高校復雜動態Agent知識網絡模型研究?

趙業清

（安陽師范學院計算機與信息工程學院 安陽 455000）

高校復雜動態Agent知識網絡模型研究?

趙業清

（安陽師范學院計算機與信息工程學院 安陽 455000）

以高校知識傳播群體及其復雜交互關系網絡為研究對象，探索高校知識動態網絡系統演化機制及知識傳播內在規律。基于高校知識網絡動態復雜性及知識主體的主動性、適應性、個性等特點，利用復雜適應系統理論與復雜網絡建模分析方法，結合高校實際環境構建了高校知識網絡小世界Agent演化系統模型，分析系統行為演化的一般規律。實驗結果顯示，知識網絡系統中知識主體個性特質越有效，越有利于知識傳播的順利進行；網絡中知識傳播前期效率越高，系統個體知識量增加均衡性越差，而后很快達到較高水平上的均衡狀態。該研究為我們引導高校知識高效流動和傳播、提高學生主體獲取知識途徑及建立和諧的師生知識網絡拓撲結構提供理論和實踐指導。

智能體；復雜網絡；知識網絡；小世界

1 引言

高校是人類吸收、繼承、傳播和知識創造的重要場所，特別是隨著社會經濟的快速發展，高校職能在知識傳授、知識創新和知識物化等職能方面有了更大的拓展。如今隨著知識經濟的快速到來，高校知識發展具有了一些新特征［1］：知識量劇增性、知識融合性、知識創新性和知識更新性。高校為更好地適應社會快速發展和知識更新與積累過程，這些新特征對高校知識傳播、轉移和創新等活動提出了更高層面的要求，也亟需我們進一步加深與強化高校知識傳播理論和實踐有關問題的研究工作。在高校中，知識傳播網絡系統中知識主體及其形成的知識關系網絡特殊性決定了高校知識傳播演化過程也將涌現出特殊規律性，而對這些規律、途徑和方法的探索與發現，為我們更好地掌握學生知識結構動態特點，探索知識傳播高效途徑，有效提高知識傳播效率，更快更好地達到高校知識均衡分布，激發教師和學生知識創新能力，保持理性創新思維，構建師生和諧的知識傳播網絡環境提供有益指導。

2 相關工作

自1977年美國管理學家Teece［2］首次提出知識轉移思想后，知識轉移相關理論便得到迅速發展和廣泛應用。李金華［3］等針對知識在合作網絡中的傳播特性，基于復雜網絡相關理論提出一種網絡知識傳播模型，并對個體知識自我增長進行研究工作，最后總結出網絡結構隨機程度越大網絡中知識擴散越快，知識分布越均勻的結論。胡婉麗［4］采用無標度網絡模擬現實中的特定組織模型，對知識在模型中的傳播演化問題進行研究。Cowan和Jonard等［5～9］基于規則網絡、隨機網絡和小世界網絡在內的不同網絡拓撲結構上個體知識擴散的影響因素進行研究，得出“小世界網絡”上知識傳播速度最快、效率最高的結論。Piergiuseppe和 Richard［10］針對Cowan和Jonard模型假設條件過于苛刻而脫離實際情況的基礎上進行改進，得出了網絡結構具有對知識擴散的影響作用。褚建勛［11］在對Cowan等模型改進基礎上，從微觀和宏觀兩個層面探討了復雜網絡中知識傳播動力學演化問題。黃偉等［12］通過分析知識網絡中高校知識轉移價值的傳遞過程，基于知識網絡構建了高校知識轉移價值增值的影響因素模型，為高校知識轉移價值增值打下理論和實踐的良好基礎。原長弘等［13］基于資源基礎分析視角，采用負二項回歸得出大學體制類型對高校知識轉移的影響結果。劉巖芳等［14］從組織情景因素和非情景因素兩方面對影響大學-企業知識轉移的主要因素進行分析，基于生命周期理論視角對知識轉移各階段的特點及發生動因深入討論。Yli-Renko H等［15］則強調雙方共同的意愿會促進知識轉移過程中知識的消化與吸收，并能有效促進知識轉移的進一步發展。

