● 摘要
作为一种在众多领域中广泛存在的现象,传播过程可以描述现实世界中的若干重要问题。因此,对于传播现象的深入探索具有广泛的实际应用背景和重大的理论研究价值。掌握传播现象背后的机制对于阻止传染疾病的传播,或者加速有用信息的扩散具有重要的指导意义。在复杂网络理论中,底层网络的拓扑结构能够显著影响传播的结果。因此,探究传播动力学行为与网络结构的关系成为了传播现象研究的核心问题。
本文围绕信息扩散、疾病传播以及神经网络中信号传输等传播现象的传播机理进行了深入研究。首先,本文探究了在传播过程中起到关键作用的有影响力节点的拓扑特征。结合传播模型的动力学行为和真实数据的统计分析,本文对现实社交媒体中的信息传播流进行了详细的实证研究。结果表明,在一系列重要的社交平台上,有影响力的节点均位于网络中连接紧密的核心位置。除了关注有影响力节点的拓扑特征,本文还对在线社交网络中的信息传播模式进行了研究。通过比较信息流与网络结构,我们发现信息扩散是由三种传播类型(社交传播、自我推广以及广播)耦合的动力学过程。这三种传播类型的共存源于用户在在线社交网络中不同的固有传播行为。更为重要的是,研究表明信息与疾病的传播模式存在相当差异,这就对以往研究中采用疾病传播模型模拟信息传播的做法提出了质疑。另外,本文还研究了神经网络中信号传播的动力学行为,推导出了发生相变的阈值条件,并提出了提高系统动态范围的有效策略。最后,论文还关注了传播探测的问题。基于可激发网络的动力学特征,本文提出了探测网络中传播规模的有效方法,并通过数值模拟和实证数据验证了该方法的有效性。
以上的研究结果不仅有助于不同领域中传播动力学的理论分析,同时也为传染疾病预测和防控、病毒式营销等相关应用问题提供了实用的指导。
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