复杂社会网络（精选8篇）
复杂社会网络 篇1
当代人类生活实践的几乎所有方面都被在全球范围内流动着的信息所渗透和改铸, 新技术的大量涌现通过网络与流动增强了全球性的相互作用和相互影响。生活在高科技时代的人们都能感受到科技发展及其对人类社会的影响, 以互联网技术为例, 它给予人类社会的多方面深刻影响以及社会本身因此而发生的巨大变迁正日益显现在世人面前。事实上, 从某种意义上说, 这种变迁最终表现为网络社会的到来, 这一崭新的人类社会文明形态既不同于传统的农业社会也有别于工业社会, 它是正在被建构和形塑出来的全新的社会模式。当代的人类实际上已经不知不觉地生活在一个充满着各种各样的复杂网络的世界中, 当人们在考察社会生活时, 也正是他们正在查看网络的时刻。在网络系统中, 网络连接结构错综复杂, 而且这些网络连接结构会随时间的流逝而发生变化, 并导致不确定性的产生。复杂性理论认可这样一个事实, 即:网络中的节点可能是具有分叉和混沌等复杂非线性行为的动力系统。因而, 网络中的每个节点都具有复杂的时间演化行为, 并且网络中还存在着各种复杂性因素之间的相互作用和相互影响。这表明, 人类社会的网络化加剧了现代社会世界的复杂性。
一、社会科学中的社会网络分析
从社会科学本身的发展历程上看, 社会思想家们很早以前就已经认识到将社会行动者连接起来的关系的重要性, 但是这种早期的认识是非常含蓄的。孔德最早从结构视角清晰地描述了社会生活, 并首次提出社会网络分析也是一种观察社会的方式, 他主张根据社会行动者之间的相互联系来考察社会。齐美尔认为, 社会结构的一个主要特征就是其网络特性。无论社会结构展示了其他什么维度 (文化的、行为的、生态的、世俗的、心理的等等) , 支柱仍然是处于一定位置之上的、和他人交往并交换资源的人之间互相联络的体系。在韦伯看来, 经济和社会结构与文化产品和人类行为之间存在着复杂的因果关系网, 并且, 意识系统与社会结构之间的关系也是多方面的, 多种多样的, 其因果联系是双向的, 并非仅仅从经济基础到上层建筑这一个方向。由此可见, 网络分析对社会结构的理论发挥着很大的效力。在社会科学中, 以对社会行动者之间的互动研究为基础的结构性方法被称为社会网络分析。社会网络分析所研究的关系通常是那些将个人联系起来的关系。社会网络方法基于一个直觉性的观念, 即行动者嵌入在其中的社会关系 (即社会结构) 的模式对于它们的行动结果有着重要的影响。因而, 社会网络分析是社会研究的一种常规方法, 它具有结构性以及系统性的特征;而且, 社会网络分析也是一种观察社会的方式, 即根据社会行动者之间的相互联系来考察社会, 几乎所有二十世纪的社会科学界都浸淫在结构功能主义的方法论中。作为源自于联系社会行动者的关系基础之上的结构性思想, 社会网络分析业已成为社会科学研究的重要领域。学者们认为, 社会网络分析是对传统主流社会研究中的个体主义分析范式的一种超越。在当今的全球化时代, 基于科技发展和创新而产生的新型的社会结构不断涌现, 这引发了当代社会科学家们的极大关注。他们发现, 传统的网络研究中的结构主义分析范式已不适合用来解释这些崭新的社会结构。有鉴于此, 学者们转而寻求观念上的革新, 他们把世界的本质和规律均看成是动态演化和网络式的, 而且正是这种动态网络性准确地表征了当今客观物质世界 (包括社会世界在内) 深层次的复杂性和内在统一性。例如, 圣菲研究所的科学家们主张把客观事物看成完整的关联网, 对它的分析不能采用还原论方法, 只能采纳基于复杂性的整体论方法。
二、网络社会论
伴随着网络分析理论的兴起而来的, 是越来越多的社会科学家加入到社会的结构性研究当中。对于社会网络研究领域来说, 卡斯特的研究成果最受人们的重视, 他在《网络社会———跨文化的视角》一书中指出:我们人类现在所生活于其中的这个社会, 是一种以高度组织结构复杂性和信息网络连接为特征的社会;信息技术的发展使得作为社会单元的个人或组织能够在任何空间、任何时间进行交互活动, 并且, 随着纳米技术的出现以及微电子与生物工程和物质之间的趋同将会导致一种全新的人类生存模式, 这种生存模式可以表征为人类生活和机器生活之间的界限日趋模糊化, 网络也由此超越了时间和空间的界限, 甚至于将时间和空间的交互作用从我们的内部自我扩展到了人类活动的整个领域。再者, 从拓扑学的视角看, 伴随着全球一体化和社会网络化而来的, 是时间和空间扭曲成新的拓扑结构, 这种新的时空关联新形式深刻地影响了人类社会的形态以及人们的社会关系。在当今时代, 社会网络化的增强, 其动力源自基于时间体系且超出人类知觉的技术的不断发展与创新, 人们的现实生活被机器、网页浏览器 (以及播放器) 、软件、电子文档、对象、数据库等组成的极端复杂的网络包围着。从而, 网络与流动一起, 共同地赋予世界以新方法来增进人际交往和沟通, 并籍此给社会世界中的人们提供了前所未有的分享知识的机会。
社会网络分析把结构与功能及其相互关系看做是其研究的主要内容, 而结构与功能的相互作用特别是其对网络演化的影响则是复杂网络研究需要解决的重要的问题。人们认为复杂网络是对复杂系统非常一般的抽象和描述方式, 因为它突出强调了系统结构的拓扑特征, 从而, 复杂网络为研究社会复杂性提供了一种新的描述方式, 可以加深我们对社会结构的深入了解。从系统理论的视角看, 我们可以把网络看成是一类系统, 而它的子系统是网络的结点, 子系统之间的关系是网络的边。利用已有的系统科学的概念和分析方法, 人们可以认识复杂 (社会) 网络的整体演化行为。从而, 我们也可以这么说:如果从时空的角度上来考量, 对社会网络时空特性的描述就是对社会系统时空性质的描述。