本文針對高校環境中知識主體個體異質性和人際交往網絡動態性所導致知識傳播網絡系統的復雜多變性，基于復雜適應系統理論和復雜網絡（小世界網絡）建模與分析技術構建高校知識傳播小世界Agent網絡系統模型，該模型能很好地體現復雜適應系統的建模思想，滿足知識傳播小世界網絡系統的建模需求，實現高校組織中知識傳播網絡系統模型的仿真分析，對高校實施更快更高發展目標和社會知識創新活動的有效開展，具有非常重要的理論意義與現實指導作用。

3 知識傳播小世界Agent網絡模型構建

3.1 系統定義及主體屬性描述

基于高校環境下的知識傳播過程分析，可以定義高校知識傳播小世界網絡系統為一個兩元組UKDs=(V，E)，V={Agentij|i，j∈N+}是一個非空有限集，表示網絡系統中節點的種類及其每類的個數集合；E={ek|k∈N+}且E∩V=Φ，表示網絡系統中節點之間連接邊集合。其中Agent定義為一個四元組 A_def=(M，C，L，P)，M 是 Agent的標識屬性，由數字串組成且具有唯一性，系統初始化時由仿真系統自動生成；C是Agent的類別屬性，用于區分復雜適應系統中不同角色的Agent類別，本文中Agent類別主要有學生、教師和管理者等；L是Agent的本地認知庫；P是Agent的個性特質，其個體屬性主要包括：1）關系強度（r），代表系統中Agent與其周圍相鄰Agent之間彼此熟悉程度的一種度量；2）知識水平（k），表示當前時刻 Agent所擁有的知識量；3）吸收系數（α），表示 Agent作為知識接收者時，其本身對傳播者釋放知識的吸收能力；4）釋放系數（β），表示 Agent作為知識傳播者時，其對本身擁有知識的釋放能力；5）信任強度（δ），表示Agent與其周圍相鄰Agent之間相互信任程度；6）幸福指數（λ），表示 Agent對其當前所處環境的滿意程度；7）創新系數（χ），表示Agent的知識創新能力；8）衰減系數（ψ），表示Agent的知識遺忘能力；9）影響系數（π），表示 Agent作為知識傳播者時，對周圍其他Agent的影響強度，即知識傳播的影響力。

3.2 知識網絡系統構建

高校知識傳播小世界網絡系統是基于多Agent系統和復雜網絡建立起來的復雜適應系統，基于 Agent建立主體模型，利用復雜網絡描述Agent之間知識傳播交互關系，從而構建的知識傳播演化模型是一個動態系統，傳播過程中知識主體之間既有固定關系，也有系統隨時間動態演化過程中的偶然關系，本模型充分體現出知識傳播過程中知識傳播網絡的動態演化特性和整個系統的動態復雜性。如圖1所示為知識傳播過程中知識主體及其交互關系到復雜網絡的映射機制及協調演化過程。

圖1 Agent系統與復雜網絡映射機制及協同演化過程

在知識網絡系統演化過程中，每個節點的知識水平都影響與其有直接聯系的成員節點的知識水平，同時，每個節點的知識水平又都受到與其連接的鄰居節點知識水平的影響。當一個節點Agenti作為知識傳播者傳播知識時，與其直接相連的任意鄰居節點Agentj的知識水平演化過程為kj(t+1)=kj(t)+αi[βjki(t)-kj(t)] ，同 時 αj(t+1)=，而對于節點 Agenti有，系統平均知識水平為，網絡系統的知識水平方差為

4 系統模型仿真

4.1 基于知識主體間關系強度

在知識網絡的動態環境中，知識需求方需要根據當前環境等諸多因素選擇不同策略與知識傳播者產生關系，不同策略會導致知識傳播效率不同，同時也會對系統中各知識主體知識均衡性產生較大影響。如圖2所示為基于關系強度的三種不同策略下知識傳播演化過程中知識水平均值及其知識水平方差變化情況。

圖2（a）表明，整個知識網絡系統模型仿真過程中，三種模式中關系模式個體知識積累速度最快，知識模式次之，而隨機選擇模式最慢。在關系模式下，知識需求方的選擇是滿足知識傳播勢差條件下知識傳播者與自己關系最強者，此時知識需求方具有最強的知識吸收能力和較強的環境幸福指數，而知識發送方實施知識傳播活動的愿望強烈，因此知識網絡系統中個體知識增長較快、知識傳播效率較高且能夠盡快達到知識均衡的和諧狀態；而知識模式下，知識需求者的選擇是當前滿足知識傳播條件下具有最高知識者傳播知識，此時知識勢差最大，由于未考慮知識傳播者與接收者之間關系強度和信任度，所以較關系模式下知識傳播效率低，平均知識水平也較關系模式下有所減弱。圖2（b）表明，關系模式下知識方差最小，說明這種模式下知識傳播過程中的均衡性最好，隨機模式次之，知識模式最差。

