社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型、算法及應(yīng)用 朱建明
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- 作者:朱建明
- 出版時(shí)間:2025/2/1
- ISBN:9787111771548
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:G206
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書系統(tǒng)地闡述信息傳播問(wèn)題中所涉及的各種傳播模型、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計(jì)算方法等,并通過(guò)對(duì)大量信息傳播的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了建模與分析。該著作將為人工智能、大數(shù)據(jù)、管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域開展相關(guān)研究的本科生、研究生以及學(xué)者提供重要的參考。
本書系統(tǒng)地闡述了信息傳播問(wèn)題中所涉及的各種傳播模型、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計(jì)算方法等,為人工智能、大數(shù)據(jù)、管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域開展社交網(wǎng)絡(luò)研究的本科生、研究生以及學(xué)者提供重要的參考資料。
前言
在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)下,社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人類社會(huì)的重要組成部分。它不僅是人們交流溝通的平臺(tái),更是信息傳播、輿論形成、社會(huì)影響力擴(kuò)散的關(guān)鍵途徑。社交網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,研究社交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征、信息傳播機(jī)制及其社會(huì)影響已成為學(xué)術(shù)界的重要課題。
信息和影響力在網(wǎng)絡(luò)中傳播的研究是典型的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域,涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、概率論、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、管理科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。研究者從不同學(xué)科視角對(duì)信息傳播和影響力擴(kuò)散的各個(gè)方面進(jìn)行探討。本書主要從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度出發(fā),介紹有關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息傳播及其影響力的研究成果,同時(shí)介紹相關(guān)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用。
本書主要圍繞社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的模型、算法和應(yīng)用進(jìn)行闡述。首先,我們介紹信息傳播的基本模型。接著探討在這些模型基礎(chǔ)上的主要優(yōu)化問(wèn)題及對(duì)應(yīng)的算法,并進(jìn)一步介紹各種擴(kuò)展模型及相關(guān)的優(yōu)化算法。最后,本書將通過(guò)多個(gè)實(shí)際案例展示這些模型和算法在數(shù)字營(yíng)銷、輿情分析、公共健康傳播等領(lǐng)域的應(yīng)用。這些應(yīng)用案例不僅體現(xiàn)了理論的實(shí)用價(jià)值,也為讀者提供了將研究成果應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的寶貴經(jīng)驗(yàn)和見解。通過(guò)對(duì)模型、算法和應(yīng)用的全面介紹,讀者將能夠系統(tǒng)地理解信息傳播研究的多維度內(nèi)容及其在不同領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。
書中不僅介紹了社交網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論基礎(chǔ),還結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,分析了不同類型社交網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播特點(diǎn)和規(guī)律。理論分析和實(shí)證研究相結(jié)合的方法,不僅增強(qiáng)了內(nèi)容的科學(xué)性和可讀性,也為實(shí)際應(yīng)用提供了有力支持。
特別是在最后一章展望了社交網(wǎng)絡(luò)研究的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),提出了一些前沿研究問(wèn)題,為讀者提供了進(jìn)一步研究的方向。