在社会科学理论中, 网络思想可以追溯至齐美尔的社会学作品, 这些作品探讨了基本社会单位的关联模式, 从网络思想史的发展角度上看, 其学术思想的发展深受人类学范式的影响, 作为一种社会理论纲领的网络思想或网络分析一直以来在社会学甚至人类学中均具有相当大的影响力。网络分析的主要观点被人们表述为:“当我们赋予像联合、社会结构和社会等术语以一种更符合我们所实际观察到的意义时, 这些术语可能是有用的。与其他事物相比, 这件事需要着力将这些社会单位看成是个人以种种方式相互联系而形成的:这些人一系列有目的的行动构成了一种极不稳定的模式;而采取行动的这些人在很大程度上是计划不了和预见不到行动的发展方向和结果的。”从而, 网络思想主张网络中的行动者其行为及其结果具有不可预见性, 换言之, 在网络社会中, 社会行动者的行为结果在时间和空间方面具有复杂性的特性。事实上, 在科技高强度渗透日常生活的当代社会中, 借助于网络和流动, 就可以实现人类社会实践的跨时空移动, 而且, 这些社会实践往往会发生在人们料想不到的具体的和高度复杂的地点。
三、网络社会的复杂性
得益于信息的社会共享以及全球化的大力助推, 网络不仅构建了一种不同于以往的社会形态, 而且还加快了作为一种全新社会模式的网络社会的生成。经济行为的全球化以及组织形式的网络化是网络社会的重要特征。正如卡斯特所指出的, 在网络社会中, 动态的流动的逻辑取代了静态的结构的逻辑, 这种转向表现在:在当代社会中, 物质和工业产品的重要性被无所不在的信息和通讯所替代。从时空社会学的视角上看, 在网络社会中, 作为一个巨大而开放的结构体系, 网络具有能够无限扩展和延伸自身的无限潜力, 而且它能够通过改变空间以及时间的物质基础来构造出一个流动的空间和无限的时间。在传统社会中, 地域性的空间在社会活动领域中起主导作用, 而在网络社会中, 网络的出现以及彼此之间的相互连接使得信息在全球范围内实现即时流动, 从而形成了流动空间。流动空间使传统意义上的地域丧失了意义, 它在当今的社会活动领域中起主导作用, 因为它使人类的一切社会活动在地理上获得无限延伸, 因而, 网络社会构建出了一种新的社会时空, 其社会结构是高度动态、开放的系统。它可以跨越时空的限制而创新出更多、更新的结构形式。网络自身所具有的时空抽离性、互动性、平等性、开放性等特点, 从社会变迁的角度上看, 也正为生产方式和经济形式的创新提供了丰富的契机, 并成为支配和改变我们社会的重要源泉。
汤因比曾经说过, 社会是人类相互关系的总网络。在全球化时代, 全球性的“厚度”———各类相互依存网络的密度不断加强, 与过去相比不仅仅是程度的差别。一般地, 这种厚度被人们理解为:不同的相互依存关系在更多的不同方面更深地相互交叉。因此, 发生在某地某个方面的事件可能会对其他地方其他方面产生深刻的影响。正像在“混沌”的科学理论和气候体系中一样, 一个地方发生的不起眼的事件可能起到触媒的作用, 其影响在后续时间中和在其他地方可能会产生非常广的影响, 即人们通常所说的“蝴蝶效应”, 这些系统非常难以理解, 因此它们产生的效应常常难以预测。当这些系统是人类系统时, 人类总是为压倒对手不遗余力地工作, 通过出其不意的行动获取某种经济、社会和军事的优势, 因此, 如同约瑟夫·S.奈和约翰·D.唐纳胡在《全球化世界的治理》一书中所指出的, 我们可以预想, 全球性本身渗透着巨大的不确定性:一方面, 不断增加的复杂性与不确定性之间存在连续不断的竞争;另一方面, 政府、市场行为者等行为体试图了解并管理越来越复杂的相互关联的体系。
从某种意义上来说, 全球社会首先是网络社会, 即网络社会是一个全球化社会。网络表征了结构, 因而, 从行动与结构的关系上讲, 在网络社会中, 每一个人都不可避免地要受到这个主要社会结构进程 (即全球化进程) 的影响, 其原因在于:塑造并控制地球上所有角落的人类行为已被纳入这一全球网络的范围之内。在当代社会, 正如厄里所指出的那样, 社会-自然现象不可否认地已经网络化了, 并且, 这些相关网络之间的动态性和涌现性共同彰显了全球联系的强相关性。再者, 从时空的视角上来看, 在全球化时代, 各种各样的自组织系统之间的共同演化和相互作用正在延展和重组当今时代中的社会网络, 而这导致了时间和空间的剧烈的扭曲, 使得网络变得更加不稳定和产生出动态系统的特征, 即导致了网络社会复杂性的生成。
网络社会复杂性的表象呈现出多种多样的情形。第一, 网络本身具有复杂性, 它不仅涉及到人, 而且牵涉到物。在当代社会中, 网络并非直接地、单独地源自人类的目的与行动, 因为诸如机器、电子文档、实物以及其他技术等也会渗透其中, 这使得网络本身“错综复杂”化。因而, 如《全球复杂性》一书作者厄里所指出的, 在现实中, 并不存在所谓只涉及到人的“纯粹的”社会网络, 存在的只是人与物混杂的“物质的世界”, 此“物质的世界”会牵涉到各种奇异的、复杂的社会以及各种各样的器物。换言之, 我们所说的社会中的网络并不仅仅涉及到人, 它还涉及到了新的机器与技术的布局, 这些新机器和新技术将会通过网络扩充自身的时空疆域。在由这些新技术所催生出的“全球化时代”中, 地区与地区之间、民族与民族之间的距离似乎被戏剧性地压缩了。
