非均勻交互觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的智能體建模及分析.pdf

1、人們幾乎所有的決策行為都會(huì)受他們自身的觀點(diǎn)影響，因此研究人們觀點(diǎn)形成過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)通過(guò)研究決定個(gè)體觀點(diǎn)改變的基本規(guī)則來(lái)分析群體觀點(diǎn)演化趨勢(shì)和集群行為。近年來(lái)，觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)比較熱門的交叉學(xué)科之一，其吸引了許多來(lái)自社會(huì)物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息與系統(tǒng)控制科學(xué)等不同領(lǐng)域?qū)W者們的注意。他們提出了各種數(shù)學(xué)模型用來(lái)刻畫(huà)和分析觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)特性，但是這些模型只考慮了影響人們觀點(diǎn)形成的個(gè)別因

2、素，還有待進(jìn)一步完善。人們觀點(diǎn)演化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的研究還面臨很大的挑戰(zhàn)。
　　一般而言，個(gè)體觀點(diǎn)的改變是由個(gè)體本身的內(nèi)在特性、個(gè)體所處的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及個(gè)體所獲得的交流信息共同影響的結(jié)果。本文在現(xiàn)有的觀點(diǎn)演化模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮了社會(huì)心理學(xué)中關(guān)于個(gè)體行為分析的實(shí)證研究結(jié)果，建立新的演化模型，用來(lái)刻畫(huà)個(gè)體觀點(diǎn)演化動(dòng)力學(xué)行為。本文主要研究了群體觀點(diǎn)的一致性、兩極分化和持續(xù)波動(dòng)這三方面的問(wèn)題，并分析了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)群體

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

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

5、化的影響，給出一個(gè)新的觀點(diǎn)演化模型，研究群體觀點(diǎn)的兩極分化問(wèn)題。該模型中每個(gè)個(gè)體的觀點(diǎn)由有限個(gè)論元組成；基于說(shuō)服論元理論(persuasive argument theory)，個(gè)體每次與其交流鄰居交換的是其中的一個(gè)論元，而不是具體的觀點(diǎn)值；基于改進(jìn)的Ur n模型刻畫(huà)個(gè)體的偏好性行為。通過(guò)理論分析表明基于該模型群體最終觀點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)完全一致或是兩極分化兩種情況，并通過(guò)數(shù)值仿真分析了在不同社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下個(gè)體的偏好性行為和同質(zhì)性特性對(duì)群體觀點(diǎn)最

6、終出現(xiàn)兩極分化的影響。研究結(jié)果表明個(gè)體的偏好性行為和同質(zhì)性特性都不僅會(huì)使群體最終觀點(diǎn)出現(xiàn)兩極分化，同時(shí)還會(huì)加快群體觀點(diǎn)演化的收斂速度；在完全圖網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)體的同質(zhì)性特性是群體最終觀點(diǎn)出現(xiàn)兩極分化的主要原因，如果個(gè)體的同質(zhì)性強(qiáng)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(luò)、空手道網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相對(duì)孤立，即使個(gè)體的同質(zhì)性強(qiáng)度為0，群體最終觀點(diǎn)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(luò)中，如果增大小世界網(wǎng)絡(luò)的平

7、均度值(K)或者隨機(jī)重連概率p，群體最終觀點(diǎn)出現(xiàn)兩極分化的可能性會(huì)降低。
　　第三，考慮了群體中存在頑固個(gè)體的情況，建立改進(jìn)的觀點(diǎn)演化模型，研究群體觀點(diǎn)的一致性與波動(dòng)性問(wèn)題。該模型中將個(gè)體分為頑固個(gè)體和常規(guī)個(gè)體兩類，個(gè)體以一定的概率隨機(jī)選取一個(gè)鄰居個(gè)體來(lái)交流，頑固個(gè)體的觀點(diǎn)始終保持不變，而常規(guī)個(gè)體采用非Bayesian法則，把自身當(dāng)前的觀點(diǎn)值與交流個(gè)體個(gè)體的觀點(diǎn)值的加權(quán)平均值作為觀點(diǎn)更新值?；陔S機(jī)矩陣?yán)碚摚治隽四Ｐ偷姆€(wěn)定性，同

8、時(shí)給出群體在不同社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的數(shù)值仿真結(jié)果。研究結(jié)果表明當(dāng)頑固個(gè)體具有相同的初始觀點(diǎn)時(shí)，只要個(gè)體的交流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為強(qiáng)連通圖，群體最終觀點(diǎn)將一致收斂于頑固個(gè)體的觀點(diǎn)值，并且群體觀點(diǎn)的收斂時(shí)間會(huì)隨著ER隨機(jī)圖邊連接概率、WS小世界網(wǎng)絡(luò)邊隨機(jī)重連概率以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均度?K?的增大而減小，最后趨于穩(wěn)定值；當(dāng)頑固個(gè)體的初始觀點(diǎn)值不完全相同時(shí)，只要個(gè)體交流的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)存在至少一條路徑使具有不同觀點(diǎn)值的頑固個(gè)體可達(dá)，則群體中常規(guī)個(gè)體的最終觀點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)持