基于动态系统仿真的个体与群体影响分析

朱永彬

（红河学院工学院，云南蒙自 661100）

基于动态系统仿真的个体与群体影响分析

朱永彬

（红河学院工学院，云南蒙自 661100）

在个体和群体的相互影响中，哪些因素起主要作用，这些影响因素又是如何对二者产生影响的？文章针对该问题从经济学和心理学出发，通过对局部环境下作为理性经济人的个体行为进行计算机建模仿真，对个体行为与群体行为之间的相互影响关系进行了分析研究。实验结果较真实的涌现了现实世界中个体行为与群体行为之间的影响模式，说明文章所建立的模型能对个体行为与群体行为之间的相互影响关系做出较为合理的解释。

仿真；行为建模；个体；群体

0　引言

从上个世纪中期至今，许多学者从不同的研究方向和不同的研究角度对群体组织问题进行了研究分析［1-4］，基于不同的研究范围阐述了个体的行为动因、群体组织中个体的行为动力，群体组织的形成、发展和结果等问题，这些成果极大地推动了群体组织的研究及相关知识的传播、积累和创新.

而对于个体的行为，众多的学者也从不同的方向进行了广泛的研究.德国社会心理学家卢因认为人的行为动向取决于内部力场与情景力场的相互作用［1］.用公式表示即B= F（P.E），其中B是个人行为的方向和强度，P是个人的内部动力、内部特征，E是个体所处的群体环境。也就是说，任何一个行为，都是个人因素与环境因素相互作用的结果，对同一个人、相同的动机，不同环境会导致不同的行为.因此在组织中个体行为的心理动力主要受个体的需要、动机及组织环境的影响.

本文工作最初起源于对日常生活的观察.学生社团是在大学里普遍存在的一类群体组织.大学也普遍认为学生社团对学生个体具有积极的影响因素.哪些因素会对一个学生个体加入社团具有影响力，社团群体对学生个体的影响因素之间有什么样的关系？本文试图通过建立模型来描述个体的行为，并在复杂系统环境下进行仿真来找到上述问题的答案.

1　对个体的假设

心理学家普遍认为，人的行为受需要、动机、价值观、信念、态度等意识倾向性的支配和制约，在个体行为中起关键作用的是需要和动机［2］.动机决定了个体的行为，而需要对动机起支配作用.需要和动机是行为动力的两个最基本要素.需要是一切行为动力的源泉，需要作为一种内驱力，在诱因（外在条件） 或目标的引导下变成行为动机，发挥其动力功能.同时人的行为也是环境与个体相互作用的结果.

本文对个体和其环境进行如下假设：首先，假设惰性［6-7］是人类的本性；其次，假设个体除惰性外还具有由团体归属感或某种需求所激发的积极性（即个体主动力）和自我满意度三个属性；另外，团体自身具有边界但团体的影响力覆盖整个环境世界；并且，除团体影响力和自我满意度对激发动力有影响外，还会受到相邻范围内其它个体的影响.

2　行为模型

2.1个体和环境的特征

根据马斯洛需求层次理论［3］及对个体的假设，仿真个体i具有如下属性：惰性λi，个体主动力Ni，被其它个体影响概率pi和影响力度ki，团体影响因子θi，目标实现满意度mi；另外，第i个个体在其运动空间还拥有速度vi和位置ri.

个体所处的环境是一个无界的二维坐标系，但团体具有范围半径R；个体在初始化时被随机分布在团体半径R以外的区域.环境的无界指的是当个体到达世界W的边界时可以回绕到与之相对应的另一边，而不会走出环境世界的边界.

2.2个体运动模型

假定任意个体i可以在环境世界中任意运动，且不受团体的约束，即个体可以自由进入或离开团体；个体是否已加入团体以其与团体的距离来识别，即是否进入团体范围半径R以内；并且假设每个个体均符合以下运动方程.该运动方程的建立借鉴于文献［4］和文献［5］.

公式1计算个体的位置，公式2计算个体的速度.Fi代表个体自我激发力向量，可以理解为使个体的状态发生变化的影响因素；在模型中其主要受个体主动力Ni的影响.Mi为个体的质量，这里取值为1；并且同样设时间变化刻度△t=1.如果在任意单位变化时间△t结束时个体都回到静止状态，那么很容易从公式1和公式2得到个体在单位变化时间△t内的位移公式如公式3所示.