本書共八章,內(nèi)容涵蓋了社交網(wǎng)絡(luò)的基本概念、信息傳播模型、影響力估計(jì)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及其影響等方面。第1章概述社交網(wǎng)絡(luò)的基本概念,社交網(wǎng)絡(luò)的圖論表示、結(jié)構(gòu)特征、相關(guān)理論工作,以及社交網(wǎng)絡(luò)中負(fù)面信息的影響范圍及傳播機(jī)制。通過(guò)這一章,讀者將初步了解社交網(wǎng)絡(luò)的基本面貌、網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)及其對(duì)信息傳播和社會(huì)互動(dòng)的影響,理解其與現(xiàn)實(shí)社會(huì)互動(dòng)的獨(dú)特之處。第2章探討社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的理論基礎(chǔ)。信息傳播模型可幫助讀者理解和預(yù)測(cè)信息在社交網(wǎng)絡(luò)中的傳播方式和傳播效果。通過(guò)模擬信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播過(guò)程,可以識(shí)別關(guān)鍵影響節(jié)點(diǎn),優(yōu)化傳播策略,并預(yù)測(cè)信息擴(kuò)散的范圍和速度。本章不僅詳細(xì)介紹了幾種經(jīng)典的信息傳播模型,還引入了幾種新穎的傳播模型,探討這些模型的應(yīng)用和發(fā)展。第3章聚焦于信息傳播影響力的估計(jì)。信息傳播影響力估計(jì)主要研究如何量化信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播效果,即在給定的傳播模型和初始條件下,如何計(jì)算某條信息能夠影響的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。這一問(wèn)題在不同的傳播模型下表現(xiàn)出不同的復(fù)雜性。由于在線網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播過(guò)程是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程,其目標(biāo)函數(shù)是一個(gè)離散的集函數(shù),因此,第4章深入探討集函數(shù)在社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播研究中的應(yīng)用,介紹集函數(shù)的基本性質(zhì)及其在不同傳播模型中的表現(xiàn),并探討這些性質(zhì)對(duì)信息傳播的影響。在社交網(wǎng)絡(luò)中,信息傳播的復(fù)雜性和不確定性對(duì)傳播影響力的精確計(jì)算提出了挑戰(zhàn),抽樣近似方法成為解決大規(guī)模信息傳播問(wèn)題的重要手段。第5章將探討這些方法的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)例,重點(diǎn)分析如何在不確定條件下優(yōu)化信息傳播模型,以提供更有效的解決方案。第6章重點(diǎn)探討信息傳播相關(guān)問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜度,并介紹幾種近似算法。通過(guò)分析這些算法的近似性、復(fù)雜度以及實(shí)際效果,可以優(yōu)化信息傳播機(jī)制,提升整體算法效果,以期為解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題提供有效途徑。第7章將聚焦社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播研究在實(shí)際中的多種應(yīng)用。信息傳播模型和算法不僅在理論上具有重要價(jià)值,在實(shí)際應(yīng)用中也展現(xiàn)了巨大的潛力和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。我們將通過(guò)具體案例展示如何將前述理論和方法應(yīng)用于數(shù)字營(yíng)銷、輿情分析、公共健康傳播等領(lǐng)域。這些應(yīng)用案例不僅展示了信息傳播理論和方法在實(shí)際問(wèn)題中的解決能力,還為未來(lái)的研究提供了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和啟示。通過(guò)這一章的學(xué)習(xí),讀者將能夠更加全面地理解信息傳播研究的實(shí)際價(jià)值和廣闊前景,同時(shí)學(xué)習(xí)將理論應(yīng)用于實(shí)踐的寶貴經(jīng)驗(yàn)。第8章展望未來(lái)社交網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展趨勢(shì),提出了一些前沿研究問(wèn)題,如異構(gòu)社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型研究和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型研究等。希望這一章能夠啟發(fā)讀者對(duì)未來(lái)研究方向的思考,推動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新。
在本書的寫作過(guò)程中,倪培昆、朱曉平、高玉昕、戴佳伶、李潤(rùn)芝、李元、李文鈺、李育濤、孫平平、陳璐、徐珍旎、雷鳴、黎曉威、楊俊豪、尹弘毅、張萬(wàn)里等同學(xué)做出了重要的貢獻(xiàn),黃鈞教授和王國(guó)慶教授給予了大力支持。感謝我的女兒朱羽萱提供的有趣插圖,以及朱曉平同學(xué)對(duì)圖片的潤(rùn)色。
