基于元胞自动机的网络负面舆论传播规律及引导策略研究

覃玉冰 邓春林 籍冉冉 陈旭

Abstract： Take for example the typical event "A University Student was Sentenced for Catching Birds"， the paper introduces the Cellular Automata to the research of simulation model of the propagation of negative public opinion in network events and the guidance strategy. Three simulation experiments are designed by changing the firmness weights of cellular. The experiments show that in the course of the spread of negative public opinion， eventually， individual tendency will come to the negative rapidly， causing the rapid increase of central tendency towards the majority. So related departments must guide the negative opinions in the proper time. In that way， three simulation experiments are made to find out the best time of guiding public opinions by changing the proportion of three tendencies in earlier， interim and latter stages. The experiments show that early intervention has more advantages comparing the interim and latter one on the changing speed of majority's opinions and the speed of stabilizing public opinions， even the result of guiding public opinions. That is to say， after an eruption of network public opinion， related departments must make early interventions.

引言

网络因其开放性、及时性、互动性等特点，为大众提供了一个发声达意的平台，但是由于其匿名性、随意性等特点，却会滋生一些负面舆论，对日常生活、以致人生价值观等命题均会产生消极不良影响，这一问题现已引起了社会与学界的广泛关注与重视。

元胞自动机的概念是由Neumann等人首次提出，用来描述个体的自我繁殖[1-2]，通过元胞现在的状态和邻居的影响，基于一定的准则动态更新元胞下一时刻的状态[3]。网络舆情的传播过程与元胞自动机模型的演化机制存在一定的相似性。目前国内也有部分学者在这方面率先做出了一些研究尝试，但却主要集中在网络舆情的传播和演化模型研究上[4-10]。

本文撰述內容的重点是网络事件负面舆论的干预和引导机制。本文以典型负面舆论事件-河南大学生掏鸟事件为例，首先建立网络舆情的传播模型，然后对其展开进一步的研究，即对网络舆情在传播过程中的各个时期引入适当的干预，以此对干预机制进行研究，为职能部门和宣传媒体有效发起舆论的干预和引导提供最佳的时期。

下面即以此案例为例，利用元胞自动机进行仿真建立负面舆论的传播模型，并探讨负面舆论的干预机制，寻找得出最有效的干预时间点。

1基于元胞自动机的网络负面舆论的研究

1.1元胞自动机模型的假设

拟构建的元胞自动机模型建立在N×N的二维四方格子上，每个格子代表一个舆论主体，每个主体对即将决策的问题可能抱持3种倾向性态度，分别是：正面、中立和负面。

1.2元胞自动机的构造

1.2.1自信度W

每个元胞代表一个单独个体，每个单独个体都有对自己倾向的自信度，自信度用W表示，取值范围是[0，1]的实数。自信度为1时，表示该元胞的倾向度不受其它元胞的影响；自信度为0时，表示该元胞的倾向度完全受其它元胞的影响；自信度介于（0，1）时，表示该元胞的倾向度受本身和领域内其它元胞的影响。

本文中，研究假定自信度W为0.7的元胞为坚定者，自信度W为0.25的元胞称为从众者，自信度W为0的元胞为盲从者。

1.2.2影响系数q

研究中，用影响系数q来表示周围元胞对中心元胞的影响力。当中心元胞处在4个角落时，其邻域元胞个数为3；当中心元胞处在4条边上时，其邻域元胞个数为5；其它地方中心元胞的邻域元胞个数为8。且认为邻域处于平等地位，呈均匀分布，则影响系数的取值范围是{13，15，18}。在本文中，将会采用19×19的元胞空间，当元胞空间足够大时，即忽略边界元胞，取自信度q=1/8。

1.2.3倾向度Sxy（t）

依据文献资料考证可知，“河南大学生掏鸟事件“的舆论前期大众对该事件所持态度为支持、反对和中立的比例约为1：3：1，以此则可规定仿真实验的初始状态的倾向度中正面：负面：中立=1：3：1。从初始状态的倾向度比例可以看出，该事件是一个典型的负面舆论网络事件。元胞空间中各元胞初始倾向度状态如图1所示。

在倾向度分布图中，红色代表负面倾向度，绿色代表中立倾向度，蓝色代表正面倾向度。通过查找该事件的百度指数曲线可知，该事件的舆论高峰期为25天，因此本文就将遍历次数定为25次。

1.2.4遍历规则

2网络负面舆论的传播规律研究

研究通过分别改变元胞空间中坚定者、从众者以及盲从者的比例、即改变元胞自信度为0.7、0.25以及0在整个元胞空间内的比例，以此来研究元胞个体的自信度对元胞个体的倾向度的影响，从而来探究倾向度的传播规律。过程中，将设计部署如下3组仿真实验：

