網絡結構對集體行動合作決策擴散影響的仿真研究
2012-04-29 00:00:00孫瑋宗剛
現代管理科學 2012年7期
摘要：以群體性行為和追求社會價值或個人利益為特征的集體行動的頻繁出現是經濟發展和社會轉型時期中不可避免的一種伴生現象，網絡是影響集體行動成效的關鍵變量。文章從隨機指數圖基本網絡結構出發，對集體行動主體、互動方式、結構特征進行研究，從網絡演化博弈視角構建行動個體鏈接和信息擴散規律的仿真模型，探討不同網絡結構對集體行動合作決策制定的影響。
關鍵詞：網絡結構；集體行動；合作決策
集體行動最早是Ross提出的，指出當一個群體在面對沖突時，必然要表現出一定的集群性的行為或者某種特定的集群性的態度。此后，研究者們將長期社會沖突與轉型背景下出現的各種形式的游行、集會、示威、靜坐、甚至騷亂、罷工等大規模的人群聚集行為，均稱為集群行動。在具體的研究實踐中，絕大多數研究者將研究范圍默認為傳統意義上的提升群體不利處境的集體行動研究，這種以群體性行為和追求社會價值或個人利益為特征的集體行動的頻繁出現是經濟發展和社會轉型時期中不可避免的一種伴生現象，并且集體行動本身的復雜性決定了其實證研究中數據難以收集，因此，對集體行動的影響因素以及集體行動合作決策擴散過程的研究可以從構建仿真模型的角度出發。
一、 集體行動中的基本網絡結構
在實際社會網絡中，網絡結構會表現出二方/三方關系、核心/邊緣結構、子群層次、社群結構、小世界特性、無標度特性等統計特征，這些特征的改變會使行動個體的決策行為發生變化，促使集體行動個體做出集體行動合作決策（參與集體行動）或集體行動非合作決策（拒絕參與集體行動），并且不同網絡結構對合作決策擴散的影響不同。
盡管社會科學中的網絡結構有多種，但是這些模型只是針對單一網絡結構進行分析，而指數隨機圖模型同時考慮了多個層次的網絡結構變量。指數隨機圖模型（Exponential Random Graph Model）是一類重要的人類社會基本人際關系的網絡結構模型。該模型采用指數形式，如公式1所示，其中的概率函數依賴于網絡統計量線性組合構成的指數函數，這些網絡統計量表征了人類社會基本人際關系的網絡結構。Frank和Strauss提出了一個無向圖中馬爾科夫隨機概率分布函數，其中統計項涉及傳統的星型和三角形網絡結構。為了避免收斂性和與實證數據的擬合問題，Snijders 等提出了新規格的指數隨機圖模型來表達結構性質，包括度的過渡性和異質性，定義的參數為弧數、互惠、K入星、K出星、交互的k三角形和交互的獨立二路徑，概率分布函數如公式1所示。
在社會科學中，指數隨機圖模型中的基本網絡結構能全面揭示特定社會形態下的人際互動關系。邊的多少表明了人際網絡關系密集程度。互惠性測量兩個行動個體相互選擇的趨勢。K-入-星和K-出-星均反映了不同方向的關系網絡中的核心-邊緣結構，K-入-星反映的是個體的受歡迎程度（聚斂性），而K-出-星則體現了個體的擴張關系的能力（擴張性）。交互的K-三角變量體現了網絡中的塊結構，即凝聚子群。而交互的二路徑則間接反映了網絡中關系受中間人的控制或約束的程度。王毅杰和童星分析指數隨機圖模型中互惠、星型、過渡三角和獨立二路徑等網絡變量來分析社會支持網的結構，社會支持網包括實物支持、情感支持、社會交往支持和有關婚姻、子女、生育、養老等話題的社會重要問題討論網。 結果顯示星型、過渡三角、獨立二路徑在社會支持和社會討論網中有顯著效應。任義科等利用指數隨機圖模型分析深圳外來農民工的網絡結構，為基于社會網絡來認識農民工的與城市融合的社會化過程提供了新的方法。
指數隨機圖模型把各種層次的網絡結構變量同時加以考慮，有利于區分哪一種結構變量在集體行動形成過程中更加重要，從而利于揭示集體行動合作決策籍以形成的網絡化擴散過程。
