噪聲環境下網絡輿論形成的元胞自動機模型

劉 珺

（韶關學院校長辦公室，廣東韶關512005）

隨著經濟的發展和社會開放，互聯網已成為最方便、最容易進行信息交流和知識共享的平臺.隨著論壇、貼吧、網絡平臺直播、微博和微信朋友圈的盛行，一些發表的某些想法和觀點可能會逐步演變成熱點，并呈現快速傳播的趨勢.這些網絡輿論將可能會引起某些社會群眾的違規或過激行動，進而將影響到社會穩定、政治穩定甚至更高層面的問題.我國已出臺許多控制互聯網輿論的政策措施，但是網絡輿論傳播速度及影響范圍還是無法在短時間控制.

元胞自動機是一種時間和空間都離散的動力系統，通過對規則格網中的每一個元胞取有限的離散狀態，遵循同樣的作用規則，依據確定的局部規則作同步更新.大量元胞通過簡單的相互作用而構成動態系統的演化.本文研究建立在元胞自動機的原理之上，考慮人員態度、人員移動、噪聲構造出網絡輿論模型［1-2］，并通過模擬實際情況來對模型進行驗證.

1 無噪聲環境下的網絡輿論模型

在筆者前面的研究［3］里，將模型建立在二維規則下的3×3正方形格子上，每個格子代表一個人并且明確了該人員的位置xi，j.該人員在對待某件議論事件上有兩種選擇的可能，一種態度是感興趣，并且將加入議論，另一種態度則是不感興趣，并且抵制討論.現為了觀察輿論的走向以及最終態勢，在感興趣的態度里進行了區分，分別是贊成的態度和反對的態度.用1表示贊成的態度，用-1表示反對的態度，用0表示不感興趣的態度.

選取 Von Neumann more 鄰域九鄰居方案［4］(如圖 1 所示)，若 xi，j為邊界點，則其九鄰居區域將擴展至所在邊的另一側邊.該方案將根據人員自身與其周圍一圈人的態度來決定人員本人的態度，根據人們對事情的看法采用少數服從多數的原則：即當周邊大多數人都贊成該事件時，該人也會贊成該事件；當周邊大多數人都反對該事件時，該人也會反對該事件；當周邊所有人都對事件不感興趣時，該人也對事件也不感興趣；當周邊贊成和反對該事件的人數相當時，該人對事件感興趣，但是態度不好猜測，贊成和反對該事件都是等概論的.因此，在演化格子的狀態時就依據這些原則.具體演化方法如下：

圖1 九鄰居示意圖

在現實中，人員總是在不斷的運動當中的，而網絡上更是如此，人員會在不同的環境和場合進行議論.假定格子上的人可以每次隨機地在以自己為中心的附近行走.為實現人員的隨機行走，采取如下方法：考慮將網格劃分為兩套格子，如圖2所示.在演化中，在奇數的時間步驟，讓實線2×2框圍繞中心以0.5的概率順時針旋轉90°；在偶數的時間步驟，讓虛線2×2框圍繞中心以0.5的概率逆時針旋轉90°.通過這種移動，網格上的每個人員有可能游走到每一個網格［4］.

輿論還與其他利益相關部門的壓制以及政府發布的措施、民眾謠言的傳播有關，可以將其定義為噪聲［5］.現在考慮外部噪聲對格子中人員的影響，再根據格子中人員的隨機走動，建立一個噪聲模型.

在鄰域九鄰居中，m個格子值同時取1的概率為：

圖2 人員移動示意圖

按照規則在網格中演化一步以后，中心格子的值為1的概率為：

對全部的格子做一次演化，那么演化后每一個格子的取值為1的概率為：

令p（1t+1）=（fp（1t）），設 δ表示擾動量，則 δp=（fp（1t））-p（1t），再令 δp=0，通過計算可以得出2個解和.從而把噪聲影響分為三段范圍,分別為[0

2 網絡輿論模型的檢驗

結合人員移動、人員議論態度和噪聲因素分別編寫程序，現以初始人員議論概率0.3，贊成比例0.45，得出演化30步的各噪聲范圍示例圖，如圖3所示(紅點表示贊成的人員，綠點表示反對的人員，空白的為未議論或不感興趣人員)：

圖3 初始人員議論的噪聲范圍

通過分析參考資料［6-7］可以知道，噪聲的影響是很重要的.在概率相等的情況下，噪聲強度的高低對人員的態度和看法是有一定程度上的影響.通過上述對初始人員議論概率0.3，贊成比例0.45，演化30步的各噪聲范圍模擬可以知道，當噪聲強度處于范圍，人員的態度就會趨向概率大的態度和看法；當噪聲強度處于范圍，人員的態度和看法處于僵持的狀態；當噪聲強度處于的范圍，人員的態度和看法將出現有時趨于一種態度，有時卻趨于另一種態度的客觀隨機情況.

3 結語

本文通過將人員按照地域進行離散處理，同時將人員對輿論的態度、人員在網絡空間的移動性、社會及政策等噪聲因素考慮在內，建立了網絡輿論形成的元胞自動機模型，同時利用了計算機模擬分析.通過測試數據可以看出，模型具有比較好的適應性，模型考慮的條件相對比較全面，若需要更精細的結論，還可以繼續將已考慮的條件細化.

［1］姜啟源，謝金星，葉俊.數學模型[M].4版.北京:高等教育出版社,2013.

［2］謝新洲.網絡傳播理論與實踐[M].北京:北京大學出版社,2004.

［3］劉珺.網絡輿論形成的元胞自動機模型[J].韶關學院學報,2015,36(8):13-16.

［4］劉慕仁,鄧敏藝,孔令江.輿論傳播的元胞自動機模型(I)[J].廣西師范大學學報(自然科學版),2002,20（2）:1-4.

［5］黨小起，張春嬌，赫占軍.基于模糊元胞自動機的網絡輿情傳播模型研究[J].計算機工程，2014,40（4）:209-213.

［6］方薇,何留進,孫凱,等.采用元胞自動機的網絡輿情傳播模型研究[J].計算機應用,2010,30(3):751-755.

［7］吳青峰,程慶華,劉慕仁.噪聲影響下輿論傳播的建模與仿真[J].長江大學學報(自然科學版),2006，3（1）:59-62.