本書介紹了移動社交網絡中信息傳播的建模與調控方法。全書共五章，分別為緒論、 惡意信息傳播過程動力學建模與脈沖控制方法、詐騙信息擴散建模與最優(yōu)控制方法、恐慌情緒信息擴散建模與多策略協(xié)同控制方法、信息傳播調控任務分配方法和用戶激勵機制。本書所提供的模型和方法可以擴展至眾多的信息傳播建模與調控相關的應用場景中， 具有一定的理論參考、方法借鑒和技術支撐價值。
本書既可作為計算機科學與技術領域的研究人員的參考書，也可作為新型網絡和移動社交網絡研究領域的研究資料。
移動社交網絡 (Mobile Social Network， MSN) 是移動網絡領域的前沿研究方向，是未來下一代通信技術和物聯網技術的重要組成基礎。借助于網絡技術的快速發(fā)展和智能移動終端設備的快速普及，MSN已經成為人們獲取信息、溝通交流、分享觀點和表達情感的主要途徑。MSN的發(fā)展為信息的傳播和共享提供了源源不斷的動力。MSN簡單、快捷和無距離的特點，使其深入到了每個人的生活中，特別是在新聞傳播、信息公開、網民互幫互助、品牌營銷、信息和知識共享等方面，MSN都表現出非常積極的作用�；诨ヂ摼W的MSN在眾多的應用領域都展現出其強大的魅力和廣闊的應用前景，吸引了工業(yè)界、學術界的廣泛關注。
然而，在MSN為信息時代產生積極意義以及人們利用MSN享受便捷高速的信息服務的同時，一些未經驗證的虛假信息也會流入到MSN中并有可能被廣泛傳播，給正常的網絡活動帶來嚴重的威脅和影響。因此，MSN中的信息傳播建模與調控問題，已成為MSN 應用基礎研究迫切需要解決的科學問題。解決該問題將為基于MSN的信息高效可靠擴散提供理論基礎和技術支撐，具有重要的研究意義。針對這一亟待解決且具有挑戰(zhàn)性的科學問題，本書介紹了作者在信息擴散過程動力學建模、信息擴散脈沖與連續(xù)最優(yōu)控制策略以及信息擴散調控任務分配方法和用戶參與調控任務的激勵機制方面的研究工作，具體內容如下：
首先，針對惡意信息會以病毒式的擴散形式在MSN中蔓延的問題，將MSN中節(jié)點之間可以通過短距離無線通信接口進行直連通信這一通信模式考慮在內，建立了一種通用的移動模型框架來刻畫節(jié)點在MSN中的隨機移動特性，并探索了節(jié)點移動行為對節(jié)點之間接觸率的影響。在此基礎上，分析了惡意信息傳播的演化模式、建立惡意信息傳播的動態(tài)演化模型；提出了一種針對惡意信息擴散的雙脈沖控制策略，建立了MSN中惡意信息傳播控制模型并從理論上證明了筆者所提出的控制策略最優(yōu)解的存在性和穩(wěn)定性。其次，針對MSN中詐騙信息擴散會給網絡用戶造成嚴重損失的問題，我們采用系統(tǒng)動力學建模方法，建立了MSN中詐騙信息擴散的動力學模型框架，并從理論上分析了詐騙信息擴散的趨勢和動力學模型的穩(wěn)定性。我們把詐騙信息控制問題建模為一個最優(yōu)控制問題，并將實施控制策略所需控制資源和詐騙信息給用戶帶來的損失共同建立為控制的總成本約束。在此基礎上，提出了針對惡意信息擴散的連續(xù)控制策略，并以總成本最小為優(yōu)化目標，基于最優(yōu)控制理論，推導出控制策略的最優(yōu)解分布。
再次，針對恐慌等負面情緒會隨用戶之間交流和溝通而感染和蔓延的問題，我們通過引入用戶在情緒蔓延時的潛在狀態(tài)這一概念，考慮情緒蔓延時個體的復雜心理活動和個體之間的相互作用，建立了MSN中情緒傳播框架和情緒傳播動力學的計算模型。針對不同狀態(tài)的用戶，提出了情緒擴散的接種、檢疫和治療的三種協(xié)同控制措施并將情緒擴散的控制問題轉化為最優(yōu)控制問題。此外，從理論上證明了三種協(xié)同控制措施最優(yōu)控制解的存在性和唯一性，并進一步推導出其最優(yōu)控制解。