（1）仿真实验一。19×19个元胞对自己倾向的自信度，按照65%的元胞自信度为0.7、10%的元胞自信度为0.5、25%的元胞自信度为0.25进行随机分配。即坚定者占65%，从众者占25%。

（2）仿真实验二。19×19个元胞对自己倾向的自信度，按照65%的元胞自信度为0.25、10%的元胞自信度为0.5、25%的元胞自信度为0.7进行随机分配。即坚定者占25%，从众者占65%。

（3）仿真实验三。19×19个元胞对自己倾向的自信度都为0，即盲从者占100%。

2.1传播模型的仿真结果

（1）倾向度转换图。在同一组仿真实验中，将每次遍历的结果放在一起进行比较，构成该组仿真实验的元胞倾向度状态转换图。本文仅选取第一次遍历后以及趋于稳定时的元胞倾向度状态转换图为代表。3组仿真实验的倾向度转换图的始末状态结果如图2～图4所示。

（2）倾向度曲线。在仿真实验一、二、三的条件下，迁移元胞进行25次遍历产生的倾向度曲线绘制效果如图5～图7所示。

2.2传播模型的仿真结果分析

在仿真实验一中，自信度W=0.7的个体占了65%的元胞空间，即元胞空间内坚定者占大多数，且实验初始状态的负面倾向度元胞占多数。通过观察实验一的倾向度曲线图和元胞倾向度转换图，可以看到持负面态度的元胞个体的数量在逐渐增多，持正面态度的元胞个体的数量在逐渐减少，且在遍历5次后，分别持3种态度的元胞个体的数量趋于平稳。这说明坚定者十分坚定自己的意见，由于元胞空间内的坚定者占大多数，而实验初始状态的负面倾向度元胞占多数，这些占多数的持负面态度的元胞大部分都秉持固守自己的观点，这使盲从者和从众者的情感倾向度向负面转变，最终导致持负面态度的元胞数量逐渐上升，持正面态度的元胞数量逐渐下降。

在仿真实验二中，自信度W=0.25的个体占了65%的元胞空间，即元胞空间内从众者占大多数，且实验初始状态的负面倾向度元胞占多数。从实验二的倾向度曲线图可以看出，持负面态度的元胞个体的数量先逐渐减少、然后逐渐增多，而持中立态度的元胞个体的数量先逐渐增多、然后逐渐减少。这说明从众者容易受到周围人的影响，由于元胞空间内的从众者占大多数，而实验初始状态的负面倾向度元胞占多数，这些占多数的持负面态度的元胞大部分都容易受到周围的持正面和中立态度的个体的影响，从而出现了持负面的元胞个体的数量下降、而持中立的元胞个体的数量上升的情况。但当元胞空间中持中立的元胞个体的数量上升到一定程度后，这些数量较多的持中立态度的元胞中大部分又开始受到周围的持正面和负面态度的个体的影响，从而出现了持中立态度的元胞个体的数量开始逐渐下降、而持负面态度的元胞个体的数量开始逐渐上升的情况。从实验二的倾向度转换图也可以看出，在初始遍历过程中，占多数的持负面态度的元胞受到周围的持正面和中立态度的个体的影响，从而出现了持负面的元胞個体的数量下降，而持中立的元胞个体的数量上升，并集中发展最终形成中立态度的核心区的情况。这时处于核心区边缘的持中立态度的元胞会受周围持反面态度的元胞的影响，态度转变为反面，因此持中立态度的元胞开始逐渐减少，持反面态度的元胞开始逐渐增多。

在仿真实验三中，自信度W=0的个体占据了整个元胞空间，即元胞空间内的所有元胞个体都是盲从者，且实验初始状态的负面倾向度元胞占多数。通过观察实验三的倾向度曲线图和元胞倾向度转换图可以看到，在遍历3次后，分别持3种态度的元胞个体的数量趋于平稳，并且此时持负面态度的元胞几乎占据整个元胞空间。这说明盲从者极其容易受到周围元胞的影响，由于元胞空间内所有的元胞个体都是盲从者，而实验初始状态的负面倾向度元胞占多数，故在元胞空间中占少数的持正面和中立态度的元胞个体会盲目跟从周围占大部分的持负面态度的元胞的意见，最终导致整个元胞空间上基本都是持负面态度的元胞。

