非均勻交互觀點動力學的智能體建模及分析.pdf

1、人們幾乎所有的決策行為都會受他們自身的觀點影響，因此研究人們觀點形成過程的動力學特性具有重要的理論意義和應用價值。觀點動力學通過研究決定個體觀點改變的基本規(guī)則來分析群體觀點演化趨勢和集群行為。近年來，觀點動力學已經(jīng)發(fā)展成一個比較熱門的交叉學科之一，其吸引了許多來自社會物理學、經(jīng)濟學、數(shù)學、計算機科學、信息與系統(tǒng)控制科學等不同領域學者們的注意。他們提出了各種數(shù)學模型用來刻畫和分析觀點動力學特性，但是這些模型只考慮了影響人們觀點形成的個別因

2、素，還有待進一步完善。人們觀點演化是一個復雜的過程，觀點動力學的研究還面臨很大的挑戰(zhàn)。
　　一般而言，個體觀點的改變是由個體本身的內在特性、個體所處的社會網(wǎng)絡結構以及個體所獲得的交流信息共同影響的結果。本文在現(xiàn)有的觀點演化模型的基礎上，進一步考慮了社會心理學中關于個體行為分析的實證研究結果，建立新的演化模型，用來刻畫個體觀點演化動力學行為。本文主要研究了群體觀點的一致性、兩極分化和持續(xù)波動這三方面的問題，并分析了社會網(wǎng)絡結構對群體

3、觀點演化的影響。本文的主要內容和研究結果如下：
　　首先，針對現(xiàn)實世界中總存在一些個體比較保守、不容易改變自己的觀點，而另一些個體比較開明、易于改變自己的觀點，我們將個體分別劃分為開明型個體、適中型個體和保守型個體三類，同時引入一個自信系數(shù)將個體自身的觀點值獨立出來，給出改進的HK模型。模型中假定個體的觀點值為區(qū)間[0,1]上的連續(xù)實數(shù)，開明型個體、適中型個體和保守型個體的信任半徑分別均勻分布在三個不同的有界信任區(qū)間。研究結果表明

4、，開明型個體并不能有助于群體最終觀點達到一致，甚至還會使群體的最終觀點出現(xiàn)更多分歧；開明個體并不能一直加快群體觀點的收斂，只有當開明個體的數(shù)量足夠大時，才可以提高群體觀點的收斂速度；如果群體中保守型個體的數(shù)量固定，隨著開明型個體比例的增大，最大觀點簇的相對大小沿著一個類似開口向上的拋物線曲線變化，并且當群體中開明型個體的數(shù)量與適中型個體相當時，最大觀點簇的相對大小達到最小值。
　　其次，考慮個體的偏好性行為和同質性特性對群體觀點演

5、化的影響，給出一個新的觀點演化模型，研究群體觀點的兩極分化問題。該模型中每個個體的觀點由有限個論元組成；基于說服論元理論(persuasive argument theory)，個體每次與其交流鄰居交換的是其中的一個論元，而不是具體的觀點值；基于改進的Ur n模型刻畫個體的偏好性行為。通過理論分析表明基于該模型群體最終觀點會出現(xiàn)完全一致或是兩極分化兩種情況，并通過數(shù)值仿真分析了在不同社會網(wǎng)絡結構下個體的偏好性行為和同質性特性對群體觀點最

6、終出現(xiàn)兩極分化的影響。研究結果表明個體的偏好性行為和同質性特性都不僅會使群體最終觀點出現(xiàn)兩極分化，同時還會加快群體觀點演化的收斂速度；在完全圖網(wǎng)絡中，個體的同質性特性是群體最終觀點出現(xiàn)兩極分化的主要原因，如果個體的同質性強度為0，則群體最終出現(xiàn)兩極分化的可能幾乎為0，而在WS小世界網(wǎng)絡、空手道網(wǎng)絡中，由于網(wǎng)絡中的節(jié)點相對孤立，即使個體的同質性強度為0，群體最終觀點仍然比較容易出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象；在WS小世界網(wǎng)絡中，如果增大小世界網(wǎng)絡的平

7、均度值(K)或者隨機重連概率p，群體最終觀點出現(xiàn)兩極分化的可能性會降低。
　　第三，考慮了群體中存在頑固個體的情況，建立改進的觀點演化模型，研究群體觀點的一致性與波動性問題。該模型中將個體分為頑固個體和常規(guī)個體兩類，個體以一定的概率隨機選取一個鄰居個體來交流，頑固個體的觀點始終保持不變，而常規(guī)個體采用非Bayesian法則，把自身當前的觀點值與交流個體個體的觀點值的加權平均值作為觀點更新值?；陔S機矩陣理論，分析了模型的穩(wěn)定性，同

8、時給出群體在不同社會網(wǎng)絡結構下的數(shù)值仿真結果。研究結果表明當頑固個體具有相同的初始觀點時，只要個體的交流網(wǎng)絡結構為強連通圖，群體最終觀點將一致收斂于頑固個體的觀點值，并且群體觀點的收斂時間會隨著ER隨機圖邊連接概率、WS小世界網(wǎng)絡邊隨機重連概率以及網(wǎng)絡節(jié)點平均度?K?的增大而減小，最后趨于穩(wěn)定值；當頑固個體的初始觀點值不完全相同時，只要個體交流的社會網(wǎng)絡存在至少一條路徑使具有不同觀點值的頑固個體可達，則群體中常規(guī)個體的最終觀點將會出現(xiàn)持