第二, 由于在网络中存在着反馈机制, 特别是正反馈机制, 使得网络不可能处于一种长期的稳定状态。正是正反馈的存在及其所起到的重要作用, 如厄里所指出的, “随着时间的演化, 网络不会趋向于平衡态。随着时间的演化, 总会发生动态的、不可逆的变化, 这种变化使得网络不可逆地、并且是不可预见地依赖于自身的拓扑特征而远离平衡态。”
第三, 技术产品渗入网络后所具有的“自组织”能力, 会引致复杂性的后果出现。技术产品作为一种“外来物”, 一旦进入生活世界中, 如同《风险社会及其超越:社会理论的关键议题》一书所指出的, “它们就开始与其网络化环境产生互动, 从这一时点开始, 科学家和工程师就无可避免地失去了对他们的创造物所产生后果的控制。”由于网络的存在, 在社会世界中, 这种人为制造的不确定性或潜在危险不仅在空间上弥散, 也在时间上弥散, 并且其影响在时空上没有边界。
第四, 网络社会的复杂性还表现在网络中信息的即时流动以及随之而来的全球相关性的不断增强上。正如我们所熟知的, 几乎所有形式的人类实践活动都离不开信息的协助;正因为如此, 那些能够把信息支撑起来的各种技术得以大量普及。厄里指出, 正是由于这些技术的大量普及, 使得“信息发展 (informationaldevelopment) 中的复杂性和时间上的不可预见性随之出现在某些特定领域的信息传播过程当中。人们通过分散的基地和各种各样灵活多变的网络对技术进行重新组合。这些不同的技术 (特别是曾经处于分离状态的生物技术和微电子技术) 不断地被整合进完整的信息系统当中, 而这些完整的信息系统又允许各种组织在全球时代发挥作用。即时的电子脉冲使这些完整系统产生了‘无时间性的时间’ (timelesstime) , 而且也为新流动的产生和发展提供物质上的支持。信息的即时流动是不断增长的全球相关性的前提和基础。”
四、结语
总之, 在全球化时代的社会世界中, 网络引致了社会复杂性的产生, 它使现实世界中人与事之间的时空连系得到永久的拓展, 并且使信息能够即时地向各个方向扩展。此外, 网络也被学者们看做是全球时代的一个重要隐喻, 因而对于社会分析而言, 网络分析具有十分重要的意义, 网络分析强调偶然性、开放性以及不可预见性等这些自然世界和社会世界所共有的特征, 明示着复杂性方法之于全球过程分析的重要性。
参考文献
[1] .詹姆斯·B·鲁尔.社会科学理论及其发展进步[M].沈阳:辽宁教育出版社, 2004
[2] .约瑟夫·S.奈、约翰·D.唐纳胡.全球化世界的治理[M].北京:世界知识出版社, 2003
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网络化软件的复杂网络特性实证 篇2
关键词 网络化软件 复杂性 实证
中图分类号：TP31 文献标识码：A
0引言
计算机和互联网从诞生以来，应用范围一直在迅速扩大。尤其近些年，随着互联网和计算机的普及，已经渗透到了我们生活的方方面面，逐渐改变并在持续改变着人们的生活方式。目前，随着万维网和互联网的不断发展，软件的技术变革也在逐渐加快，软件的网络化趋势日益明显，随着网络技术的进步，网络化应用必将会在未来软件发展上占有重要位置。
1网络化软件的的发展
网络化软件作为互联网环境中的复杂软件系统的抽象，是各种不同的网络信息、网络服务、拓扑结构等共同构成的一种动态的面向服务的计算机典型形态之一。网络化软件更加突出以“用户为中心”的服务理念，让用户可以获得更好的使用体验。
1.1网络化软件的主要特点
随着网络化的不断普及，按需服务和以“用户为中心”的服务理念也越来越被人们重视，整个网络软件的发展看，主要有以下特点：满足个性化和多元化的客户需求是网络软件开发的主要指导方向；在互联网中通过虚拟化的服务来实现开发。从计算机的发展来看，我国现在正是朝着信息时代快速发展的阶段，计算机软件一定会在这个时期取得重要的发展。
1.2网络软件的发展现状
计算机网络的发展历经了从传统的计算机网络控制到现在的计算机系统控制，随着计算机网络的发展，在人们工作、生活中扮演的地位也是越来越重要。目前最受到人们重视的是以网络化、共享化和资源化为主的网络技术，网络化系统的开发是目前形成人网互交的重要基础。
2网络软件技术的复杂性分析
网络化软件本身就具有复杂性的特质，这也是计算机软件工程面临的巨大挑战之一。如何能够更好的管理和控制计算机软件的复杂性并科学的评价软件质量，一直就是我们研究的重要方向。计算机软件与计算机网络的结合越来越广泛，由于网络的复杂性，导致整个对软件复杂性的评估变的更加困难。
网络软件技术本身处在互联网的复杂环境之下，如何有效地描述和刻画计算机网络的组织形式，需找寻并发现其中的规律性，是在新时期计算机网络复杂情况下，有效认识计算机软件的基础。只有通过科学的方法对计算机复杂的人工系统结构特性进行认识，才能有效的控制计算机网络化软件系统的复杂性，进行更好的改进，以及进而创造出更复杂的计算机软件系统。
