.5
文獻標識碼：A文章編號：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)院計算機與信息工程系講師，研究方向為軟件工程、智能交通。
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 )結構形式[2]。在社會(huì )信息廣泛網(wǎng)絡(luò )化的今天，互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)群已經(jīng)達到了一個(gè)非常龐大的數量，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(xiàn)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(hù)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，還正逐漸成為輔助行政、商務(wù)等活動(dòng)的有力工具[3]。
在大規模用戶(hù)高度參與的社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中，信息傳播對人類(lèi)現實(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媒介中的信息傳播相比，具有多模態(tài)性、大規模性、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，微博強有力的信息擴散能力為及時(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，對社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中信息傳播進(jìn)行研究，快速有效地預測信息傳播范圍，發(fā)掘影響信息傳播的各種要素，研究用戶(hù)之間信息傳播的規律，不僅可以擴大有用信息的傳播范圍，還能及時(shí)阻斷不良信息的擴散，對社會(huì )公共安全具有重要的理論價(jià)值和現實(shí)意義[4]。
本文綜合運用社會(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 )結構對信息傳播的影響，將信息傳播過(guò)程轉化為信息傳播度量模型，最后通過(guò)仿真實(shí)驗模擬信息的傳播過(guò)程，得出社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中信息傳播的規律。
1度量模型
1.1模型定義
現實(shí)中社會(huì )網(wǎng)絡(luò )關(guān)系結構非常復雜，并且隨著(zhù)信息不斷傳播，社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)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)描述和測量這些變化。設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)系強度，Q表示社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的潛在關(guān)系強度，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(hù)，直線(xiàn)集合代表社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)之間的社會(huì )關(guān)系。
社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中的社會(huì )關(guān)系強度P通過(guò)測量得到，為社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的固有屬性。將社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)之間的信息傳播概率表示為社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的社會(huì )關(guān)系強度，設pij為用戶(hù)i與用戶(hù)j之間的社會(huì )關(guān)系強度，集合表示社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的社會(huì )關(guān)系強度，并且假設網(wǎng)絡(luò )中所有用戶(hù)的社會(huì )關(guān)系對稱(chēng)，即pij=pji，用戶(hù)自身的社會(huì )關(guān)系強度為1，即當i=j時(shí)，pij=1。
社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在強度Q通過(guò)計算社會(huì )網(wǎng)絡(luò )社會(huì )關(guān)系強度P得出。將社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構中用戶(hù)之間信息傳播的概率表示為社會(huì )網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的潛在關(guān)系強度，設qij為在社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構中用戶(hù)i與用戶(hù)j之間的潛在關(guān)系強度，且qij=qji，社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構中用戶(hù)的潛在關(guān)系強度用集合表示，用戶(hù)之間潛在關(guān)系越強，則意味著(zhù)社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中用戶(hù)間的信息傳播概率越高。
設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(hù)之間潛在關(guān)系強度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)系強度P計算得出社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度Q。本文結合遞歸方法和點(diǎn)轉換方法，將復雜的計算過(guò)程簡(jiǎn)化。為表示方便，用Q（n）表示當有n個(gè)用戶(hù)時(shí)的社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度。
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：計算遞歸的最底層，即當N=2時(shí)的Q（2）;
步驟2：利用步驟1中得到的結果計算當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果，計算當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）具有對稱(chēng)模性，本文通過(guò)點(diǎn)轉換方法，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N=2時(shí)，計算Q（2）。
首先從遞歸最底層開(kāi)始，假設N=2，那么得到圖2和式（1）。
q（2）21=p21（1）
步驟2：當N=3時(shí)，計算Q（3）。
將圖2中增加用戶(hù)3，即當N=3時(shí)，得到圖3和計算公式（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N=4時(shí)，計算Q（4）。將圖3增加用戶(hù)4，即當N=4時(shí)，得到圖4。
通過(guò)計算式（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的計算公式。
步驟4：當N=5時(shí)，計算Q（5）
將圖4用戶(hù)增加至5，即N=5時(shí)，得到圖6。
通過(guò)計算式（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的計算公式。
步驟n-1：當N=n時(shí)，計算Q（n）
依次類(lèi)推，當增加到第n個(gè)用戶(hù)，即N=n時(shí)，得到q（n）n1的計算公式（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的全部計算公式，從而計算出Q（n）。