本書的出版得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“群組效應(yīng)下虛假信息傳播機(jī)理與最優(yōu)干預(yù)策略研究”(No72074203)的支持,在此表示感謝。
希望通過(guò)本書,讀者能夠深入理解社交網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和多樣性,掌握信息傳播的規(guī)律和機(jī)制,熟悉相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)一步推動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)研究的深入發(fā)展。
朱建明 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,應(yīng)急管理科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)助理,全國(guó)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員,全國(guó)專業(yè)學(xué)位水平評(píng)估專家,中國(guó)科協(xié)“科創(chuàng)中國(guó)”安全與應(yīng)急管理專業(yè)科技服務(wù)團(tuán)團(tuán)長(zhǎng),中國(guó)優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會(huì)數(shù)學(xué)建模與算法分會(huì)副理事長(zhǎng),中國(guó)優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會(huì)應(yīng)急管理專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)分會(huì)副秘書長(zhǎng),國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及面上項(xiàng)目評(píng)議專家。斯坦福大學(xué)、得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校、新加坡南洋理工大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者。從事運(yùn)籌學(xué)、應(yīng)急管理、大數(shù)據(jù)分析、社會(huì)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等研究,發(fā)表論文 100 余篇,獲得中國(guó)科學(xué)院朱李月華優(yōu)秀教師獎(jiǎng)、北京市應(yīng)急管理領(lǐng)域青年優(yōu)秀科技論文一等獎(jiǎng)。
第1章社交網(wǎng)絡(luò)概述1
11社交網(wǎng)絡(luò)與在線社交網(wǎng)絡(luò)1
111社交網(wǎng)絡(luò)1
112在線社交網(wǎng)絡(luò)3
12社交網(wǎng)絡(luò)分析的理論與相關(guān)工作6
121社交網(wǎng)絡(luò)分析研究方向8
122社交網(wǎng)絡(luò)分析研究方法14
13在線社交網(wǎng)絡(luò)的表示20
131圖論20
132圖論分析社交網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)29
133圖論模型:節(jié)點(diǎn)與邊的表示形式29
14在線社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征30
141規(guī)則網(wǎng)絡(luò)31
142隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)31
143復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)32
144社交網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中心性33
145群組38
146超圖44
15在線社交網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)面信息46
151負(fù)面信息的影響47
152負(fù)面信息的傳播機(jī)制48
153研究意義49
16本章小結(jié)49
第2章信息傳播模型51
21獨(dú)立級(jí)聯(lián)模型51
22線性閾值模型54
23傳染病模型58
231SI模型58
232SIS模型58
233SIR模型59
234SEIR模型60
24觸發(fā)模型61
25滲流模型63
26競(jìng)爭(zhēng)線性閾值模型與競(jìng)爭(zhēng)獨(dú)立級(jí)聯(lián)模型65
261競(jìng)爭(zhēng)線性閾值模型65
262競(jìng)爭(zhēng)獨(dú)立級(jí)聯(lián)模型 68
263基于競(jìng)爭(zhēng)獨(dú)立級(jí)聯(lián)模型下的競(jìng)爭(zhēng)影響最大化問(wèn)題71
27通用閾值模型與通用級(jí)聯(lián)模型71
28本章小結(jié)74
第3章信息傳播影響力的估計(jì)75
31影響力估計(jì)的復(fù)雜性75
32反向影響集抽樣方法76
321反向影響集抽樣算法77
322競(jìng)爭(zhēng)傳播過(guò)程中的反向影響集構(gòu)造79