随着Internet和www的不断发展，彻底改变了传统软件PC的形态，并且在发展的过程中逐渐的融为一体。网络化软件在强调“按需服务”的同时，展现出了网络化软件在多元素中的核心地位。广大用户是整个网络系统中的能动性主体，既是系统的受益者和服务者，也是系统的制造者和个性化需求的提出者，“社会化”体现的网络用户在使用过程中的创新价值。
从生态视角的角度去看，网络软件的复杂性主要是基于不断变化的动态网络环境之下，整个网络软件的设计中，除了要考虑使用性能等必要因素外，还需要考虑文化、经济、政策等其他因素。所以，维持网络化软件的健康要从内部技术因素和外界干扰两个方面入手，是一个不断相互适应改进的变化的过程。在不同的历史时期，不同的外部环境会造就不同的网络化软件的复杂性，针对环境和需求这两方面的不断变化，网络软件在不断的发展、优化并自身完善。
2005年以后，一些针对于复杂网络理论的软件结构复杂性度量方法并相继提出，可以说是在网络软件复杂性研究的理论上做出的很大的进步，对传统的研究方法做出了深化的研究。并且随着网络思维的系统化发展，动力学行为研究开辟了一条不同于传统的研究路线。为网络软件的复杂性研究提供了更多的研究切入点和研究理论，除了对网络软件的复杂性结构进行了研究，还在探索并且建立网络化软件的行为模式、特征与结构的相互作用上，建立起了很多量化的指标研究策略。因此，建立科学合理的研究度量体系，可以更好的设计和评估网络软件的复杂性，从而更好的确保网络软件的发展。
3结论
计算机从诞生以来，计算机网络的发展就为人类的发展带来了革命性的变化。计算机软件工程是计算机网络使用的重要工具之一。从整个网络发展来看，不仅规模巨大，而且各种元素交织在一起，错综复杂。随着网络化软件的用户不断增多和应用领域的日益广泛，使得网络软件面临着越来越大的考验。本文着重对网络化软件进行了研究和分析，笔者相信，在不久的将来，我国的网络化软件一定会取得更大的发展和进步。
参考文献
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[2] 汪北阳. 加权软件网络的建模、分析及其应用[D].武汉大学，2012.32（16）：123-125.
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[4] 秦蕾. 网络化软件的复杂网络特性实证[J].黑龙江科技信息，2013.15（13）：20-24.
复杂社会网络 篇3
市场上每年都有许多新产品出现,但每种新产品上市获得成功及成功的程度是各不相同的。 Tom. Haar在报告中指出,有近80% 新投入的产品并没有在市场上长久存活,绝大多数新产品均会遇到创新抗拒［1 － 2］。而创新抗拒( Innovation Resistance) 被认为是消费者在面对创新事物时所产生的天然反应,主要表现为拒绝、延迟和反对这3种类型［3］。 因此,企业必须关注那些可能造成创新扩散失败的因素,降低新产品扩散的风险。
在影响新产品扩散或消费者购买决策的因素中, 消费者所属的社会网络及其群体的影响不可低估［4］。 社会网络在新产品扩散过程中的重要作用已被大量研究证实。Rogers［5］特别指出,人际关系会影响个人对于创新产品的态度与购买决策。创新在消费者中的扩散实际上是创新在人际网络中的传播,在此过程中消费个体不可避免地会受到自己所处社会网络的影响［6 － 7］。此外,学者在定价、促销政策、分配、发布策略等多个层面对社会网络效应进行了实践检验［8 － 10］。
复杂社会网络以往的研究对象涉及现实经济系统中的各个不同领域、不同类型。如Watts、Stroga- tz［11］及Newman［12］等学者引入复杂社会网络理论对全球电影演员合作网络进行了研究; Parhi［13］以汽车零配件制造、供应商的关系为研究对象,研究了汽车零配件供应链网络。随着复杂社会网络研究的深入,越来越多的学者开始研究真实社会网络的拓扑结构并试图解释网络结构是怎么样影响创新扩散的。 Abrahamson和Rosenkopf［14］提出了网络结构效应的另一种数值模型,他们质疑了被广泛接受的假设, 即创新扩散是充分的,或扩散过程会一直继续,直到每一个潜在采用者采用,他们的质疑成为本研究的基础。然后,他们研究了消费者在面对从众压力的情况,如增加前期使用者的数量,创新扩散的动态过程,数值上证明了不完全采用的可能性,即存在创新抗拒。特别是,他们研究了社会网络结构( 网络节点密度,网络压力点,网络内部边界的薄弱点) 是否能够完全影响创新扩散。
不少学者开始研究创新扩散行为( 过程) 与社会网络( 包括企业网络与群体网络) 结构间的关系。如李卓蒙［15］提出个人是否采用创新是任意时刻相邻个体博弈的结果; 赵良杰等［16］认为个体是否采用某一新产品,主要受其自己偏好和其所处社会网络环境的影响,这些影响最终累积转化为个体在某一时刻采用新产品时获得的效用。赵正龙、陈忠、 李莉［17］基于企业间合作关系网络的拓扑特征构造了具有自然选择特点的创新扩散过程。研究发现,创新扩散过程受网络拓扑结构和企业行为模式的影响; 企业网络的结构性差异会显著影响网络上各种动力学过程,进而影响网络的整体功能。
