基于社会计算和平行系统的动态网民群体研究（王飞跃）.pdf

第 3 3 卷第 1期 上 海 理 工 大 学 学 报 J Un i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y Vo 1 3 3 No 1 2 0 1 1 文章 编号 ： 1 0 0 7 6 7 3 5 ( 2 0 1 1 ) O l 一0 0 0 8 1 0 基于社 Z J 算和平行 系统的动态 网民群体研究 飞跃 ( 中国科学院 社会计算与平行管理研究 中心， 北京1 0 0 0 8 0 ；中国科学院 自动化研究所 复杂系统与智能科学重点实验室 ， 北京1 0 0 1 9 0 ) 摘 要 ： 动 态网民群体 ( c y b e r e n a b l e d s o c i a l mo v e me n t o r g a n i z a t i o n s ， C e S MO s ) 将是 近期 信 息 、 控 制 、 智能科学等领域的研 究焦点 本文简述 C e S MO s的背景、 现状 、 趋势和意义， 并提 出利用基于 A C P 概念的计算与平行 系统方法来研究动态网民群体 通过人工组织对 C e S M0 S 进行建模表示， 采用计 算 实验对其进行分析评估 ， 利用平行执行对其监控和管理 在此基础上， 进一步探讨社会计算与平 行 系统的未来研究方向及方法 最后简要评述相关研 究工作在产业发展 中的可能作 用及对社会 演 化 的可能影 响 关键词：动态网民群体 ； A c P方法；社会计算 ； 平行 系统；社会舆情；社会认知 中图分类号 ： N 9 4 文献标志码 ： A St udy on c yb e r - e na bl e d s o c i a l m o v e m e nt o r g a ni z at i o ns b as e d Off s o c i a l c o m put i ng a nd pa r al l e l s ys t e m s WAN G F e i y u e ( C e n t e r f o S o c i a l C o mp u t i n g a n dP a r a l l e l Ma n a g e me n t ，C h i n e s e Ac a d e my o fS c i e n c e s ，B e ij i n g1 0 0 0 8 0 ，C h i n a； Ke y L a b o r a t o r y o f C a mp l e x S y s t e m a n d I n t e l l i g e n e e S c i e n c e I n s t i t u t e o f Au t o ma t i o n， C h i n e s e Ac a d e my of S c i e n c e s ，B e n g 1 0 0 1 9 0，C h i n a ) Ab s t r a c t ：I mp o r t a n t i s s u e s a n d me t h o d s i n t h e i n v e s t i g a t i o n o f c y b e r e n a b l e d o r e n h a n c e d s o c i a l mo v e me n t o r g a n i z a t i o n s( C e S MOs ) we r e a d d r e s s e d M t e r a b r i e f d i s c u s s i o n o f C e S MOs a n d t h e i r s i g n i f i c a n c e i n t h e a g e o f c o n n e c t e d wo r l d a n d s o c i a l me d i a ， c o n c e p t s a n d a p p r o a c h e s i n s o c i a l c o m p u l i n g a n d p a r a l l e l s y s t e ms we r e p o r p o s e d t o b e u s e d f o r C e S MOs s t u d i e s S p e c i f