2.3对自我激发力的定义

个体自我激发力向量可以理解为个体自身主动力与其它影响力的合力在其行动方向上的表现.个体在时刻t的自我激发力向量可以用公式4进行表示.公式5计算t+1时刻个体的主动力.

N（i，t）为个体i在时刻t的主动力；P（i，t）为个体i在时刻t受团体影响力和其它相邻个体的影响力的合力；δ（i，t）为个体i在时刻t的满意度，δ（i，t）-mi为个体在该时刻结束时对其自我行为的反馈系数；向量θ（i，t）为个体i在该时刻运动的方向向量，其角度为以坐标原点为参照点且偏差小于π/2的随机量.公式5计算个体在t时刻结束时个体的活动力.个体所受影响力的合力可以用公式6表示.

其中F（i，t），G，F（i，t），B为个体i在t时刻分别所受团体影响力和其它相邻个体的影响力.团体影响力和其它相邻个体的影响力可以分别用如下公式7表示.

其中q为个体受到团体影响的概率，l（l∈（0，1））为团体对个体的影响力因子；p为个体i受到与其邻距范围为β内的相邻个体j影响的概率，k（k∈（0，1））为相邻个体间的影响力度.根据公式6和公式7可得个体i在t时刻受团体影响力和其它相邻个体的影响力的合力如公式8所示.

个体自我激发力向量公式4可以进一步表示为：

需要强调的是，本模型中力的选择并不是唯一的，其他的选择同样可以产生相似的行为.本文的主要目的是提出一个相对简单的模型来验证参数的影响.

2.4模拟结果

人类行为纷繁复杂，很有趣也很重要，值得我们不断的去探索和研究，而且这一过程本身就很能吸引众多学者的兴趣.人们大都不愿意去改变自己多年养成的既定的生活行为习惯或思维方式，可以认为这就是一种惰性，而且大多数人认为惰性是人的本性.惰性和其它一些类似的特征对人们的行为有着很大的影响.本模拟实验采用基于Agent的Netlogo仿真平台，依据以上所建立的个体行为模型，对个体行为进行动态仿真.根据仿真结果从以下几个方面对个体和群体之间一些影响其相互行为的因素进行了探讨.

图1　惰性ri对个体行为的影响

2.4.1惰性对个体行为的影响

如图1所示，当组织影响概率q（即图1中group-q），影响力因子l（即图1中group-l），个体满意度mi（即图1中ind-mi），个体间相互影响力k（即图1中ind-k）相近时，惰性较小（ind-ri=0.2565）的个体比惰性更大（ind-ri=0.9132）的个体具有更强的活动力.惰性对个体的活动具有明显的阻碍作用.

图2　视距对个体活动性的影响

2.4.2视距对个体活动性的影响

视距对个体的活动性的影响如图2所示.在图2（a）中，是视距β=0.6的个体活动图；在图2（b）中，是视距 β=2的个体活动图.个体的视距越大，表示该个体与其它个体间的相互影响的范围越大.由图2的个体活动图可以看出：个体的视距对增加个体受其它个体的影响力有明显的作用；视距与个体间的相互影响力成正相关关系，即使个体在较高的惰性（indri=0.8994）和满意度（ind-mi=0.9848）情况下也会起到明显的影响作用.

2.4.3个体满意度对群体组织的影响

对任意个体而言，个体满意度起到对自身行为结果进行评价和反馈的作用，并会对个体的行为起到一种强化作用.这种强化是双向的，当行为结果达到或超过个体预期期望值时，是一种正向反馈，起到正向强化作用；如果行为结果没有达到其预期期望值，则是一种负向反馈，起反向强化作用.个体满意度对组织的影响力如下图3所示.

图3　个体满意度对群体组织的影响

从图3的对比分析可以看出，当个体的其它影响因素相同时（q=0.4，l=0.4，k=0.4，ri=随机值，b=1.1；其中b即为个体视距β，在程序中用变量b表示），较低的个体满意度mi（即个体预期期望值）对组织激发个体的主动性效果明显；如图3（a）（mi=0.34）和图3（b）（mi=0.5）所示，群体组织对个体主动性的激发效果随时间刻度呈上升趋势.但随着个体期望值的提升，如图3（c）所示，当个体满意度mi=0.55时，个体主动性的提升便开始放缓并逐渐呈下降趋势，这时表示个体的期望值未达到其预期值，群体组织对个体主动性的激发效果减弱.随着个体满意度的进一步增加，如图3（d）和图3（e）所示，群体组织对个体主动性的激发几乎不再具有任何效果.当个体满意度mi=0.7时，如图3（f）所示，即使组织对个体的影响概率q和影响力度l均达到0.9以上，也阻止不了激发效果的下降趋势，表示个体的期望值难以达到预期值，行为的反向强化作用进一步增强.