323抽樣復(fù)雜度分析80
33分布式抽樣技術(shù)80
331分布式抽樣算法81
332抽樣復(fù)雜度分析88
34圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影響力估計(jì)89
341圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)89
342算法設(shè)計(jì)91
35本章小結(jié)93
第4章集函數(shù)的性質(zhì)94
41次模函數(shù)定義及優(yōu)化方法94
411次模函數(shù)定義95
412貪心算法96
413模性定義98
414超模性定義98
42非次模函數(shù)優(yōu)化99
421次模比的定義99
422曲率的定義100
423集函數(shù)的連續(xù)化101
424非次模函數(shù)的優(yōu)化方法102
425非次模函數(shù)優(yōu)化的實(shí)際應(yīng)用103
43本章小結(jié)105
第5章抽樣近似性107
51蒙特卡羅仿真107
52近似算法108
521近似算法AA108
522停止規(guī)則算法109
53下界110
54證明111
541證明的準(zhǔn)備工作111
542停止規(guī)則定理的證明113
543AA定理的證明114
544下界定理的證明115
55本章小結(jié)118
第6章復(fù)雜度分析與算法近似性120
61復(fù)雜度分析中的基本概念120
611P問(wèn)題121
612NP問(wèn)題121
613NP完全問(wèn)題 121
614NP難問(wèn)題121
62信息傳播問(wèn)題中的復(fù)雜度分析122
63信息傳播問(wèn)題中求解算法的近似性124
631貪心算法求解近似性125
632三明治算法求解近似性126
633集函數(shù)分解算法求解近似性126
64本章小結(jié)128
第7章應(yīng)用130
71從眾效應(yīng)下的影響力最大化問(wèn)題130
711問(wèn)題背景130
712模型構(gòu)建131
713理論分析132
72社交網(wǎng)絡(luò)群組影響力最大化問(wèn)題138
721問(wèn)題背景138
722模型構(gòu)建139
723理論分析140
73社交網(wǎng)絡(luò)中群組影響力收益最大化問(wèn)題144
731問(wèn)題背景144
732模型構(gòu)建144
733理論分析145
74社交網(wǎng)絡(luò)中謠言源不確定情形下的魯棒控制問(wèn)題147
741問(wèn)題背景147
742模型構(gòu)建148
743理論分析151
75社交網(wǎng)絡(luò)中謠言源不確定情形下的隨機(jī)優(yōu)化控制問(wèn)題154
751問(wèn)題背景154
752模型構(gòu)建155
753理論分析156
76社交網(wǎng)絡(luò)回音壁效應(yīng)分析與影響力最大化問(wèn)題157
761問(wèn)題背景157
762模型構(gòu)建158
763理論分析161
764算法設(shè)計(jì)163
77虛假信息交互量最小化問(wèn)題165
771問(wèn)題背景165
772模型構(gòu)建166
78虛假信息群組回音壁效應(yīng)最小化問(wèn)題168
781問(wèn)題背景168
782模型構(gòu)建168
79虛假信息跨虛實(shí)交互網(wǎng)絡(luò)傳播最小化問(wèn)題169
791問(wèn)題背景169
792模型構(gòu)建170
710虛實(shí)交互社交網(wǎng)絡(luò)中競(jìng)爭(zhēng)虛假信息關(guān)注度最小化問(wèn)題171
7101問(wèn)題背景171
7102模型構(gòu)建172
711社交網(wǎng)絡(luò)中虛假信息多源頭溯源問(wèn)題173
7111問(wèn)題背景173
7112模型構(gòu)建173
712動(dòng)態(tài)社交網(wǎng)絡(luò)中虛假信息多源頭溯源問(wèn)題176
7121問(wèn)題背景176
7122模型構(gòu)建177
713有符號(hào)在線社交網(wǎng)絡(luò)中凈正面交互信息量最大化問(wèn)題178
7131問(wèn)題背景178
7132模型構(gòu)建180
7133理論分析183
714基于馬爾可夫鏈的謠言動(dòng)態(tài)傳播問(wèn)題185
7141問(wèn)題背景185
7142模型構(gòu)建186
7143理論分析195
第8章未來(lái)愿景與研究展望198
81社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播問(wèn)題前沿?zé)狳c(diǎn)198
811異構(gòu)社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型研究198
812動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型研究200
813虛實(shí)空間交互下虛假信息一體化治理研究201
82社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播理論前瞻研究203
821基于次模比與曲率的非次模函數(shù)優(yōu)化方法研究203
822自適應(yīng)次模性優(yōu)化問(wèn)題研究205
823深度學(xué)習(xí)在社交網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用207
83社交網(wǎng)絡(luò)典型數(shù)據(jù)集架構(gòu)與采集208
參考文獻(xiàn)212