在营销领域,Goldenberg、Libai和Muller［18］从复杂网络的视角解读过口碑传播的渠道,实质也是想要了解创新通过在微观层面个体之间的相互作用如何扩散。Lee和O'Connor［19］建立了关于具有网络效用的产品发布策略和成功之间关系的经验模型。 其研究结论是,用户规模的大小和发展速度对产品的长期业绩起着关键作用,即在早期阶段建立网络效应对创新扩散的成功意义重大。
综上所述,现有研究在研究内容上关注社会网络是如何影响创新扩散过程的,没有研究扩散失败( 即最终出现创新抗拒) 的情况,有些只证明了创新抗拒是存在的,这就给研究消费者所处的复杂社会网络与创新扩散失败的联系提供了方向。在研究方法上从以前的定性分析转向了定量研究,采用建模的方法,试图通过分析社会网络中微观个体的行为,以得到宏观层面的结果,这种方法是可以借鉴采用的。
不同的复杂网络类型对消费者的影响不同,其原因是不同复杂网络内部成员的互动沟通方式是不一样的,这种互动的方式,抽象出来体现为不同的网络结构。所以,本文实质上主要致力于考察创新( 产品或服务) 在复杂社会网络中扩散的情况,其中的创新抗拒有两层含义,一是指个体消费者对创新采取的拒绝采用的行为,二是指宏观层面( 整体规模上) 的创新抗拒,即如果创新在社会网络中扩散的程度不高,就可以认为在其社会网络中出现创新抗拒。
2建模理论基础及过程
本文主要研究复杂社会网络结构与创新抗拒( 扩散失败) 的关系,创新抗拒出现在创新扩散的过程中,要进行仿真研究,就必须借助扩散模型, 同时选择合适的复杂社会网络模型借以代表实际的社会网络。
2. 1创新扩散模型
至今为止,对于创新扩散模型的研究,根据研究方法侧重点的不同,大致可以分为宏观层面创新扩散模型的研究,微观层面创新扩散模型的研究( 见图1) 。宏观层面创新扩散模型侧重于统计社会网络中总体的采纳数量,微观层面创新扩散模型侧重于对社会网络中的个体采纳行为进行模拟。
2. 2本文所采用的扩散模型
Padmanabhan、Rajiv和Srinivasan［20］从略微不同的角度研究了社会网络效应如何影响新产品扩散的成功或失败。其研究指出,消费者不仅关注用户群大小( 即其社会网络中采纳创新人数的多数) ,同时还关注产品质量,这和本研究的模型类似。他们起初假定消费者对产品质量的评价是一致的,然后逐渐放宽假设条件。本研究模型假设该变量呈正态分布,与罗杰斯的实际研究结果是一致的。
消费者往往处于复杂社会网络中,创新信息主要通过这些复杂社会网络进行传播,所以复杂社会网络可以看作是创新扩散的载体,创新扩散实质上是,网络个体间的相互作用,最后表现出一种宏观上的扩散成功或者创新抗拒。所以本文选择采用微观扩散模型,认为消费者是否采纳创新主要受到产品本身及自己所处的社会网络中其他人的影响及消费者自身因素的影响。消费者的决策模型如图2所示,而本文的研究模型如图3所示。
为了弄明白社会网络是否以及如何影响创新抗拒,本文开发了如下仿真模型来解决这一问题。本文建模基于以下假设:
假设1: 经济人假设,身处复杂社会网络中的消费者会综合考虑采用创新所带来的效用及支出, 做出决策。
假设2: 本文中的创新产品指代一般大众消费品或服务。
假设3: 本文忽略环境因素所带来的影响。
单个消费者是否愿意采取创新的产品或服务是由3个主要建模元素组成: 产品( 或服务) 的独立效用,社会网络的影响和消费者内在的抗拒。在此忽略营销活动对创新扩散的影响,认为营销活动的影响会通过社会网络中口碑传播等形式影响消费决策。
消费者i在t时刻愿意采用的产品或服务的意愿是
Uit表示消费者i在t时刻使用某产品或者服务的意愿,Uit的值大于零时,消费者采纳创新,其值小于等于零时,抗拒创新。
Qi表示消费者i所感知的创新性产品或服务的内在属性( 表现为其质量或工艺性能) ,即创新能够满足消费者i的某种需求,其值大小不受其他用户是否采用的影响。这里假设Qi相对于时间表现为常数值,且其值服从均值为Q、方差为S2的正态分布。
a Ni( t － 1)表示社会网络效应造成的影响,即消费者i的选择受到市场上所有其他顾客对创新使用情况的影响,本研究模型假设消费者只受到局部社会网络的影响。也就是说,Ni( t － 1)表示在t - 1时刻消费者i所在的局部网络中邻居( 比如朋友和家庭成员) 使用创新的占比。比例系数a表示社会网络影响相对于个体总体收益而言的权重。
最后,Ri表示消费者i对于创新性产品或服务固有的内在的排斥程度。此排斥效用在某种程度上可以被认为是一个阈值,当消费者采用该创新的益处( 产品本身的效用与社会网络效用的总和) 超过该阈值时,顾客才会购买该创新性产品或服务。换句话说,消费者i将在公式2 - 1中UM it的值为正时购买创新性产品。假设最初有若干人倾向于采用创新,他们会在没有社会网络影响的情况下购买创新性产品( 如Ni0= 0) 。他们满足条件: Ri< Qi,亦即所谓的 “创新者”。随着创新在市场上的扩散,更多的人会在前人的影响下变成使用者,即市场上逐渐出现早期采用者、早期采用大众。注意Ri是受时间影响的变量,因为保守程度代表用户的创新性或对待创新的内在态度,正如Katz和Shapiro［21］所指出的,Ri可认为遵守均值为 μ,方差为 σ2的正态分布。
正态分布被广泛用来表示顾客的异质性或者差异性［22］。