i c a l l y ，a r t i f i c i a l o r g a n i z a t i o n s we r e u s e d f o r mo d e l i n g a n d r e p r e s e n t a t i o n，c o mp u t a t i o n a l e x p e r i me n t s we r e a p p l i e d i n a n a l y s i s a nd e va l u a t i o n， a nd p a r a l l e l e x e c ut i o n wa s ut i l i z e d t o mo ni t o r ， c o nt r ol ，a n d ma n a g e Ce S MOs B a s e d o n C e S MOs ，f u t u r e d i r e c t i o n s a n d me c h a n i s ms f o r s o c i a l c o mp u t i n g a n d p a r a l l e l s y s t e ms we r e e x pl o r e dFi n a l l y， r e ma r ks we r e pr e s e nt e d f o r p o t e nt i a l a p pl i c a t i o n s o f pr o p o s e d r e s e a r c h wo r k a n d t h e i r i mp a c t s o n s o c i e tal d e v e l o p me n t Ke y wo r d s ：c y b e r - e n a b l e d s o c i a l m o v e me nt par al l e l s y s t e m s；s o c i al s e nt i m e nt；s o c i al o r g ani z at i o ns；ACP ap pr o a c h；s o c i al c o m p ut i ng； c o g ni t i o n 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 1 3 0 作者简介： 王飞跃( 1 9 6 1 一) ， 男， 研究员 研究方向： 智能控制， 复杂系统的分析、 控制和管理 E ma i l ： f e i y u e i e e e o r g 第 1 期 王 飞跃 ：基于社会计算和平行系统的动态网 民群体研究 9 近来 ， 从突尼斯、 约旦、 也门到埃及 ， 中东的社会 动乱受到了全世界 的关注 ， 并引发不 同利益集 团各 种各样的议论和预测 在众多不 同的声音 与认识之 中， 有一点却出奇地一致 ： 这是一场“ 社会媒体诱发 的革命” ， 得力于“ 形形色色的动态网民群体” ， 即“ 网 络促成 或强化 的社会 运动组 织” ( c y b e r e n a b l e d o r e n h a n c e d s o c i a l mo v e me n t o r g a n i z a t i o n s ， C e S MOs ) 中东的动乱 ， 加上 2 0 1 0年底西方的维基泄密事件 ， 以震撼整个世界的方式 ， 使关 于 C e S MO s与社会安 全的讨论 ， 从几年前少数学者的学术探讨 ， 成为今 日 之严峻的社会现实 尽管后果 目前还根本无法预测 ， 但可以预见 ， 从今 以后 ， 世界上每一个 负责任 的政 府 ， 不论是东方还是西方 ， 不管是发达还是落后 ， 都 必须正视 C e S MO s 所带来 的可能政治与经济后果 ， 以及对社会的相应影响 显然 ， 网络技术的迅猛发展和加速普及 ， 已对传 统的社会形态产生 了深刻的影响和巨大的冲击 虚 拟网络世界( c y b e r s p a c e ) 已实实在在地成为与物理 世界平行的另一个崭新 的世界 ， 并将很快 占据我们 生活空间的一半 ， 同时以前所未有 的方式影响物理 世 界 的一切 比如， 虚拟空间大大地“ 压缩” 了传统真实物理 社会 的空间和时间 这种压缩效应是 由信息通过 网 络的快速传播和大范围扩散所造成的， 并使各类“ 长 尾” 效应成为常态 由此 ， 导致在虚拟社会 中某一很 小的局部上可以快速地积累巨大的能量 ， 并且激发 动态网民群体 ， 通过这一群体将能量迅速地释放到 真实社会中， 造成难以预估 的后果 在国内， 从“ 瓮安 事件” 到“ 7 5事件” ， 还有形形色色的“ 人 肉搜索” 案 例； 在 国外 ， 从希腊市民的街头暴动到伊朗的总统选 举后的大规模示威 ， 再到今天维基泄密事件和中东 的动乱 ， 无不验证 了这一基本判断 迄今为止， 合理构建计算机网络并使其应用能够 更加安全有效是主要的研究课题 ， 但人们 已逐渐认识 到： 网络引发的虚拟世界已经对物理的真实世界产生 越来越大的影响， 而且在许多方面破坏 了传统的社会 秩序 因此， 网络的社会性及其特征与潜力的研究正 成为各国为确保其生存安全和竞争能力所迫切需要 解决的重大问题 这就是发达 国家， 特别是美 国投巨 资竞争开展相关研究的根本原因 同时， 这也是本文 的基本动机， 即探索利于社会计算和平行系统理论与 方法 ， 开展基于虚拟网络世界的特性、 以及它与物理 真实世界的相互作用的动态网民群体的研究 具体而言， 应针对由社会热点诱发出的各种动态 网民群体开展这一工作 研究大致可由三部分组成： a 利用社会媒体信息建立虚拟世界群体的各种基本元素 库， 据此构造各类人工的网民群体及其社会环境 ， 引入 相关规则进行各种组织演化， 这个步骤称为人工社会 或人工组织 ( a r t i f i c i a l s o c i e t i e s o r g a n i z a t i o n s ) ；b 将对 应于动态网民群体的人工组织作为“ 社会实验室” ， 利 用实验设计理论和各种社会统计方法通过计算模拟进 行分析、 评估或预测各类策略和事件 ， 这一部分称为计 算实验( c o m p u t a ti o n a l e x p e r i m e n t s ) ；C 将实际动态网 民群体与相应的人工组织平行互动、 相互反馈、 相互利 用， 进而观察、 预测和估计特定事件的产生、 演化和影 响， 此即平行执行 ( I m ml l e l e x e c u ti o n ) 人工社会、 计算 实验和平行执行构成人们针对动态网民群体研究虚拟 世界与实际世界 相互作用 的基本成分 ， 称之为面 向 C e S MO s 的 A C P方法 这一研究 的的总体 目标与预期贡献是： 面向社 会安全和经济发展的重大需求 ， 针对动态网民群体 问题完善相应的 A C P理论体 系； 基于这一体系构建 统一的、 可编程 的社会计算支撑平台与环境 ， 并在社 会安全与经济领域展开关于动态网民群体的应用研 究 ； 利用计算实验的涌现方法研究各应用领域对象 系统的动态演化规律与内在运行机制， 为相关管理、 控制提供决策支持 1 动态网民群体 的基本概念与研究意义 社会运动组 织 或社会 运 动群体 ( s o c i a l mo v e me n t o r g a n i z a t i o n s ， S M0 s ) 是社会 学 中一个十分重 要且涉及面很广的概念 ， 由社会学家 Z a l d和 A s h在 上世纪 6 0年代 中的世界性社会动荡时期提出I l 1 狭 义而言 ， S MO s 是指那些从理想和道德上宣称、 要求 个人或社会如何生活与行为的组织或群体 ， 而且在 做这些宣称 、 要求之时， 这些组织或群体正处于主流 社会的边缘或 已被排除于主流社会之C b ： 广义而 言 ， S M0 s 是指社会运动的有组织的组成部分 ， 主要 起协调作用， 而非直接雇佣或指导运动中的参与人 员 针对特定问题 的 S MO s 之集合又称为社会 运动 行业 ( s o c i a l mo v e me n t i n d u s t r i e s ) ， 从 绿色 和平运 动 、 恐怖活动、 再到低碳生活， 在许 多方面 已对传统 的主流社会产生 了重大的冲击 C e S MO s 是一类特殊 的虚拟运动组织 ( c y b e r o r c y b e r e n a b l e d mo v e me n t o r g a n i z a t i o n s ，C M0 或 C e MO ) ， 简而言之， 动态网民群体 C e S MO s 就是通过 网络空间中的手段和方法而诱发或加强的社会运动 1 0 上 海 理 工 大 学 学 报 2 0 