图4　组织对个体的影响力

2.4.4群体组织对个体的影响

通过对图4中组织对个体的影响力的对比分析，不难看出：在对个体的其它影响因素不变的情况下，单独增强组织对个体的影响概率q（如图4（a）所示，q=0.8，l=0.14）或单独增强组织对个体的影响力度l（如图4（b）所示，q=0.16，l=0.72），均能在一定程度上提升对个体的激励效果；但与同时适当的增强组织对个体的影响概率和影响力度相比（如图4（c）所示，q=0.47，l=0.55），后者影响效果明显优于前者.

3　结论与展望

经以上分析得出，影响个体的群体趋向行为的因素主要为个体的自我群体趋向激发力，而影响这些激发力的因素包括个体自身的主动性、个体惰性、个体受其它个体的影响力以及群体组织激励力（感召力）.个体的主动性为个体的源动力；个体惰性对个体行为具有阻滞作用；个体受其它个体的影响力具有不确定性，要视个体自身特性（受其它个体的影响力）和其所处的环境（其视距内其它个体的特性）而定.

从仿真结果的分析得出：对于作为理性经济人的个体而言，要有效提升自身的激发力，首先需要减小惰性的影响，其次还要增大视距（即开扩视野），增强与其它个体之间的影响力度和活力.对于群体组织而言，要增强群体组织对个体的影响力，不仅需要群体组织具备适当的组织影响活动频度以提高其对个体的影响概率，而且需要尽量提升每次活动对个体的影响力度；另外还需要强化组织对个体的引导力度，让个体对群体组织在深入了解和认识的基础上建立正确的自我满意度（目标期望值，即群体价值观）.

当然，本模型只是以大学生社团为对象，仅仅考虑了个体与群体组织之间的主要影响因素，是一个基本模型，还有其它因素没有加以考虑，如个体之间的关系（恋人，朋友，性别等）.下一步工作还需要对模型进行进一步的修正和扩展.

［1］王瑞鸿.人类行为与社会环境［M］.上海：华东理工大学出版社，2002：1-2.

［2］斯蒂芬·P·罗宾斯.组织行为学［M］.北京：中国人民大学出版社，2005：165.

［3］Abraham Maslow，Toward A Psychology of Being，John Wiley & Sons Inc（3rd ed），1998，12.

［4］Fehr E，Rockenbach B. Detrimental effects of sanctions on human altruism［J］.Nature，2003，422：137-140.

［5］张四海，Bernardo Pando，王煦法.基于心理因素的有限空间内个体行为模型［J］.复杂系统与复杂性科学，2005（1）.

［6］张殿国.走出惰性［M］.上海：上海人民出版社，1990.

［7］阿尔伯特.埃利斯.战胜惰性［M］.李长安，译.北京：学苑出版社，1988.

［责任编辑 张灿邦］

The Analysis of the Impact Between the Individual and Group Based on Dynamic System Simulation

ZHU Yong-bin
（Engineering college，Honghe University，Mengzi 661100，China）

What factors play a major role in the mutual influence of individuals and groups，and how they affect？ In this paper，the issue was researched and analyzed from the perspective of economics and psychology by using of computer modeling and simulation with the theory of the complex systems. The experimental results emerged a real impact mode between individual behavior and group behavior in the real world，and a more reasonable explanation of the mutual influence relations is made by the results.

Simulation； Behavior modeling； the individual； the group

TP391

A

1008-9128（2016）05-0054-03

10.13963/j.cnki.hhuxb.2016.05.015

2015-06-08

云南省教育厅科学研究基金（2014C136Y）；红河学院校级项目：基于动态博弈的MAS中agent间的合作研究（XJ15Y21）

朱永彬（1977-），男，四川内江人，讲师，硕士，研究方向：计算机仿真与虚拟现实。