基于弹性碰撞的社交网络谣言传播模型研究与应用

摘要

随着在线社交网络(OSN)的迅速发展，谣言传播对社会生活的影响引起了人们的极大关注。谣言传播模型可以描述谣言在网络中传播的情况，帮助预测谣言传播过程，为控制网络谣言的传播，维护网络安全提供了关键性的技术支持。 本文在阅读大量相关文献的基础上，首先介绍了谣言传播模型的研究背景。然后介绍了一些经典的谣言传播模型，并对这些模型进行了分析，深入探究了谣言传播模型的组成部分和处理过程，并对这些方案的理论基础，设计思想进行了深入的研究和总结，发现传统的谣言传播模型没有考虑到在线社交网络的特性，因此并不适用于在线社交网络。在此之后，本文进行了以下工作。 本文研究了在线社交网络中谣言传播现象的规律，并受到球体弹性碰撞模型的启发，提出了一种全新的谣言传播模型，ECR模型(Elastic Collision Based Rumor Propagation Model)。本文研究发现，球体弹性碰撞的动力学现象与在线社交网络中节点间的谣言传播现象存在相似之处，并且弹性碰撞模型中的参数关系也可以应用于社交网络中的谣言传播模型。在ECR模型中，没有将节点直接分类为“Ignorants、Spreaders、Stiflers”，而是对应于弹性碰撞模型，将在线社交网络中的用户节点定义为以下三种状态:(1)不活跃，并且从没有传播过谣言，(2)活跃，并且正在转发谣言，(3)不活跃，但是曾经转发过谣言。本文对节点间的交互特性进行了数学建模，并且进行了传播概率分析和稳态分析，不但从个体角度详细描述了模型的各个属性，而且从整体角度分析了不同状态节点密度的计算方法。最后，本文进行了一系列仿真实验，通过实验验证了分析结果的正确性，同时对谣言传播模型中的属性做了更加细致的研究，例如对在线社交网络中平均出度、谣言迷惑度以及节点的综合影响力的研究。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2国内外研究现状

1．3研究意义及主要工作

1．3．1研究意义

1．3．2主要工作

1．4论文结构

第2章相关基础理论

2．1谣言传播模型发展的整体介绍

2．2社交网络介绍

2．3随机扩散模型

2．3．1独立级联(IC)模型

2．3．2线性阈值(LT)模型

2．4经典谣言传播模型

2．4．1传染病模型

2．4．2 DK模型

2．5复杂网络中的谣言传播动力学

2．6本章小结

第3章基于弹性碰撞的谣言传播模型设计

3．1球体碰撞模型中的动能转换

3．1．1球体弹性碰撞前

3．1．2能量转换

3．2受弹性碰撞启发的谣言传播模型

3．2．1模型中的状态定义

3．2．2谣言传播的初始时刻

3．2．3谣言传播

3．3对ECR模型的建模

3．3．1谣言传播模型中的参数设定

3．3．2对谣言传播概率的建模

3．4稳态分析

3．5本章小结

第4章基于弹性碰撞的谣言传播模型实现

4．1实现环境与数据集

4．1．1实现环境

4．1．2数据集

4．2 ECR模型实现

4．2．1拓扑构建

4．2．2 ECR模型实现

4．3 ECR传播算法实现

4．3．1“一对一”传播过程

4．3．2“一对多”传播过程

4．3．3“多对一”传播过程

4．3．4“多对多”传播过程

4．3．5传播过程算法整体实现

4．4本章小结

第5章实验与分析

5．1参数μR对谣言传播的影响

5．2参数(k)对谣言传播的影响

5．3参数E(X)对谣言传播的影响

5．4参数D(X)对谣言传播的影响

5．5与SIR模型的对比

5．6本章小结

第6章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文