1 1 年 第 3 3卷 组织或社会运动群体 ， 也即针对某一话题或事件在 短期 内聚集在一起 ，参与、 讨论并共 同实施某些社 会行为的网民群体 其特征是动态性、 实时性 、 自组 织性 、 突变性 、 高度复杂性 、 虚实交互性等； 其影响方 式在于通过虚拟网络空间快速组织、 迅速传播 、 大范 围扩散， 并可产生重大社会与经济影响 随着在线社 区、 博客、 微博客、 社交 网站等为代表的社会媒体迅 速普及， 网上 一网下实时互动与“ 人 肉搜索” 等网络 空间社会化倾 向不断加剧， 动态 网民群体在社会上 已发挥 巨大的影响， 亿万网民的互动参与使“ 虚拟网 络世界” 变得与物理“ 真实世界” 同等重要 ， 并给现实 社会态势的发展带来了空前 的不确定性 图 1给出 目前国内已出现的主要 C e S MO s 及其各种各样的表 现形式与相应事件 图 1 国内主要 C e S MO s 及其表现形式与相应事件 F i g 1 Ma j o r r e c e n t C e S MOs wi t h c o r r e s p o n d i n g a c t i v i t i e s a n d e v e n t s i n Ch i n a 动态网民群体 的自组织性 、 自适应性、 多因素关 联性、 高度复杂性、 高度不确定性 、 虚实交互性与动态 变化性已使传统方法无法应对 由此带来的种种挑战 充分发挥计算科学、 万维科学、 社会学、 管理学及心理 和行为学等多学科交叉融合的优势， 针对动态网民群 体的所思、 所想、 所为和虚实空间的交互影响与协同 演化规律， 从理论、 方法、 建模 、 应用与系统平台的多 个层面开展相关研究 已成为我们面临的迫切而重大 的需求 ， 既影响国家信息化发展 的长远战略、 生产效 率的提高， 也关乎国家安全与社会稳定等重大问题 中国网民群体不仅数量庞大， 而且在社会事务 中 越来越发挥重要作用 目前我国网民数量已超过4 亿， 在可以预见的不久未来 ， 网民群体将 占人 口多数 自 2 0 0 1 年出现第一起“ 人 肉搜索” 事件后， 我国“ 人肉搜 索” 事件呈指数型快速增长 2 0 1 0 年底， 每天都有超过 一起的“ 人肉搜索” 事件出现 2 0 0 8 2 0 1 0年， 几乎所有 重要事件均有网民参与， 如图2所示， 其中大部分经历 了由社会热点诱发相关的动态网民群体， 通过其演化 和发展， 并借助网上 一网下互动的力量， 推动热点的扩 散， 加剧事件的进程， 最终产生巨大的社会影响 因此， 研究动态网民群体的产生与发展已成为新形势下确保 社会安全和提高生产效率的重大课题 图 2 动态 网民群体 的演化过程 Fi g 2 Dy n a mi c e v o l u t i o n o f Ce S MOs 利用网络平台的“ 杠杆作用” ， 通过社会媒体 ， 在 现实生活中看似微不足道的普通事件或网民就有可 能引发社会“ 地震” 网络 中社会组织的形成不受现 实空间限制 、 组织方式多变、 组织成员广泛， 网络 的 放大效应能使网民群体行为的正面或负面作用发挥 到极致 一夜之间， 就可能使人身败名裂、 商业公 司 破产或社会团体解散 ， 甚至引发各类群体性社会安 全事件， 导致社会动荡、 政权更替或国家解体 时刻 处于动态变化状态的网民群体行为已能够产生强大 的社会力量 ， 使得突发事件 的出现更容易、 传播更迅 速 、 影响更深远、 危害更巨大 因此 ， 基于对动态网民 群体的监测与数据分析， 提炼 网络群体行为的时空 变异特征， 辨识普通讨论与异常征兆并对突发事件 进行预警 ， 掌握网上 一网下行为的关联关系 ， 研究网 民群体行为作用于社会安全事件及两者协同演化的 规律 ， 对提高政府的应急管理能力有重要意义 动态网民群体 的产生与发展在挑战政府应急管 理能力的同时， 也蕴含着丰富且具有重大价值 的舆 情动态信息与商务情报 ， 为政府管理和电子商务发 展提供了难得机遇 信息化时代里， 网络上 自由流动 的开放数据资源已和土地 、 石油 、 矿藏一样成为世界 各国和商业机构竞相开发的重要资源 在社会媒体 越来越普及的今天， 无论是针对事件 、 团体 、 公司或 产品， 网民群体行为 中所涌现 出的人生态度、 价值 观 、 心理与行为状况等都是指导商业运营的第一手 情报 ， 对提高公司竞争力有重要作用 此外 ， 通过分 析网民群体行为 ， 还能实时了解民情 、 汇聚 民智 ， 对 提升政府管理和执政水平有积极推动作用 然而， 动态网民群体的尺度 、 粒度、 变化和复杂性 第 1 期 王飞跃：基于社会计算和平行系统的动态网民群体研究 已远远超出当前的观察实验、 统计分析和微分方程建 模的能力范畴 针对网络化社会的形式， 迫切需要建 立一套可计算、 可实现 、 可 比较的社会计算与实验方 法来应对这一挑战 上世纪初量子力学引发了从经典 物理学向现代物理学的变革 ， 如今 ， 社会计算的出现 将引发传统社会学向社会计算或计算社会学的飞跃 个体网民行为拥有多种复杂性特征 ， 如思维复 杂、 非理性行为、 恶意欺诈 、 实时动态变化等 ， 很难直 接从当前个体信息预测其下一步 的行为 然而， 由海 量个体组成的群体行为及其与现实世界相互作用的 规律却有章可循 例如， 在“ 人 肉搜索” 中， 事态的发展 明显呈发布、 赏金 、 确证 、 响应、 调查、 行动、 协作、 追踪 及消弥等阶段 ， 每个阶段都可以利用多种计算建模与 分析方法研究网民互动模式 ， 以及网上倡议与网下行 动的内在关联关系 目前 ， 强大 的搜索引擎能够从浩 如烟海的网络中追踪并收集各类网民群体行为信息 ， 多语种处理、 自然语言处理及文本分类等方法已能够 实现多源异构数据的语义聚融 ， 成熟的超级计算与并 行计算技术则能够使海量数据得到快速处理和分析 ， 先进的人工智能与仿真技术使得千万级多智能体情 景建模成为现实， 这些条件为利用计算化手段来定量 研究海量网民群体行为( 如网络社会组织的形成与涌 现特征、 网络化的社会运动规律 、 网上 一网下实时互 动的作用规律等) 提供了坚实基础 在本质上， C e S MO s的建模 、 分析及评估 等， 属 于社会系统的研究范畴 对于社会系统 ， 早期的建模 方法主要采用数学方程来描述社会规律 如人 口模 型l 3 中用数学方程描述人 口在时空上的行为 由于 社会现象所固有的复杂性 ， 很难构造其精确 的数学 表示， 因此 ， 这类方法只适用于描述极其简单 的社会 系统 另一种常见的建模方法是统计建模 ， 如贝叶斯 模 型、 回归模型等 ， 常用于社会计量学E 4 J 、 经 济计量 学 5 等领域 统计建模的共同弱点是只能对社会 系 统 的普遍现象进行静态描述 ， 很难刻画 由于个体差 异 引起 的社会 系统 动 态变化 随着计算技术的发展 ， 出现 了一些新的特定领 域社会建模方法 ， 其中有代表性的是基于复杂 网络 的社会网络建模l 6 、 演化博弈建模l 7 等 ， 但是这些方 法局限于静态描述的层面上 另一方面 ， 传统的仿真 方法如离散事件仿真l 8 - 9 取得 了很大进展， 尤其在 经济和政治问题 的分析方面l 1 “ 然 而， 随着问题 复杂性 的增加 ， 传统仿真面临的计算量和执行时间 的指数级增加成为制约其实际应用的最大障碍 包含网络社会的社会系统是典型的复杂巨系统 ， 具有无法拆分还原 、 随机 因素多等复杂性特征 ， 因而 传统的建模方法无法有效应对 为有效解决复杂社会 系统的建模问题， 兰德公司在上世纪 9 0年代初提出 人工社会方法口 。 与传统 的基于微分方程的建模 不同， 人工社会方法是一种 自下而上的基于智能体的 建模方法 人工社会建模在面向网络群体 的情景建 模、 心理与行为建模等方面起到重要作用口 2 0 0 4年 ， 在人 工社 会 基 础 上 ， 王 飞 跃 l_ 1 。 一 1 7 1 基 于 复杂系统的基本假设 ， 提 出利用人工社会研究复杂 系统时应采用“ 多重世界” 的观点 ( 即不再 以逼近某 一实际的复杂系统为唯一的建模标准 ， 而是把模 型 本身也作为实际复杂系统 的一种可能的替代形式) ， 并强调虚拟网络空间的重要作用 ； 进 而开展 了基 于 人工社会的计算实验理论与方法研究_ l ， 并提出 利用平行系统方法来解决复杂系统的管理与控制问 题 ， 即人工社会、 计算实验与平行 系统相结合 的 A C P社会计算 方法l_ 2 卜 A C P方法 为动态 网民群 体的计算建模和实验评估提供了系统化的研究思路 和解决方案 基 于 A C P方法 ， 可 以建立面向动态 网 民群体的人工社会 系统 ， 利用计算实验对动态 网民 群体的各种实验情景进行分析 ， 以解决包含 网络化 社会的实际系统的实验 问题 ， 实现网民群体人工系 统与实际系统的平行演化 ， 