1.2.2點(diǎn)轉換
上述計算過(guò)程，實(shí)質(zhì)是遞歸計算的過(guò)程。由于社會(huì )網(wǎng)絡(luò )信息傳播度量圖G（N，E）具有對稱(chēng)模性，本文通過(guò)點(diǎn)轉換的方法，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相應的關(guān)系強度P也互換。例如，對圖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)對換的方法將社會(huì )網(wǎng)絡(luò )社會(huì )關(guān)系強度P和社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度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）
本文使用計算機C++語(yǔ)言編程，可具體實(shí)現在任意社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中，通過(guò)社會(huì )網(wǎng)絡(luò )社會(huì )關(guān)系強度P計算出社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度Q。
2模型實(shí)驗
通過(guò)對社會(huì )網(wǎng)絡(luò )信息傳播度量模型進(jìn)行模擬實(shí)驗，具體分析社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的關(guān)系強度以及網(wǎng)絡(luò )結構對社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的潛在關(guān)系強度和信息傳播能力產(chǎn)生的影響。
2.1社會(huì )關(guān)系強度的影響
假設有一個(gè)由10名成員構成的小型社會(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)系強度p都相等，通過(guò)改變p的值，測量該社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的潛在關(guān)系強度q對應的變化值，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)運行C++程序進(jìn)行測量，得出兩者之間的函數曲線(xiàn)（見(jiàn)圖9）。
圖8小型社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構
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(zhù)社會(huì )關(guān)系強度p增大而增大。當0<p<0.7時(shí)，w增長(cháng)緩慢;當0.7<p時(shí)，w增長(cháng)快速。
同樣假設一個(gè)由10名成員構成的小型社會(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)系強度p都相等，通過(guò)改變p的值，測量該社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的潛在關(guān)系強度q對應的變化值，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)運行C++程序，得出兩者之間的函數曲線(xiàn)（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 )函數曲線(xiàn)
圖10成員互為聯(lián)接關(guān)系時(shí)小型社會(huì )網(wǎng)絡(luò )函數曲線(xiàn)
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(zhù)社會(huì )關(guān)系強度p增大而增大，當p>0.4時(shí)，w=1，表示此網(wǎng)絡(luò )上出現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 )結構的影響
假設一個(gè)由10名成員構成的小型社會(huì )網(wǎng)絡(luò )，成員之間的社會(huì )網(wǎng)絡(luò )關(guān)系強度p都相等且恒定為0.3，用R表示網(wǎng)絡(luò )結構，當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)結構
改變網(wǎng)絡(luò )結構，當R=1時(shí)，表示用戶(hù)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)結構
改變網(wǎng)絡(luò )結構，當R=2時(shí)，表示用戶(hù)1、用戶(hù)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 )結構，當R=9時(shí)，表示10名用戶(hù)相互之間都有聯(lián)接關(guān)系。通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò )結構R，測量該社會(huì )網(wǎng)絡(luò )的潛在關(guān)系強度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)運行C++程序，得到他們之間的函數曲線(xiàn)（見(jiàn)圖14）。
圖13小型社會(huì )網(wǎng)絡(luò )R=2時(shí)結構
圖14成員關(guān)系變化時(shí)小型社會(huì )網(wǎng)絡(luò )函數曲線(xiàn)
由圖14可知，在社會(huì )網(wǎng)絡(luò )關(guān)系強度p都恒定相等的情況下，網(wǎng)絡(luò )信息傳遞能力w隨著(zhù)社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構R的數值增大。由此可以證明，社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構復雜度越高，網(wǎng)絡(luò )信息傳遞能力越強。
3結語(yǔ)
本文運用社會(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 )結構對信息傳播的影響，將社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中信息的傳播過(guò)程轉化為信息傳播度量模型，并通過(guò)仿真實(shí)驗模擬信息的傳播過(guò)程，最終得出社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中信息傳播的規律，以及社會(huì )網(wǎng)絡(luò )中社會(huì )關(guān)系和網(wǎng)絡(luò )結構對信息傳播的影響。然而，在信息傳播模型研究領(lǐng)域還存在著(zhù)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)系強度計算出社會(huì )網(wǎng)絡(luò )潛在關(guān)系強度的算法。該算法在用戶(hù)數量較小時(shí)能正確且快速運行，但隨著(zhù)用戶(hù)數量的不斷增多，計算復雜度逐漸增大，得出計算結果將非常耗時(shí)。如何對算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化是接下來(lái)要解決的一個(gè)問(wèn)題;
�、诒疚目紤]的社會(huì )關(guān)系都是對等的理想情況，但在實(shí)際生活中，社會(huì )關(guān)系存在著(zhù)不對等性，遠比理論中的關(guān)系復雜。如何對不對等的社會(huì )關(guān)系所構建的社會(huì )網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行信息傳播研究，是后續研究工作的重點(diǎn)和難點(diǎn);
�、郾疚奶岢龅哪Ｐ涂紤]的影響因素還不夠全面，例如未考慮信息與用戶(hù)的關(guān)系對信息傳播的影響，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，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，是后續研究的方向。
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