2. 3仿真过程
仿真过程通过Matlab 7. 0实现。
第一阶段: 在这一阶段设置仿真模型中的所有参数值( 表达式) ,每个消费者所感知的产品或服务的内在属性被指定一个数值,所有赋值是服从正态分布的。根据小世界的运算法则,消费者所处的复杂社会网络对其决策的影响,由参数p表示,p值将决定扩散模型中所运用的网络类型或者网络连接的拓扑结构。
第二阶段: 为了创新扩散的进行,要初始化模型,简而言之,要设定最先试用者的比例,这部分人不会受到社会网络中其他人的影响,他们使用产品可能仅仅是因为自身喜欢创新也可能是因为容易受到市场宣传等因素的影响。根据Rogers的研究, 这部分消费者占到总体消费者的2. 5% ,当然这个数值并非对所有的创新适用,但它具有一定的参考价值。通过调整Q,s2,u,σ2的值来确定最先试用者的数量。反映在公式2 - 1上就是Ri< Qi。如果Ri> Qi或者Ri= Qi消费者i在创新刚开始扩散时是不会采用创新的,因为绝大部分的消费者是属于风险厌恶型的,除非消费者i的社交圈中开始有 “朋友” 向他传播这项创新,即i的决策受到了复杂社会网络的影响。
第三阶段: 仿真过程会从计算Ni0开始,即计算所有可以接触到最先试用者的消费者。对于处于复杂社会网络中的个体消费者i而言,如果他所感知创新的内在效用及社会网络效用a Ni( t - 1) 的总和大于其内在的消费抗拒,他就会采用创新,反之, 他不会采用,仿真过程按照这一规则循环进行。
3仿真结果及分析
3. 1基本特征
为了检验仿真模型的效果,本研究检验了3个基本的外生因素。
首先,图4反映了当改变早期采用者的数量时, 创新扩散曲线的变化。可以看到当初始使用者的数量越大时,扩散过程越快; 初始使用者的数量越小时,越容易出现创新抗拒的情况。这个结果符合人们的常识,当周围有很多人使用某种产品时,人们可能理所当然地认为它不错,或者出于从众心理, 做出购买决策,而且如果觉得使用效果不错,会向其他人推荐,这样的推荐又会加速产品扩散的进程; 当周围使用该产品的人数较少,面对此类产品时, 人们决策的时间会比平时长,而且在心理上,大多不愿成为第一个吃螃蟹的人,所以采用的意愿很弱。
其次,本文单独分析Qi的作用,当均值Q变小时,在扩散成功前,可能出现扩散失败的情况。 这一结论也符合一般常识,均值Q代表当人们感受到的创新的质量或者某些功能的效用,如果Q值小, 表明消费者认为使用创新可以带来的效用小,当创新的相对优势较小时,创新进入市场的困难就加大。 最后比例常数a代表社会网络中其他个体对于消费者i的影响,研究者发现a值与Q值一样,当其值较大时会加速扩散过程; 当a的值低于一定的水平, 在扩散过程中途停止,扩散失败,其图形类似于图4。
最后,研究者还检查p和其他网络测度指标的关系,比如与群体中心性的关系。群体中心性衡量的是具有最高度的节点与网络中所有其他节点的不同。群体的中心性与重新连接概率p有着十分密切的关系,如图5 ( 数据点是由1 000次的模拟平均值获得) 所示,随着p值的增加,群体中心性变大, 但p值增大到一定数值时,p值对群体中心性的影响减弱。总的结果表明,作为子网络连接桥梁的增加( p值较大) ,群体中心性增加,个体的异质性增加。但WS的小世界模型的中心性的变化是相当小, 主要因为连接分布与较大的p值可由泊松分布来近似［23］。小世界网络的这个属性与无标度网络存在很大差异,无标度网络中其他所有的节点都会连接到一小部分所谓的 “社会枢纽”的节点上。
3. 2仿真结果
3. 2. 1扩散失败。首先,通过调节p值,可以模拟消费者所处的不同社会网络的结构,模拟实验表明, 增加p的值与子网络连接数量呈现正相关。图6显示了在1000模拟实验中部分“失败”扩散或者遭遇创新抗拒实验的比重。根据Rogers关于创新采用者的分类,本研究定义,当创新的采纳人数在达到消费人群的16% ( 即创新者和早期采用者的总和在总人群中的占比) 前停止扩散,就认定创新扩散失败即创新扩散遭遇抗拒。参照图6发现,p值很大时, 创新扩散更加可能失败。要特别说明的是,本研究的仿真实验中,除了网络结构不同,其他参数相同, 也就是说都是相同的所有实验。这一结果表明,创新在有过多子网络连接的小世界网络中反而更容易遭遇创新抗拒。
3. 2. 2网络拓扑结构和网络传播的影响。本文还研究了网络结构和扩散的速度之间的关系。图7示出的平均时间( 即仿真达到稳定状态所需的时间) 。 研究设定实验参数为创新扩散超越了总人口的50% 。结果表明,当p的值是0时,创新扩散达到稳定状态所需的平均时间是最长的,也就是说在创新扩散的早期,规则网络或者小集团网络是不利于创新快速传播的。为什么会出现这样的结果呢? 研究者推断可能是因为处于类似规则社会网络中的消费者,接触到的人群比较少,已采用创新者的意见或评价没有及时的传播到该消费者的耳中,其决策行为只受到很少人的影响( 比如亲戚、朋友) ,这时候对于创新负面的信息一旦多余正面的信息,其采用行为就会推迟或者拒绝采用。整体来看,创新在整个网络中的扩散速度较慢。
到目前为止,已经发现了创新扩散一定的规律性,例如,创新采用更可能发生在有更多的子网络连接桥梁或随机连接的网络中,创新抗拒更可能出现在规则网络或者小集团网络中。