最后，針對如何在MSN中以分布協(xié)同的方式來高效地實施信息傳播調控方案和如何激勵用戶參與任務的問題，我們提出了一種新穎的群智信息傳播調控任務實施框架。針對同質控制任務，設計了一個基于Stackelberg游戲的用戶激勵機制，求解出Stackelberg 均衡解和每個用戶的最佳策略，并提出了管理者最佳預算的求解方法。針對異質控制任務，提出了一種基于實時在線逆向拍賣的激勵方法，實現以最快的速度將任務分配給用戶，并從理論的角度證明了該激勵方法符合任務及時性、計算高效性、個體合理性、平臺收益性和價格真實性等不可忽視的經濟學性質。
本書由國家自然科學基金項目62102240、 61872228，中國博士后科學基金項目2020M683421和陜西省科技計劃項目2020ZDLGY10-05等資助出版。非常感謝陜西師范大學計算機科學學院王小明教授對本書出版給予的大力支持。同時，感謝陜西師范大學計算機科學學院物聯網與普適計算科研團隊的老師、博士生和碩士生對本書撰寫提供的幫助。 感謝西安電子科技大學出版社的編輯們對本書所做的細致修改工作。
由于本書的相關研究尚處于探索階段， 同時限于作者的學識和經驗， 書中難免有不妥之處， 誠望各位專家、同行和讀者批評指正。
作 者2021年6月
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外關于信息傳播的研究介紹 8
1.2.1 信息傳播過程建模 8
1.2.2 信息傳播過程調控 10
1.2.3 信息傳播控制任務分配 13
1.3 研究內容與結構 15
第二章 惡意信息傳播過程動力學建模與脈沖控制方法 20
2.1 系統(tǒng)模型 21
2.1.1 網絡傳輸模型與節(jié)點移動模型 21
2.1.2 惡意信息擴散規(guī)律 23
2.2 節(jié)點移動行為對信息擴散的影響 26
2.3 惡意信息傳播過程動力學建模 29
2.4 惡意信息擴散脈沖控制方法 30
2.4.1 惡意信息消亡的τ-周期解的存在性 32
2.4.2 惡意信息消亡的τ-周期解的穩(wěn)定性 34
2.5 仿真實驗和分析 41
本章小結 54
第三章 詐騙信息擴散建模與最優(yōu)控制方法 55
3.1 詐騙信息擴散動態(tài)過程建模 57
3.2 詐騙信息擴散模型穩(wěn)定性分析 64
3.3 詐騙信息擴散最優(yōu)控制方法 67
3.4 仿真實驗和分析 73
3.4.1 擴散模型驗證 75
3.4.2 控制策略驗證 76
本章小結 83
第四章 恐慌情緒信息擴散建模與多策略協(xié)同控制方法 84
4.1 情緒信息傳播動力學計算模型 87
4.1.1 情緒信息傳播機制 87
4.1.2 情緒信息傳播過程建模 89
4.2 情緒信息傳播協(xié)同控制策略 90
4.3 情緒信息傳播最優(yōu)控制方法 93
4.3.1 情緒信息傳播最優(yōu)控制方法形式化描述 93
4.3.2 情緒信息傳播控制最優(yōu)解的分析 94
4.3.3 情緒信息傳播控制最優(yōu)解的推導 96
4.4 仿真實驗和分析 100
本章小結 111
第五章 信息傳播調控任務分配方法和用戶激勵機制 112
5.1 系統(tǒng)模型 112
5.1.1 群智信息傳播調控任務實施框架 113
5.1.2 同質控制任務模型 114
5.1.3 異質控制任務模型 115
5.2 同質控制任務激勵機制 117
5.2.1 用戶理論最優(yōu)策略 117
5.2.2 用戶策略納什均衡 119
5.2.3 同質任務用戶激勵機制設計 121
5.2.4 管理者最優(yōu)策略 123
5.3 異質控制任務激勵機制 124
5.3.1 機制設計目標 124
5.3.2 異質任務用戶激勵機制設計 125
5.3.3 機制性質分析 127
5.4 仿真實驗和分析 130
5.4.1 同質任務實驗結果 131
5.4.2 異質任務實驗結果 134
5.4.3 大規(guī)模場景實驗結果 137
本章小結 139
參考文獻 140
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