移動社交網(wǎng)絡(luò)中信息傳播建模與調(diào)控方法
定 價:44 元
- 作者:林亞光
- 出版時間:2022/2/11
- ISBN:9787560662299
- 出 版 社:西安電子科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:G206.2
- 頁碼:
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:16開
本書介紹了移動社交網(wǎng)絡(luò)中信息傳播的建模與調(diào)控方法。全書共五章,分別為緒論、 惡意信息傳播過程動力學(xué)建模與脈沖控制方法、詐騙信息擴(kuò)散建模與最優(yōu)控制方法、恐慌情緒信息擴(kuò)散建模與多策略協(xié)同控制方法、信息傳播調(diào)控任務(wù)分配方法和用戶激勵機(jī)制。本書所提供的模型和方法可以擴(kuò)展至眾多的信息傳播建模與調(diào)控相關(guān)的應(yīng)用場景中, 具有一定的理論參考、方法借鑒和技術(shù)支撐價值。
本書既可作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究人員的參考書,也可作為新型網(wǎng)絡(luò)和移動社交網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的研究資料。
移動社交網(wǎng)絡(luò) (Mobile Social Network, MSN) 是移動網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的前沿研究方向,是未來下一代通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成基礎(chǔ)。借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和智能移動終端設(shè)備的快速普及,MSN已經(jīng)成為人們獲取信息、溝通交流、分享觀點(diǎn)和表達(dá)情感的主要途徑。MSN的發(fā)展為信息的傳播和共享提供了源源不斷的動力。MSN簡單、快捷和無距離的特點(diǎn),使其深入到了每個人的生活中,特別是在新聞傳播、信息公開、網(wǎng)民互幫互助、品牌營銷、信息和知識共享等方面,MSN都表現(xiàn)出非常積極的作用;诨ヂ(lián)網(wǎng)的MSN在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域都展現(xiàn)出其強(qiáng)大的魅力和廣闊的應(yīng)用前景,吸引了工業(yè)界、學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
然而,在MSN為信息時代產(chǎn)生積極意義以及人們利用MSN享受便捷高速的信息服務(wù)的同時,一些未經(jīng)驗(yàn)證的虛假信息也會流入到MSN中并有可能被廣泛傳播,給正常的網(wǎng)絡(luò)活動帶來嚴(yán)重的威脅和影響。因此,MSN中的信息傳播建模與調(diào)控問題,已成為MSN 應(yīng)用基礎(chǔ)研究迫切需要解決的科學(xué)問題。解決該問題將為基于MSN的信息高效可靠擴(kuò)散提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,具有重要的研究意義。針對這一亟待解決且具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題,本書介紹了作者在信息擴(kuò)散過程動力學(xué)建模、信息擴(kuò)散脈沖與連續(xù)最優(yōu)控制策略以及信息擴(kuò)散調(diào)控任務(wù)分配方法和用戶參與調(diào)控任務(wù)的激勵機(jī)制方面的研究工作,具體內(nèi)容如下:
首先,針對惡意信息會以病毒式的擴(kuò)散形式在MSN中蔓延的問題,將MSN中節(jié)點(diǎn)之間可以通過短距離無線通信接口進(jìn)行直連通信這一通信模式考慮在內(nèi),建立了一種通用的移動模型框架來刻畫節(jié)點(diǎn)在MSN中的隨機(jī)移動特性,并探索了節(jié)點(diǎn)移動行為對節(jié)點(diǎn)之間接觸率的影響。在此基礎(chǔ)上,分析了惡意信息傳播的演化模式、建立惡意信息傳播的動態(tài)演化模型;提出了一種針對惡意信息擴(kuò)散的雙脈沖控制策略,建立了MSN中惡意信息傳播控制模型并從理論上證明了筆者所提出的控制策略最優(yōu)解的存在性和穩(wěn)定性。其次,針對MSN中詐騙信息擴(kuò)散會給網(wǎng)絡(luò)用戶造成嚴(yán)重?fù)p失的問題,我們采用系統(tǒng)動力學(xué)建模方法,建立了MSN中詐騙信息擴(kuò)散的動力學(xué)模型框架,并從理論上分析了詐騙信息擴(kuò)散的趨勢和動力學(xué)模型的穩(wěn)定性。我們把詐騙信息控制問題建模為一個最優(yōu)控制問題,并將實(shí)施控制策略所需控制資源和詐騙信息給用戶帶來的損失共同建立為控制的總成本約束。在此基礎(chǔ)上,提出了針對惡意信息擴(kuò)散的連續(xù)控制策略,并以總成本最小為優(yōu)化目標(biāo),基于最優(yōu)控制理論,推導(dǎo)出控制策略的最優(yōu)解分布。
再次,針對恐慌等負(fù)面情緒會隨用戶之間交流和溝通而感染和蔓延的問題,我們通過引入用戶在情緒蔓延時的潛在狀態(tài)這一概念,考慮情緒蔓延時個體的復(fù)雜心理活動和個體之間的相互作用,建立了MSN中情緒傳播框架和情緒傳播動力學(xué)的計(jì)算模型。針對不同狀態(tài)的用戶,提出了情緒擴(kuò)散的接種、檢疫和治療的三種協(xié)同控制措施并將情緒擴(kuò)散的控制問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)控制問題。此外,從理論上證明了三種協(xié)同控制措施最優(yōu)控制解的存在性和唯一性,并進(jìn)一步推導(dǎo)出其最優(yōu)控制解。