圖2 關系強度（不同模式）對知識演化過程影響

4.2 基于知識主體個性特質

在知識傳播網絡系統中，由于生物性和社會性的存在，知識主體都具有自己的人生觀和價值觀，也就是個性情愫。當某個知識主體被知識需求方選定為知識傳播者時，該知識傳播主體會根據自身的人性態度判斷是否為知識需求方提供其所需知識，此外每個知識主體基于對當時環境的情愫也直接影響其本身知識傳播釋放能力。同樣，作為知識接收者，在知識傳播網絡系統中，對網絡中知識的接收和接受情況很大程度上受自身各種因素的約束。如圖3所示為知識接收者在多種因素制約下體現出的知識吸收系數不同情況下知識網絡系統中知識演化過程。通過仿真圖可以看出知識網絡系統中作為知識接收者的接受能力大小（通過知識吸收系數體現）不同，直接影響到知識網絡系統中每個個體的知識水平及其知識水平增加的速度和效率。當個體知識接收能力小于0.5時，整個知識網絡系統中知識的演化進程進展比較緩慢，網絡系統中知識傳播效率較低，在很長時間內網絡系統都處于波動狀態，很難達到網絡系統個體知識的均衡化和知識和諧的環境。

圖3 知識接受者個性特質對知識網絡系統知識演化影響

通過上面的仿真分析，知識傳播網絡系統中知識主體（知識傳播者和知識接受者）的個性態度和兩者之間的關系強度對知識傳播的效率與均衡性具有重要的影響。一般情況下，知識網絡系統中影響網絡知識主體不利因素越多，越不利于知識傳播活動的順利進行；網絡中知識傳播效率越高，前期知識傳播過程中知識均衡性越差，而后使整個知識網絡系統快速達到較高知識水平的和諧狀態。

5 結語

隨著知識經濟時代的發展，高校在社會發展過程中的作用舉足輕重，知識信息量的急劇膨脹，對高校知識傳播提出更高的要求。本文針對高校知識傳播過程中知識主體個體特質及知識網絡演化規律進行研究，構建集Agent系統理論和復雜網絡分析于一體的高校知識傳播小世界Agent網絡系統模型，通過一系列的計算機仿真實驗，研究了影響高校知識傳播網絡系統演化的一些主要因素：知識接受者和知識傳播者之間的關系強度、知識傳播者的個性特質和知識接收者的個性特質等。知識傳播環境中，知識接收者和知識傳播者之間的穩固的關系、知識傳播者的良好個性特質和知識接收者的積極個性特質對知識傳播和知識網絡系統的演化過程具有積極的促進作用，網絡系統知識水平將更迅速、高效地達到高水平的和諧狀態。

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Research Knowledge Networks Model of University Based on Complex Dynamic Agent Networks

ZHAO Yeqing
（School of Computer and Information Engineering，Anyang Normal University，Anyang 455000）

Taking knowledge dissemination groups and their complex relationships as the research object，the paper aims to discover the inner rule and restraining factors of the knowledge diffusion in the university knowledge networks evolution systems.According to the dynamic complexity of the knowledge diffusion process and initiative，adaptability and personality characteristics of knowledge diffusion agents in university，the small world agent networks model is established to explain the behavior rule of the knowledge diffusion in university by complex adaptability system theory and complex network analysis method.Experimental results show that the are more efficient agents，the knowledge diffusion more smooth is.The higher knowledge propagation is in the early stage，the poorer balance the individual knowledge is in the knowledge networks，and then soon reaches the equilibrium state on a high plane.The result is better for us to efficiently guide the knowledge diffusion and the way for students gaining knowledge，especially provide theoretical and practical guidance for establishing harmonious relationship between students and teachers.

agent，complex networks，knowledge networks，small-world networks

TP311

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.10.018

Class Number TP311

2017年4月11日，

2017年5月17日

河南省高等學校重點科研項目（編號：16A520001）資助。

趙業清，男，博士，副教授，研究方向：復雜網絡、知識管理和經濟與社會系統仿真。