达到对动态网民群体优 化管理与控制的 目的 2 0 0 9年 L a z e r 等 印在 S c i e n c e杂志上提出了与 社会计算并行的计算社会学概念， 指出网络上的大量 信息， 如博客、 论坛、 聊天、 消费记 录及电子邮件等 ， 都 是对现实社会的人及组织行为的映射 ， 网络数据可用 来分析个人和群体的行为模式， 从而深化人们对生 活 、 组织和社会的理解 计算社会学的研究涉及如下 三个相互关联的问题： 人们的交互方式 、 社会群体网 络的形态及其演化规律 这三个问题的研究可以帮助 人们解答很多社会问题 ， 如某个组织是达到了一个稳 定的状态还是经常发生剧烈变化 ， 具有创造力的团队 应具有什么样的交互方式 ， 目前社会的宏观网络结构 是怎样的并将如何演变等 这种新兴理论对面向网民 群体的社会计算研究和应用至关重要 除 了计算社会学 ， 许多社会学理论方法都与动 态网民群体研究直接或 间接相关 社会动力学能定 量描述人类社会随机 和不确定的动态过程 ， 分析社 会发展过程中的关键 因素 ， 预测群体组织发展 的动 力和方向及社会动态过程的发展趋势 社会心理学 能揭示社会心理的形成机制及其发展的基本规律， 常用于剖析一些特殊的社会心理现象和重大社会问 第 1 期 王飞跃 ： 基 于社会计算 和平 行系统的动态网民群体研究 1 3 2 基 于人工组织的建模与表示 如上所述 ， 利用 各类 社会 网络 或 复杂 网络 对 C e S MO s 进行建模 ， 是最直接也是 目前采用 的主要 方法_ 3 3 2 然而， 以传统方式利用这一建模 方法 的 最大问题在于无法用 于未发生 的动态网民群体 因 此， 即使社会 网络或复杂网络能够精确地反演出已 经发生过的动态网民群体事件 ， 其意义和应用价值 都成问题 ， 因为已经发生过 的事件在现实中再次 出 现的可能性极小 当然 ， 进一步的研究可能不久就实 现实时地对 C e S MO s 进 行社会 网络或复杂 网络建 模 ， 可是如何分析 与评估 WH A T I F类型 的情 景决 策支持还是一个没有解决的重大问题 本文建议利用人工社会 的建模方法 ， 采用人工 组织的形式 ， 对 C e S MO s 建模 如此 ， 就可以通过科 学游 戏 和博 弈 的方 式 ， 把 计 算 机建 成 针 对 特 定 C e S MO s 的“ 社 会 实验 室” ， 进 而对 特定 C e S MO s 的可 能发展 、 相应决策的可能影响， 实现从定性到定量的 分析与评估 为此 ， 必须从动态网民群体的行为与心 理建模 ， 网民观点与情感 的传播与演化动力学建模 ， 以及基于智能体的人工社会建模三个层次建立面向 动态 网民群体的人工组织模型 a 动态网民群体 的行为与心理建模 ( a )基于社会心理学分析社会媒体信息对网民 心理与情感的影响 ， 以及这种影 响与真实 网民群体 行为的映射关系 ， 建立社会媒体信息对动态网民群 体的心理冲击模型 ( b )在组织行为学研究成果基础上 ， 建立动态 网民群体的网上行为模型与真实行 为模型 ， 以及二 者的关联关 系模型 ； 基于社会媒体数据 ， 运用机器学 习方法研究建立群体行为 自适应模型 ( c )研究动态网民群体 的社会文化背景建模方 法， 以及各种社会文化 因素对群体行为的影响 解决这些问题 ， 必须基于社会认知 和心理学理 论 ， 建立 网民个体 的认知心理状 态 ( 包 括个 体 的 目 标 、 意愿 、 动机及偏好) 及其行为之间的映射关 系， 以 及对外界行为和环境 因素的心理反应模型 ； 同时基 于感染 、 趋 同和紧急规范等社会学群体行为理论 ， 建 立网民群体的组织结构、 组织规范和互动规则 ； 基于 社会物理学理论 ， 通过精确定义 动态 网民个体在线 与离线行为 目标和行为规则 ， 以及群体行为的聚合 、 分解 、 协调与冲突消解规则 ， 建立大规模动态网民群 体的在线与离线行 为模型 ； 在群体社会网络模 型的 基础上 ， 结合 网民个体与群体情感描述信息 ， 建立动 态网民群体情感网络模型 ， 以及 网络情感与社会行 为的映射关系模型 b 网民观点号 晴感的传播演化动力学建模 ( a )研究各类社会媒体 的复杂网络结构特征 ， 并建立动态 网民群体 内部 的观点 网络与情感 网络 模型 ( b )融合人 口学传播模 型和复 杂网络传播模 型， 建立社会媒体信息在动态网民群体之间传播与 