2.3网络负面舆论的传播规律

通过对传播模型的仿真结果的讨论，分析发现元胞个体对自己倾向的自信度影响着个人倾向度的变化与分布。坚定者十分坚定自己的观点，从众者容易受到周围个体的影响，盲从者极其容易受到周围元胞的影响。并且在网络舆情的传播过程中，无论整个空间中坚定者、从众者和盲从者中的哪一类个体所占比例最多，最终个体的倾向度都会迅速集中，形成舆情向多数意见的快速增加。这说明如果初始时持负面态度的人非常多，那么舆情一定会继续向负面的方向发展，最终导致整个舆情不断恶化，甚至形成失控的局面。因此职能部门以及宣传媒体必须采取积极稳健的措施，在合适的时机引导负面舆论向正面发展，营建良好的舆论空间氛围。

3网络负面舆论的引导策略研究

综合前述的负面舆论传播规律的仿真实验的结果分析表明，当一个网络舆论爆发后，管理者必须在恰当的时间对负面舆论加以干预和引导，使负面舆论向正面发展，因此本文又研究设计了3组实验来探究职能部门以及宣传媒体等介入引导负面舆论的最佳时间。

通过剖析前文的负面舆论的传播规律的仿真实验发现，无论整个空间中坚定者、从众者和盲从者中的哪一类个体所占比例较多，元胞个体的倾向度的演变规律都大致相同，因此这里将基于实验二中的自信度比例来分析不同时间干预对元胞个体负面倾向度的改变效果。

当职能部门和宣传媒体对舆论外加干预后，个体所持的正面、负面以及中立这3种态度的比例在干预前后一定会发生改变，故可通过分别改变3种倾向度的比例来体现干预，使干预后正面倾向度的元胞比例增加，负面倾向度的比例减少。在设计的3组仿真实验中，为了保证管理者在不同时间点的干预力度相同，研究将在3组仿真实验中控制改变3种倾向度的比例值，使其完全相同。继而，将定制设计了如下3组仿真实验：

（1）仿真实验四：前期干预。在遍历4次后，加以干预。

（2）仿真实验五：中期干预。在遍历9次后，加以干预。

（3）仿真实验六：后期干预。在遍历16次后，加以干预。

3.1不同时期进行干预的仿真结果

（1）倾向度转换图。在同一组仿真实验中，将每次遍历的结果放在一起进行比较构成该组实验的元胞倾向度状态转换图。本文仅选取第一次遍历后以及趋于稳定时的元胞倾向度状态转换图为代表。3组仿真实验的倾向度转换图的始末状态结果如图8～图10所示。

（2）倾向度曲线。在仿真实验四、五、六的条件下，迁移元胞进行25次遍历产生的倾向度曲线绘制效果如图11～图13所示。

3.2不同时期进行干预的仿真结果分析

仿真实验四中，在遍历到第4次后施加干预。通过实验四的倾向度曲线图可以看出，第4～7次的遍历过程体现了干预实效。在这个过程中，持正面态度的元胞个体的数量急剧上升，而持负面态度的元胞个体的数量急剧下降。在遍历进行到第12次时，元胞空间中的3种倾向度的变化趋于平稳。通过实验四的倾向度转换图也可明显看出在第22次遍历时，持正面态度的蓝色元胞已几乎布满整个元胞空间。

仿真实验五中，在遍历到第9次后施加干预。通过实验五的倾向度曲线图可以看出，第9～12次的遍历过程体现了干预实效。在这个过程中，持正面态度的元胞个体的数量缓慢上升，而持负面态度的元胞个体的数量急剧下降。在遍历进行到第18次时，元胞空间中的3种倾向度的变化趋于平稳。通过实验五的倾向度转换图可以看出，最终正面态度的元胞占整个元胞空间的87%。

仿真实验六中，在遍历到第16次后施加干预。通过实验六的倾向度曲线图可以看出，第16～19次的遍历过程体现了干预实效。在这个过程中，持正面态度的元胞个体的数量缓慢上升，而持负面态度的元胞个体的数量急剧下降。在遍历进行到第22次时，元胞空间中的3种倾向度的变化趋于平稳。通过实验六的倾向度转换图可以看出最终正面态度的元胞占整个元胞空间的75%。

3.3网络负面舆论的引导策略

综上所述可知，实验四、五、六分别对在负面舆论发展的前、中、后期进行干预的效果提供了仿真设计。由此推得各研究要点的阐释解析如下。

3.3.1大众态度的转变速度

对负面舆论进行前期干预时，持正面态度的元胞个体的数量会急剧上升。而在对舆论进行中期和后期干预时，持正面态度的元胞个体的数量则表现为缓慢上升的趋势，这即说明前期干预相对于中期和后期干预能够使大众的态度更加快速地向正面转变。