二、 網絡演化博弈視角下構建集體行動合作決策擴散模型
集體行動合作決策制定過程是一個理性與非理性結合的博弈過程，博弈思想中的收益矩陣刻畫了古典經濟學中強調個人利益最大化行為的“理性人”，而在特定社會形態下的集體行動中，個體之間接觸并非是全連通或者完全隨機，而是以一定的關系相互連接，形成網絡結構，以節點表示行動者，邊表示節點對應的行動者者之間討論是否參與集體行動進行博弈的交互關系，那么集體行動合作決策的制定較容易發生在具有聯系的個體上。事實上，集體行動個體決策的制定更新受到周圍環境中其他個體決策（或社會群體輿論趨勢）的影響，而且網絡是持續動態演化的，個體將根據與鄰居集體行動決策相互作用的結果進行連接的調整，同時調整后的網絡連接也影響群體的集體行動決策演化。為了解決博弈視角下行動個體策略選擇的純理性，并且描述集體行動個體之間的復雜社會關系（信息交換和決策影響），復雜網絡上的演化博弈思想為其提供了方便而系統的研究框架。網絡演化博弈模型注重個體周圍鄰居和整個社會環境的影響，描述了超越追求個人理性利益最大化的人際關系解釋范式，因此，從網絡演化博弈的視角出發研究網絡結構集體行動決策合作或非合作行為，以及由此導致的合作決策網絡化擴散問題，具有重要意義。
為此目的，論文結合網絡演化博弈中的演化規則、策略空間、收益矩陣和背叛者誘惑，來模擬行動個體做出集體行動合作決策和作出理性背叛選擇使合作解聚的過程。考慮在前文分析的三種指數隨機指數圖的基本網絡結構上，行動個體的兩種策略為參與集體行動決策，即集體行動的合作決策， 拒絕參與集體行動即被認為是集體行動的非合作決策。M和N是反映行動個體x和y是否分別做出集體行動決策的指標。用二維向量表示為
M=10 and N=10
Sx=M or N
對于行動個體x的總收益為Ux
S+x表示Sx的狀態向量，計算運行完行動個體x所有密切聯系的臨近點，這些臨近點個體會影響行動個體x的決策過程。重新調整的收益矩陣表達為
行動個體x按隨機順序與位于臨近點的個體進行博弈，他們之間策略的改變的概率取決于收益的差異。參數j衡量非理性因素中關系強度和聯合集體行動的效果，j越大，行動x與y之間的關系強度越大，聯合集體行動的影響越大。集體行動個體決策制定更新受周圍鄰居和整個社會趨勢的影響：
公式（2）中f表示個體決策中的隨機因素，包括噪聲、決策錯誤等。表示個體周圍鄰居的影響，a表示作用強度，第二項hi?濁i（t）p（t）表示整個社會環境的影響，即集體行動群體觀點（系統反饋）對個體決策p（t）的影響，hi表示系統反饋對個體決策作用的大小。rt-1表示集體行動群體的合作決策的比率，如公式（4）所示。另外?孜（t）、?濁i（t）分別表示個體與周圍鄰居和系統反饋的確信程度，一般取為介于（-1，1）之間的非相關隨機噪聲。
網絡中行動個體會通過彼此間的連邊形成簇參與集體行動，還是外界環境提高背叛者誘惑，使網絡中行動個體的合作行為湮滅？下文將從系統的角度在表征現實網絡關系的互惠、星型和獨立二路徑網絡結構上模擬集體行動合作決策的擴散過程。
三、 不同網絡結構對合作決策擴散的影響研究
1. 集體行動合作決策網絡化擴散的參數設定與仿真。集體行動合作決策網絡化擴散模型設計包括三步，第一步構建基本模型，即集體行動合作決策網絡化擴散基礎模型；第二步增加指數隨機圖基本網絡結構，即集體行動合作決策網絡化擴散的網絡模型；第三步解釋網絡聚合和解聚效應，即系統構建追蹤網絡結構影響集體行動聚合與解聚效應的集體行動合作決策網絡化擴散模型。為了對比不同網絡結構對集體行動合作決策擴散的影響，采用指數隨機圖基本網絡結構互惠、星型和獨立二路徑，假設節點總數N為10，初始時刻設定集體行動合作者和非合作者隨機分布在網絡節點上，行動個體采用集體行動合作策略的初始概率為pt：一個節點為40%，其他節點為1%。社會環境對個體決策影響強度參數為0.01，鄰居對個體決策影響強度參數為0.35。使用montecarlo（