在一个有社会网络效应的市场中,当网络效应的影响无法超过一定的临界点时创新扩散就会出现失败。所以,对创新扩散至关重要的是,创新产品的最初使用者一定要达到最少采用数量以上,不然就会遭遇创新抗拒。类似的还有中国移动、中国联通、中国电信推出的一些服务的扩散。
3. 3实证分析———米聊兵败微信
移动即时通信( IM) 服务就是一项应时而生的产品,它是以准实时的方式在用户之间传递文本、 图像、音频或视频的业务或者应用。早在2010年10月Kik应用通过App Store和Android Market上线, 在短短15天便吸引100万用户( 获得同样规模的用户数Twitter花费了2年,Facebook用了9个月的时间) ,创造了移动互联网时代的又一个奇迹。Kik应用短时间内成功的扩散,其他企业纷纷开始开发此类应用,国内企业中反应最快的当属个信互动( 北京) 网络科技有限公司和小米科技,分别于2010年的11月和12月推出了移动即时通信应用个信与米聊。随后腾讯推出了微信、奇虎推出了口信、电信推出了飞信、中国电信与网易共同推出了易信等［24］。除此之外,由个人电脑应用软件向手机应用延伸的手机QQ、手机旺旺、飞信等应用也属于移动即时通信。还有国外厂商开发的手机MSN、LINE等在中国也有相当一部分用户。
这些手机即时通信应用在市场上发布后,其扩散效果或者发展状况各不相同,手机QQ依据其强大的用户规模稳居移动即时应用的榜首。在新兴的手机即时通信应用中具有可比性的是米聊与微信。 它们均是基于通讯录的新型移动即时通信,依托后台运行、信息推送、节电和省流量等特点,活跃用户增长率明显高于传统移动IM。
对比2011年第三季度与2013年第三季度的数据可以发现,2011年第三季度微信的累计账户份额为2. 5% ,较第2季度0. 5% 的市场份额,实现爆发式增长; 而比微信更早出现的米聊的累计用户份额为0. 5% ,与上季度持平。2013年第三季度的微信的累计账户份额30. 3% ,2年的增长速度为1112% ; 米聊的累计账户市场份额时1. 1% ,增速为120% , 虽然累计用户有所增长,但相比微信而言,米聊的市场扩散无疑是失败的。
小米公司在自身出产的手机上绑定安装了该聊天软件,最初目的是想在及时通信市场获得一席之地,但其最初的使用者无非是部分小米手机的使用者 ( 其用户在整体手机用户中的占比并不大) ,在与其他手机聊天软件的竞争中,如手机QQ、飞信、 微信,小米米聊等,最终没能在手机应用市场上扩散成功,市场份额不断缩小,短短几年后几乎消失 ( 见图8) 。
研究者试图去寻找是什么原因造成了米聊扩散的失败呢? 单就产品本身功能而言,米聊与微信的差异并不大。应该说它们最大的不同在于初始用户和产品扩散的渠道。
在初始用户方面,微信与米聊的初始用户都应该算是移动IM的创新使用者了,而且在产品刚上市时,米聊的初始用户要多于微信的初始用户,因为小米公司在自身出产的手机上绑定安装了该聊天软件,而腾讯推出的微信并没有这样的推广策略,所以在最初阶段,米聊不仅在上市时间,而且在初始用户规模上是领先于微信的。
在扩散渠道方面,微信的特质在于基于手机号码和QQ朋友形成了每个用户的初始朋友圈; 而米聊的特点是基于手机号码形成了每个用户的初始朋友圈。米聊与微信的目标顾客基本是一致的———拥有智能手机的消费者,换而言之,米聊与微信扩散的社会网络规模一致。
米聊扩散的渠道或者社会网络是消费者手机号码形成网络; 而微信的扩散渠道或者社会网络包括消费者手机号码形成网络及QQ朋友网络。消费者手机号码形成网络是一个熟人网络,基本上类似于在一种规则网络或者小集团网络或者子网络桥梁较少的小世界网络,其创新的最初使用者数量较少, 且扩散的范围有限。根据上述仿真的结果,可以知道创新在这类网络中扩散,容易出现创新抗拒,创新扩散以失败告终。
微信的扩散渠道或者社会网络有一部分与米聊是一样的———消费者手机号码形成的熟人网络,但包括QQ朋友形成的社会网络,QQ经过多年的市场积累,拥有一大批忠实的用户,同时使用过QQ的人都很清楚,你的QQ好友的数量一定会大于你手机里储存的电话号码,因为QQ好友里有很大一部分的陌生人以及不那么熟悉的人。也就是说微信扩散的社会网络类似于拥有众多子网络桥梁的小世界网络。
米聊和微信自上市至今,仅仅3年多的时间, 它们的扩散成果完全不一样,米聊一开始领先却最终没能保持快速的增长,微信的市场份额却一直持续地增长,最终成为仅次与手机QQ的移动即时通信,目前微信用户已超过3亿,而米聊仅仅4 000万用户。通过对比它们最初的采用人数以及各自扩散的社会网络,它们最终的扩散成果也从侧面说明了本次仿真实验的结果具有一定的解释力度。
4结论与启示
4. 1主要结论
本文主要考虑的是消费者的采用决策容易受到社会网络中其他个体使用情况影响的创新性产品或服务。探索的关键问题是消费者所处的社会网络结构是否会影响创新采纳,以及创新在何种社会网络结构中容易遭遇创新抗拒,并试图找寻在这类社会网络中创新扩散失败的深层次原因。根据前述的研究,得出如下结论。
首先,创新在类似的小集团网络中扩散是容易遭遇失败的。深层次原因可能是,类似小集团网络的社会网络中缺少连接小集团的网络子桥,创新信息不易在整体中传播,另外一旦消费者接触一些负面信息,又没有正面信息来平衡,出于风险规避心理,也可能拒绝采用创新,从整体上看,创新抗拒出现的几率就较高。