3.3.2稳定负面舆论的速度

对负面舆论进行前期干预时，在遍历进行到第12次时，元胞空间中的3种倾向度的变化就已经趋于平稳。而在对负面舆论进行中期和后期干预时，在遍历分别进行到第18次和第22次时，元胞空间中的3种倾向度的变化才逐渐趋于平稳。这就说明前期干预相对于中期和后期干预能够在更短的时间里平息负面舆论，使整个群体形成良好而稳定的舆论氛围。

3.3.3引导负面舆论向正面发展的效果

对负面舆论进行前期干预时，在遍历25次后，最终持正面态度的元胞已几乎布满整个元胞空间。而在对负面舆论进行中期和后期干预时，最终持正面态度的元胞分别只占整个元胞空间的87%和75%。这也说明前期干预相对于中期和后期干预能够更好地引导负面舆论向着正面、积极的方向发展。

至此，可知在将早期干预与中、后期干预的效果进行对比后发现，无论是在大众态度的转变速度，还是在稳定负面舆论的速度，以及最终引导负面舆论向正面发展的效果上，前期引导都比中期和后期引导更有优势。故研究推荐：当一个网络负面舆论爆发之后，职能部门以及宣传媒体必须在前期引导舆论，这样才能取得最佳引导效果。

4结束语

本文首先通过改变自信度权值设计了3组仿真实验，以此来研究元胞个体的自信度对元胞个体的倾向度的影响，从而来探究元胞倾向度的传播规律。然后通过分别在前期、中期以及后期改变3种倾向度的比例设计了3组仿真实验，以此来探究职能部门以及宣传媒体等引导负面舆论的最佳时间。通过对仿真结果的分析，可以得出如下结论：

（1）元胞个体对自己倾向的自信度影响着个人倾向度的变化与分布。坚定者十分坚定自己的观点，从众者容易受到周围个体的影响，盲从者极其容易受到周围元胞的影响。并且在负面舆论的传播过程中，无论整个空间中坚定者、从众者和盲从者中的哪一类个体所占比例最多，最终个体的倾向度都会向负面迅速集中，形成舆论向负面意见的快速增加。

（2）无论是在大众态度的转变速度，还是在稳定负面舆论的速度，以及最终引导负面舆论向正面发展的效果上，前期引导均比中期和后期引导的效果更好。故而研究提议：当一个负面网络舆论爆发之后，职能部门以及宣传媒体必须在早期加强控制、引导负面舆论，这样才能在最短的时间内形成最佳的正面舆论氛围。

本文研究仅以网络中的典型事件为例，实验中所用到的初始状态的倾向度比例采用的是该事件中的数据，通过仿真实验最终给出的相关部门对负面舆论必须施加早期干预的结论有一定的参考价值。但是在现实生活中，当一个负面网络舆论爆发后，有关部门还应该根据具体问题进行有针对性的仿真，以此来确定更为精确的干预的时间点。

参考文献

[1] VON NEUMANN J. Theory of self-reproducing Automata[M].Champaign， IL： University of Illinois Press， 1966.

[2] DEUTSCH A. Cellular Automaton models for collective cell behaviour[C]// International Workshop on Cellular Automata and Discrete Complex Systems. Berlin/Heidelberg： Springer， 2015：1-10.

[3] LIZIER J T， PROKOPENKO M， ZOMAYA A Y. Information transfer by particles in Cellular Automata[C]//ACAL'07 Proceedings of the 3rd Australian conference on Progress in artificial life. Gold Coast， Australia：ACM， 2007：49-60.

[4] 邓青，刘艺，马亚萍，等. 基于元胞自动机的网络信息传播和舆情干预机制研究[J]. 管理评论，2016，28（8）：106-114.

[5] 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.

[6] 王根生. 面向群体极化的网络舆情演化研究[D]. 南昌：江西财经大学， 2011.

[7] 曾显葵. 基于多数规则和协同规则的元胞自动机舆论传播模型研究[D]. 桂林：广西师范大学，2007.

[8] 戴建华，杭家蓓. 基于模糊规则的元胞自动机网络舆论传播模型研究[J]. 情报杂志，2012，31（7）：16-20.

[9] 羅晓东. 基于移动元胞自动机的网络舆情传播模型[J]. 激光杂志，2015，36（2）：119-122.

[10]于春，何明星. 基于元胞自动机的微博舆情传播研究[J]. 西华大学学报（自然科学版），2014，33（5）：16-19，29.