演化規則為行動個體?滓i（t+1）在下一時刻以概率Wi（t）取1，即集體行動合作決策，1-Wi（t）取0，即集體行動非合作決策。所有個體的狀態采用同步更新規則，用系統平均狀態來衡量合作決策擴散的情況。
2. 集體行動合作決策網絡化擴散仿真結果分析與規律挖掘。使用系統動力學建模軟件stella仿真結果表明如圖1、圖2所示。在聚合趨勢和解聚趨勢下，仿真曲線結果證明指數隨機圖中不同的網絡結構在集體行動決策擴散過程中發揮不同的網絡效應。
圖1和圖2表示合作決策者出現的數目作為時間t的在不同的網絡結構上的函數。曲線1、2、3分別代表ERGM網絡結構中獨立二路徑、星型和互惠。從仿真結果可以清楚的看出集體行動的合作決策通過在星型、互惠和獨立二路徑這些網絡結構上擴散而積累聚合，而集體行動的合作決策隨著背叛收益的增加而消耗解聚。聚合效應結果如圖3所示，系統達到穩態時三種網絡結構中集體行動合作者數目隨時間變化的情況，橫軸表示時間，縱軸表示網絡中集體行動合作者的數目。集體行動合作決策個體數量依賴于初始網絡結構，并單調遞增，在達到飽和狀態時，對于互惠網絡結構，能夠較快使群體達到全是1的一致狀態，即互惠在集體行動聚合過程中達到合作決策者出現的最高值（曲線3），緊隨其后星型（曲線2），高于獨立二路徑（曲線1），這表明與有集體行動雄心壯志的個體直接鏈接是做出集體行動合作決策的重要社會資源。
進一步的，在上述結論基礎上，研究增加背叛者誘惑對決策擴散的影響，雖然在反映鄰居和社會環境影響Ii（t）中，p（t）是遞增函數，但隨著背叛者收益的提高，集體行動合作者的數量會減少，集體行動非合作者的數量會增加，即 越大越有利于集體行動非合作決策0的擴散。解聚效應結果如圖4所示，橫軸表示時間，縱軸表示集體行動合作者數目。研究結果說明不同網絡結構分布情況對非合作決策的擴散是有影響的，互惠網絡中合作者湮滅的速度最快（曲線3），其次是星型（曲線2）和獨立二路徑（曲線1）。這表明獨立二路徑結構有益于維持較高的合作決策者出現的頻率，也就是間接關系阻礙了合作決策貢獻者的消亡速度。
此外，除了不同的網絡擴散效果取決于不同的子圖初始分布外，不同初始決策分布情況對集體行動合作決策擴散的影響不同，可以想象，初始條件設定集體行動合作者不是隨機分布在網絡節點上，而是聚集到網絡中度較大的節點，例如星型子圖的中心節點是輿論領袖，那么星型網絡有利于此類決策在網絡上擴散，可以用來更有效的動員集體行動的合作決策。特別在初始時刻時，相同決策占據連接度大的節點并且連接在一起，形成一個聚類，對此類決策在網絡上的傳播具有積極作用。由此可見，集體行動合作決策信息擴散，依賴于網絡結構和博弈策略的共同演化。
四、 結論和建議
論文運用指數隨機圖構建網絡結構原型，通過系統仿真技術挖掘出隱藏在數據表象底下的集體行動決策的網絡化擴散機制。
為了有效引導行動個體的決策制定和集體行動發展態勢，在網絡結構形成過程中，應拓展社會公眾與政府的暢通協商渠道，建立有效協商機制，例如通過對網絡輿情信息的匯集、分析、報送與反饋的生命周期的分析和評鑒，建立起一套回應網絡輿情的電子協商系統。這樣政府部門尊重社會公眾利益訴求的訊息也會在行動個體的社會網絡上傳播，從而增強協商意愿、提高社會共識以規避集體行動的消極影響。
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作者簡介：宗剛，產業經濟學博士、應用經濟學博士后，北京工業大學經濟與管理學院教授、博士生導師，循環經濟研究院副院長、北京經濟社會發展研究院副院長；孫瑋，北京工業大學管理科學與工程專業博士生。
收稿日期：2012-04-08。
