社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型、算法及應(yīng)用 朱建明
定 價:79 元
- 作者:朱建明
- 出版時間:2025/2/1
- ISBN:9787111771548
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:G206
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書系統(tǒng)地闡述信息傳播問題中所涉及的各種傳播模型、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計算方法等,并通過對大量信息傳播的實際問題進行了建模與分析。該著作將為人工智能、大數(shù)據(jù)、管理科學(xué)、運籌學(xué)、人文社會科學(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題中所涉及的各種傳播模型、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計算方法等,為人工智能、大數(shù)據(jù)、管理科學(xué)、運籌學(xué)、人文社會科學(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)成為人類社會的重要組成部分。它不僅是人們交流溝通的平臺,更是信息傳播、輿論形成、社會影響力擴散的關(guān)鍵途徑。社交網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用對政治、經(jīng)濟、文化等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠的影響,研究社交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征、信息傳播機制及其社會影響已成為學(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,涉及計算機科學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計物理學(xué)、概率論、社會學(xué)、心理學(xué)、管理科學(xué)等多個學(xué)科。研究者從不同學(xué)科視角對信息傳播和影響力擴散的各個方面進行探討。本書主要從計算機科學(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,同時介紹相關(guān)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究進展和實際應(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)化問題及對應(yīng)的算法,并進一步介紹各種擴展模型及相關(guān)的優(yōu)化算法。最后,本書將通過多個實際案例展示這些模型和算法在數(shù)字營銷、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)了理論的實用價值,也為讀者提供了將研究成果應(yīng)用于實際問題的寶貴經(jīng)驗和見解。通過對模型、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)合實際應(yīng)用場景,分析了不同類型社交網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播特點和規(guī)律。理論分析和實證研究相結(jié)合的方法,不僅增強了內(nèi)容的科學(xué)性和可讀性,也為實際應(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)研究的未來發(fā)展趨勢,提出了一些前沿研究問題,為讀者提供了進一步研究的方向。
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、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)中負面信息的影響范圍及傳播機制。通過這一章,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)及其對信息傳播和社會互動的影響,理解其與現(xiàn)實社會互動的獨特之處。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)測信息在社交網(wǎng)絡(luò)中的傳播方式和傳播效果。通過模擬信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播過程,可以識別關(guān)鍵影響節(jié)點,優(yōu)化傳播策略,并預(yù)測信息擴散的范圍和速度。本章不僅詳細介紹了幾種經(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。信息傳播影響力估計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,如何計算某條信息能夠影響的節(jié)點數(shù)量。這一問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)中的信息傳播過程是一個隨機過程,其目標(biāo)函數(shù)是一個離散的集函數(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)雜性和不確定性對傳播影響力的精確計算提出了挑戰(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)用實例,重點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章重點探討信息傳播相關(guān)問題的計算復(fù)雜度,并介紹幾種近似算法。通過分析這些算法的近似性、復(fù)雜度以及實際效果,可以優(yōu)化信息傳播機制,提升整體算法效果,以期為解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)問題提供有效途徑。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值,在實際應(yīng)用中也展現(xiàn)了巨大的潛力和廣泛的應(yīng)用場景。我們將通過具體案例展示如何將前述理論和方法應(yīng)用于數(shù)字營銷、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際問題中的解決能力,還為未來的研究提供了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗和啟示。通過這一章的學(xué)習(xí),讀者將能夠更加全面地理解信息傳播研究的實際價值和廣闊前景,同時學(xué)習(xí)將理論應(yīng)用于實踐的寶貴經(jīng)驗。第8章展望未來社交網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展趨勢,提出了一些前沿研究問題,如異構(gòu)社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型研究和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型研究等。希望這一章能夠啟發(fā)讀者對未來研究方向的思考,推動社交網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新。
在本書的寫作過程中,倪培昆、朱曉平、高玉昕、戴佳伶、李潤芝、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、張萬里等同學(xué)做出了重要的貢獻,黃鈞教授和王國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)對圖片的潤色。
本書的出版得到國家自然科學(xué)基金項目“群組效應(yīng)下虛假信息傳播機理與最優(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)律和機制,熟悉相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,進一步推動社交網(wǎng)絡(luò)研究的深入發(fā)展。
朱建明 中國科學(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)院院長助理,全國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會委員,全國專業(yè)學(xué)位水平評估專家,中國科協(xié)“科創(chuàng)中國”安全與應(yīng)急管理專業(yè)科技服務(wù)團團長,中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟數(shù)學(xué)研究會數(shù)學(xué)建模與算法分會副理事長,中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟數(shù)學(xué)研究會應(yīng)急管理專業(yè)委員會秘書長、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)分會副秘書長,國家自然科學(xué)基金重點項目及面上項目評議專家。斯坦福大學(xué)、得克薩斯大學(xué)達拉斯分校、新加坡南洋理工大學(xué)訪問學(xué)者。從事運籌學(xué)、應(yīng)急管理、大數(shù)據(jù)分析、社會計算和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等研究,發(fā)表論文 100 余篇,獲得中國科學(xué)院朱李月華優(yōu)秀教師獎、北京市應(yīng)急管理領(lǐng)域青年優(yōu)秀科技論文一等獎。
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29
133圖論模型:節(jié)點與邊的表示形式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)點中心性33
145群組38
146超圖44
15在線社交網(wǎng)絡(luò)中的負面信息46
151負面信息的影響47
152負面信息的傳播機制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獨立級聯(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競爭線性閾值模型與競爭獨立級聯(lián)模型65
261競爭線性閾值模型65
262競爭獨立級聯(lián)模型 68
263基于競爭獨立級聯(lián)模型下的競爭影響最大化問題71
27通用閾值模型與通用級聯(lián)模型71
28本章小結(jié)74
第3章信息傳播影響力的估計75
31影響力估計的復(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競爭傳播過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89
341圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)89
342算法設(shè)計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問題121
612NP問題121
613NP完全問題 121
614NP難問題121
62信息傳播問題中的復(fù)雜度分析122
63信息傳播問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題130
711問題背景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題138
721問題背景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題144
731問題背景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題147
741問題背景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優(yōu)化控制問題154
751問題背景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題157
761問題背景157
762模型構(gòu)建158
763理論分析161
764算法設(shè)計163
77虛假信息交互量最小化問題165
771問題背景165
772模型構(gòu)建166
78虛假信息群組回音壁效應(yīng)最小化問題168
781問題背景168
782模型構(gòu)建168
79虛假信息跨虛實交互網(wǎng)絡(luò)傳播最小化問題169
791問題背景169
792模型構(gòu)建170
710虛實交互社交網(wǎng)絡(luò)中競爭虛假信息關(guān)注度最小化問題171
7101問題背景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題173
7111問題背景173
7112模型構(gòu)建173
712動態(tài)社交網(wǎng)絡(luò)中虛假信息多源頭溯源問題176
7121問題背景176
7122模型構(gòu)建177
713有符號在線社交網(wǎng)絡(luò)中凈正面交互信息量最大化問題178
7131問題背景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態(tài)傳播問題185
7141問題背景185
7142模型構(gòu)建186
7143理論分析195
第8章未來愿景與研究展望198
81社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播問題前沿?zé)狳c198
811異構(gòu)社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播模型研究198
812動態(tài)網(wǎng)絡(luò)演化模型研究200
813虛實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212