噪声环境下网络舆论形成的元胞自动机模型

刘 珺

（韶关学院校长办公室，广东韶关512005）

随着经济的发展和社会开放，互联网已成为最方便、最容易进行信息交流和知识共享的平台.随着论坛、贴吧、网络平台直播、微博和微信朋友圈的盛行，一些发表的某些想法和观点可能会逐步演变成热点，并呈现快速传播的趋势.这些网络舆论将可能会引起某些社会群众的违规或过激行动，进而将影响到社会稳定、政治稳定甚至更高层面的问题.我国已出台许多控制互联网舆论的政策措施，但是网络舆论传播速度及影响范围还是无法在短时间控制.

元胞自动机是一种时间和空间都离散的动力系统，通过对规则格网中的每一个元胞取有限的离散状态，遵循同样的作用规则，依据确定的局部规则作同步更新.大量元胞通过简单的相互作用而构成动态系统的演化.本文研究建立在元胞自动机的原理之上，考虑人员态度、人员移动、噪声构造出网络舆论模型［1-2］，并通过模拟实际情况来对模型进行验证.

1 无噪声环境下的网络舆论模型

在笔者前面的研究［3］里，将模型建立在二维规则下的3×3正方形格子上，每个格子代表一个人并且明确了该人员的位置xi，j.该人员在对待某件议论事件上有两种选择的可能，一种态度是感兴趣，并且将加入议论，另一种态度则是不感兴趣，并且抵制讨论.现为了观察舆论的走向以及最终态势，在感兴趣的态度里进行了区分，分别是赞成的态度和反对的态度.用1表示赞成的态度，用-1表示反对的态度，用0表示不感兴趣的态度.

选取 Von Neumann more 邻域九邻居方案［4］(如图 1 所示)，若 xi，j为边界点，则其九邻居区域将扩展至所在边的另一侧边.该方案将根据人员自身与其周围一圈人的态度来决定人员本人的态度，根据人们对事情的看法采用少数服从多数的原则：即当周边大多数人都赞成该事件时，该人也会赞成该事件；当周边大多数人都反对该事件时，该人也会反对该事件；当周边所有人都对事件不感兴趣时，该人也对事件也不感兴趣；当周边赞成和反对该事件的人数相当时，该人对事件感兴趣，但是态度不好猜测，赞成和反对该事件都是等概论的.因此，在演化格子的状态时就依据这些原则.具体演化方法如下：

图1 九邻居示意图

在现实中，人员总是在不断的运动当中的，而网络上更是如此，人员会在不同的环境和场合进行议论.假定格子上的人可以每次随机地在以自己为中心的附近行走.为实现人员的随机行走，采取如下方法：考虑将网格划分为两套格子，如图2所示.在演化中，在奇数的时间步骤，让实线2×2框围绕中心以0.5的概率顺时针旋转90°；在偶数的时间步骤，让虚线2×2框围绕中心以0.5的概率逆时针旋转90°.通过这种移动，网格上的每个人员有可能游走到每一个网格［4］.

舆论还与其他利益相关部门的压制以及政府发布的措施、民众谣言的传播有关，可以将其定义为噪声［5］.现在考虑外部噪声对格子中人员的影响，再根据格子中人员的随机走动，建立一个噪声模型.

在邻域九邻居中，m个格子值同时取1的概率为：

图2 人员移动示意图

按照规则在网格中演化一步以后，中心格子的值为1的概率为：

对全部的格子做一次演化，那么演化后每一个格子的取值为1的概率为：

令p（1t+1）=（fp（1t）），设 δ表示扰动量，则 δp=（fp（1t））-p（1t），再令 δp=0，通过计算可以得出2个解和.从而把噪声影响分为三段范围,分别为[0

2 网络舆论模型的检验

结合人员移动、人员议论态度和噪声因素分别编写程序，现以初始人员议论概率0.3，赞成比例0.45，得出演化30步的各噪声范围示例图，如图3所示(红点表示赞成的人员，绿点表示反对的人员，空白的为未议论或不感兴趣人员)：

图3 初始人员议论的噪声范围

通过分析参考资料［6-7］可以知道，噪声的影响是很重要的.在概率相等的情况下，噪声强度的高低对人员的态度和看法是有一定程度上的影响.通过上述对初始人员议论概率0.3，赞成比例0.45，演化30步的各噪声范围模拟可以知道，当噪声强度处于范围，人员的态度就会趋向概率大的态度和看法；当噪声强度处于范围，人员的态度和看法处于僵持的状态；当噪声强度处于的范围，人员的态度和看法将出现有时趋于一种态度，有时却趋于另一种态度的客观随机情况.

3 结语

本文通过将人员按照地域进行离散处理，同时将人员对舆论的态度、人员在网络空间的移动性、社会及政策等噪声因素考虑在内，建立了网络舆论形成的元胞自动机模型，同时利用了计算机模拟分析.通过测试数据可以看出，模型具有比较好的适应性，模型考虑的条件相对比较全面，若需要更精细的结论，还可以继续将已考虑的条件细化.

［1］姜启源，谢金星，叶俊.数学模型[M].4版.北京:高等教育出版社,2013.

［2］谢新洲.网络传播理论与实践[M].北京:北京大学出版社,2004.

［3］刘珺.网络舆论形成的元胞自动机模型[J].韶关学院学报,2015,36(8):13-16.

［4］刘慕仁,邓敏艺,孔令江.舆论传播的元胞自动机模型(I)[J].广西师范大学学报(自然科学版),2002,20（2）:1-4.

［5］党小起，张春娇，赫占军.基于模糊元胞自动机的网络舆情传播模型研究[J].计算机工程，2014,40（4）:209-213.

［6］方薇,何留进,孙凯,等.采用元胞自动机的网络舆情传播模型研究[J].计算机应用,2010,30(3):751-755.

［7］吴青峰,程庆华,刘慕仁.噪声影响下舆论传播的建模与仿真[J].长江大学学报(自然科学版),2006，3（1）:59-62.