最后,針對如何在MSN中以分布協(xié)同的方式來高效地實(shí)施信息傳播調(diào)控方案和如何激勵用戶參與任務(wù)的問題,我們提出了一種新穎的群智信息傳播調(diào)控任務(wù)實(shí)施框架。針對同質(zhì)控制任務(wù),設(shè)計(jì)了一個基于Stackelberg游戲的用戶激勵機(jī)制,求解出Stackelberg 均衡解和每個用戶的最佳策略,并提出了管理者最佳預(yù)算的求解方法。針對異質(zhì)控制任務(wù),提出了一種基于實(shí)時在線逆向拍賣的激勵方法,實(shí)現(xiàn)以最快的速度將任務(wù)分配給用戶,并從理論的角度證明了該激勵方法符合任務(wù)及時性、計(jì)算高效性、個體合理性、平臺收益性和價格真實(shí)性等不可忽視的經(jīng)濟(jì)學(xué)性質(zhì)。
本書由國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目62102240、 61872228,中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目2020M683421和陜西省科技計(jì)劃項(xiàng)目2020ZDLGY10-05等資助出版。非常感謝陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院王小明教授對本書出版給予的大力支持。同時,感謝陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)與普適計(jì)算科研團(tuán)隊(duì)的老師、博士生和碩士生對本書撰寫提供的幫助。 感謝西安電子科技大學(xué)出版社的編輯們對本書所做的細(xì)致修改工作。
由于本書的相關(guān)研究尚處于探索階段, 同時限于作者的學(xué)識和經(jīng)驗(yàn), 書中難免有不妥之處, 誠望各位專家、同行和讀者批評指正。
作 者2021年6月
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外關(guān)于信息傳播的研究介紹 8
1.2.1 信息傳播過程建模 8
1.2.2 信息傳播過程調(diào)控 10
1.2.3 信息傳播控制任務(wù)分配 13
1.3 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 15
第二章 惡意信息傳播過程動力學(xué)建模與脈沖控制方法 20
2.1 系統(tǒng)模型 21
2.1.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸模型與節(jié)點(diǎn)移動模型 21
2.1.2 惡意信息擴(kuò)散規(guī)律 23
2.2 節(jié)點(diǎn)移動行為對信息擴(kuò)散的影響 26
2.3 惡意信息傳播過程動力學(xué)建模 29
2.4 惡意信息擴(kuò)散脈沖控制方法 30
2.4.1 惡意信息消亡的τ-周期解的存在性 32
2.4.2 惡意信息消亡的τ-周期解的穩(wěn)定性 34
2.5 仿真實(shí)驗(yàn)和分析 41
本章小結(jié) 54
第三章 詐騙信息擴(kuò)散建模與最優(yōu)控制方法 55
3.1 詐騙信息擴(kuò)散動態(tài)過程建模 57
3.2 詐騙信息擴(kuò)散模型穩(wěn)定性分析 64
3.3 詐騙信息擴(kuò)散最優(yōu)控制方法 67
3.4 仿真實(shí)驗(yàn)和分析 73
3.4.1 擴(kuò)散模型驗(yàn)證 75
3.4.2 控制策略驗(yàn)證 76
本章小結(jié) 83
第四章 恐慌情緒信息擴(kuò)散建模與多策略協(xié)同控制方法 84
4.1 情緒信息傳播動力學(xué)計(jì)算模型 87
4.1.1 情緒信息傳播機(jī)制 87
4.1.2 情緒信息傳播過程建模 89
4.2 情緒信息傳播協(xié)同控制策略 90
4.3 情緒信息傳播最優(yōu)控制方法 93
4.3.1 情緒信息傳播最優(yōu)控制方法形式化描述 93
4.3.2 情緒信息傳播控制最優(yōu)解的分析 94
4.3.3 情緒信息傳播控制最優(yōu)解的推導(dǎo) 96
4.4 仿真實(shí)驗(yàn)和分析 100
本章小結(jié) 111
第五章 信息傳播調(diào)控任務(wù)分配方法和用戶激勵機(jī)制 112
5.1 系統(tǒng)模型 112
5.1.1 群智信息傳播調(diào)控任務(wù)實(shí)施框架 113
5.1.2 同質(zhì)控制任務(wù)模型 114
5.1.3 異質(zhì)控制任務(wù)模型 115
5.2 同質(zhì)控制任務(wù)激勵機(jī)制 117
5.2.1 用戶理論最優(yōu)策略 117
5.2.2 用戶策略納什均衡 119
5.2.3 同質(zhì)任務(wù)用戶激勵機(jī)制設(shè)計(jì) 121
5.2.4 管理者最優(yōu)策略 123
5.3 異質(zhì)控制任務(wù)激勵機(jī)制 124
5.3.1 機(jī)制設(shè)計(jì)目標(biāo) 124
5.3.2 異質(zhì)任務(wù)用戶激勵機(jī)制設(shè)計(jì) 125
5.3.3 機(jī)制性質(zhì)分析 127
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)和分析 130
5.4.1 同質(zhì)任務(wù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 131
5.4.2 異質(zhì)任務(wù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 134
5.4.3 大規(guī)模場景實(shí)驗(yàn)結(jié)果 137
本章小結(jié) 139
參考文獻(xiàn) 140