扩散的时间自适应模型和空间动力学模型 ( c )研究社会热点话题 、 事件 的产生及发展规 律 ， 构建社会热点 的演化模型及相关动态网民群体 的心理与行为演化模型 为此 ， 应基于舆论动力学 的基本理论与方法 ， 建 立动态网民群体在社 区、 论坛 、 微博 客及 S N S站点 等社会媒体的社会 网络模型 基于机器学习和 we b 数据挖掘等技术 ， 实时跟踪和挖掘网民观点情感在 社会媒体的传播与扩散过程 ， 并运用 隐马尔可夫模 型、 贝叶斯网络和神经 网络等技术建立动态网民群 体的观点与情感传播网络的时间 自适应模型和空间 动力学模型 ； 进而构建社会热点演化模型 ， 并研究其 复杂网络结构 特性与社会媒体信息传播 机制问 的 关 系 c 基于多智能体的人工组织建模 ( a )研究动态网民群体的类型、 分布、 组织结构 和社会网络关系， 以及个体的行为和交互方式 ， 构建 动态网民群体的社会分层模型 ( b )研究智能体模型与复杂 网络传播模型在宏 观和微观层次上的融合机制 ， 对 动态 网民群体的实 体 、 关系、 规则 、 组织、 交互机制和环境等基本要素建 立统一语义的智能体模型 ( c )结合实时社会媒体数据 ， 基于数据挖掘 、 机 器学习及统计方法 改进 多智能体建模 的理论 与方 法 ， 构建开放和互操作的人工复杂组织系统 应当综合利用动态网民群体的行为与心理模型、 社会情感网络及其演化模型、 环境模型， 采用多智能 体建模方法， 自下而上地构建面向动态网民群体的人 工组织模型 首先， 通过对建模对象与粒度的评估和 模型特性选择 ， 确定人工组织建模基本单元 ； 其次 ， 基 于统计机器学习、 数据挖掘等方法， 基于实际组织媒 体数据的参数学习确定人工组织模 型的初始规模与 参数， 并结合规则学习方法自动提取智能体的行为规 则 ； 最后， 从宏观和微观层面针对动态网民群体 的实 体 、 关系、 规则、 组织、 交互机制和环境等要素建立智 1 4 上 海 理 工 大 学 学 报 2 0 1 1 年 第 3 3卷 能体模型， 形成特定应用的人工组织系统 3 基于计算实验的分析与评估 一旦建立 了针对特定应用 C e S MO s的人工组织 模型， 就可以利用社会媒体的实时信息， 设计不同的 实验情景， 把计算机作为实验室， 进行各种各样的计 算“ 软” 实验 我们必须首先研究计算实验的场景生 成、 驱动机制、 结果分析和实验评估等关键技术 ； 并 在此基础上针对特定应用领域设计多种计算实验场 景， 研究动态网民群体演化规律及其常态和非常态 管理策略评估 ， 主要任务如下 ： a 基于网民群体信息的计算实验方法研究 ( a )基于社会媒体信息的周期性输入 ， 研究计 算实验场景的半 自动生成 、 校准与扩展机制 ； 研究计 算实验场景的设计及参数配置 ( b )研究基于离散事件仿真的计算实验驱动机 制和基于协同演化的计算实验方法 重点研究智能 体局部群体的微观协同演化动力学分析方法 ( c )研究基于涌现的实验观察与解释方法 ， 并 设计多 目标 、 多分辨率 的计算实 验结果 数据分析 方 法 ( d )设计智能体仿真与计算实验的性能评价指 标体系 ， 并建立一套评估方法与标准 ， 以实现计算实 验的量化分析与评估 首先 ， 必须基于动态 网民群体实时数据动态校 准智能体模型 ， 并基于模型组合技术半 自动地提取 智能体模型及其参数， 组合计算实验场景模型 ； 基于 统一建模语言 ( U ML ) 实现针对计算实验场景设计 的规范化描述语言 其次， 基于离散事件仿真技术， 通过仿真时钟的推进和离散事件的处理来驱动计算 实验 ； 采用基于协同演化算法的计算实验方法 ， 模拟 人工系统中动态网民群体的微观交互和迭代策略优 化 ， 从而涌现宏观演化趋势 、 实现 自适应策略优化 ； 此外 ， 基于涌现观察方法实时获取实验数据 ， 并综合 运用统计学和人工智能中的数据分析方法分析实验 结果数据 最后 ， 从实验可行性 、 全面性 、 可塑性和适 用性角度设计实验评价指标体系与标准 b 网民群体信息传播与演化规律 的计算实验 评估 ( a )基于特定 的计算实验场景 ， 在人工组织 系 统中构建一系列 以网民为中心、 以热点话题 、 事件等 社会媒体信息为传播内容、 拓扑结构各异的社会传 感网络 ( b )主动创造真实或虚拟的社会热点 ， 并通过 社会传感网络推送到各类社会媒体 ； 通过热点传播 与扩散的实时跟踪和涌现观察 ， 研究社会媒体 的传 播与扩散规律 ( c ) 研究真实或虚拟的社会情感在动态网民群 体各节点间的传导和聚集机理； 基 于统计学方法研 究动态网民群体的网络情感与真实社会的大规模群 体行为的关联关系 应当根据社会网络分析方法研究网民群体社会 信息所呈现的复杂网络结构特征， 据此在人工组织 中构建一系列拓扑结构各异的复杂网络 ， 进而以若 干高中心性与权威性 的网民为中心， 结合热点社会 媒体信息的传播途径， 建立社会传感网络； 针对特定 应用领域 ， 主动生成真实或虚拟的热点观点和情感 并推送到人工组织， 实时观察其在动态网民群体中 的传播和扩散特点 ， 挖掘观点和情感在动态 网民群 体 中的传播演化规 律； 而且 ， 应 当选择若 干极端 场 景 ， 设计“ 压力实验” 、 “ 极限实验” 和“ 加速实验” ， 观 察人工网民群体的社会情感与行为反应 ， 挖掘二者 的关联并研究网民群体的网络情感与真实社会大规 模群体行为的关联关系 c 动态 网 民群 体管 理机制 与策 略 的评 估 和 优化 ( a )利用计算实验可设计 、 可重复进行的特点 ， 针对特定场景研究动态网民群体行为的激励与反激 励机制的设计、 评估与优化方法 ( b ) 设计实际社会 中无法进行的复杂实验和逆 向实验， 研究特定的( 已发生或未发生 的) 大规模 动 态网民群体事件的事前 、 事中以及事后的决策评估 这些问题解决之后 ， 就可以运用计算实验方法 ， 研究动态网民群体的激励 和反激励机制评估 为评 估动态网民群体的聚合激励机制 ， 需对每种激励机 制启动计算实验过程 ， 实时观察人工组织 中动态 网 民群体的聚合度和信息的覆盖度 ， 并通过实验对 比 分析实现激励机制评估 ； 类似方法可实现反激励机 制评估， 用于动态网民群体各种情绪的消解 此外 ， 计算实验过程将采用协同演化优化算法实现智能体 策略空问和行为空间搜索寻优 ， 从而 自适应地评估 和优化动态网民群体事件的“ 情景一 应对” 管理策略 4 基于平行执行的监控与管理 在人工组织和计算实验的基础上， 就可以构建网 民群体人工系统与实际系统组成的平行系统， 通过虚 第 1期 王飞跃： 基于社会计算和平行系统的动态网民群体研究 1 5 实系统的互动演化和反馈调节， 为真实社会动态网民 群体的管理与决策提供支持， 实现“ 虚实平行， 各得其 所” 图 4说明了实际动态网民群体和人工动态 网民 组织的平行执行方式 在二者的平行互动 中， 就可 以 完成对行为和决策的实验与评估 ， 以及对实际系统的 管理与控制 为此 ， 必须解决下列问题： a 平行系统体系结构设计及优化 ( a )设计平行系统的运行框架及 内部数据规范 与接 口， 研究人工与实际组织之 间的数据同步运行 与交互处理机制 ， 以实现系统间无缝集成 ( b )针对社会安全和经济领域的海量数据存储 与计算需求 ， 研究平行执行中智能体数据交互协议 、 计算实验驱动方法 、 实验数据分析算法等层面 的优 化 方法 ( c )针对平 行互 动的实 时性要求 ， 基 于指数级 别收敛的序优化方法研究平行 系统优化问题 ， 以降 低复杂度 ， 并获取满足精度要求 的结果 图 4 基于平行执行 的动态 网民群体之监控 与管理 Fi g 4 Pa r a l l e l e x e c u t i o n f o r m o ni t o r i n g a n d ma n a g e m e n t o f Ce S M OS 首先 ， 应当建立基于 X ML语 言定义 实际系统 与人工系统信息交互的描述方法和标准格 式 ， 设计 虚实系统 内部体系结构、 数据交互接 口、 数据分布式 存储和缓存优化方法以满足海量动态网民群体信息 的存储 、 检索和传输要求 ； 其次 ， 基于 F I P A规 范设 计智能体交互协议 ， 并通过计算实验评估智能体交 互协议 、 实验驱动机制和数据分析方法等平行 系统 参数 ； 最后 ， 采用指数级别序优化方法实现虚实系统 交互协议的多 目标优化 ， 以减少评价时间、 降低搜索 空 问 b 平行系统互动调节与反馈机制研究 ( a )基于实时社会媒 体数据 的周期性输入 ， 研 究动态网民群体模型与计算实验 场景 的半 自动校 准、 更新和扩展方法 ( b )结合大规模仿真 的多时间尺度需求 ， 设计 精确可控的多时