其次,社会网络中的初始使用者人数较少时, 创新也不易扩散成功。这一结论与平常的认知是一致的,如果周围没有使用同样产品的人,当面对此类产品时,人们决策的时间会比平时长,而且在心理层面,通常不愿成为第一个吃螃蟹的人,所以采用的意愿很弱。在技术层面,一个社会网络中的初始使用者人数较少,就会影响创新扩散的动力学过程,所以创新扩散也易失败。
研究的创新之处在于,基于微观层面的创新扩散模型,开发了社会网络结构影响创新抗拒的仿真模型,并通过仿真模拟和实证两方面研究了复杂社会网络结构与创新抗拒的关系,从而丰富了社会网络与创新抗拒关系的理论研究。( 说明: 这是修改后增加的部分,突出显示而已。谢谢! )
4. 2营销启示
本研究显示,创新扩散时有两个策略可以使用: ( 1) 利用网络子桥; ( 2) 专注于高度聚集的小集团网络。在创新信息扩散的情况下,一个网络中许多网络子桥的存在会降低社会平均距离,从而提高了扩散的速度。
产品上市时常常采用的快速渗透策略就是试图加快创新扩散的过程,但事实证明,快速渗透策略是有风险的。企业可以通过选择培养自成一个小集团网络来减少这种风险。Palm公司曾成功地推出过PDA产品,其成功主要在于它很好地利用了小集团的社交网络营销。现在,很多商家已利用某种小集团网络展开营销活动,比如安利的网络营销。
虽然一个小集团网络有利于建立一个早期的客户群,但它往往会抑制创新的快速扩散。为此,营销人员可以采用混合营销策略。也就是说,可以选择一个小集团网络与几个小世界网络,以达到既快速又全面扩散的效果。病毒式营销模式的成功正是同时利用了小集团关系和随机子桥的拓扑性质,其目的不仅在于利用熟人关系达成口碑效应,而且还通过桥梁迅速地传播信息。社交网络服务软件如My Space 、Facebook、微信等软件已变得非常流行, 也许是出于同样的原因。
此外,研究发现,如果在新产品生命周期的早期阶段,社会网络影响不足,那么创新很可能无法扩散。因此,可以借鉴约翰·迈克菲创建的一种新的创新发布策略,在产品上市前期个人客户免费提供杀毒软件产品,其他软件公司其后跟随这一策略。 因为其成本的主要部分是开发成本( 固定成本) ,一旦软件产品开发成功,其成本以某种方式收回就可以了,营销过程中可以采用更为自由的营销策略, 以避免扩散失败。
摘要：通过建模与仿真的方法,选择小世界网络模型代表实际社会网络,用微观扩散模型模拟实际的创新扩散过程,考察复杂社会网络结构与创新抗拒(扩散失败)之间的关系。仿真研究发现,在连接更加随机的社会网络中反而更容易出现创新抗拒,而且社会网络中的初始使用者人数较少时,创新也不易扩散成功。并就如何减少市场的创新抗拒给出营销建议。
复杂社会网络 篇4
随着互联网技术的进一步发展, 社会网络关系从传统网络结构走向了线上, 使得社会网络结构变成了包含线下和线上的复杂社会网络结构。社会网络结构的改变, 使具有真正的共同兴趣和偏好的消费群体不再受限于地理位置而聚集在一起, 并且形成可观察的在线网络结构。
微信作为现代人特别是年轻人生活中最密切的要素和生活方式, 3G、4G技术的成熟与智能机及各种移动终端的大量普及、使用, 使得“微生活”变得如鱼得水, 人们接受信息渠道越来越多元化, 其中从社交媒体上获得信息的比重越来越大。
现代都市人, 由于生活节奏的加快、工作的压力, 以及城市空气质量的恶化, 越来越多的人选择周末到离都市不远的乡村旅游, 其中乡村游客中青年的游客比重在持续增长。由于社会网络结构的改变, 以及人们交往方式的改变, 乡村旅游的营销也应随之而进行改变。微信营销由于其相比传统营销的独特优势, 使其可在乡村旅游营销中发挥重要作用。但是目前由于对微信营销研究偏少, 因此乡村旅游如何在目前复杂社会网络结构条件下, 通过微信营销高效传递营销信息, 将乡村旅游的营销信息扩散到相关群体, 并取得实效是值得研究的课题。
一、复杂社会网络结构的特征
社会网络是以人或者人的群体为节点构成的集合, 这些节点之间具有某种接触或相互作用的模式。传统的社会网络结构主要是依据朋友或亲人关系而建立起来的, 具有明显的同配特性。随着互联网技术的发展, 年轻人一直是新技术应用的领跑者, 他们的生活基本处于线上状态。而许多年长一代为了使自己不被认为是落伍的一代, 也为了能和年轻一代有共同的话题, 也紧跟新技术的使用。这就使得人们的沟通方式越来越体现从线下转向线上。社会网络关系从传统网络结构走向了在线, 使得社会网络结构变成了包含线下和线上的复杂社会网络结构。
学者们通过大量的经验研究发现在复杂社会网络结构条件下, 社会网络依然存在小世界的结构特征, 即社会关系网的平均最短距离也是很小的。但是在复杂社会网络条件下, 整体上聚类系数相比传统社会网络结构要小, 复杂社会网络从传统的同配特征基础上异配特征在逐渐增强。也就是在复杂网络结构中, 既体现了网络结构中, 相同兴趣、爱好的个体形成一圈子, 同时圈子里面也有不同兴趣、爱好的个体纳入进来。这使得在复杂社会网络结构中, 既能像传统网络结构中那样, 相对亲密关系的人聚集在一起, 这样传递的信息容易让人相信和接受, 同时来自于不同兴趣、爱好的朋友可以带来一些新的信息, 使得圈子可以接受到更多更新的信息。
复杂社会网络的这些特征使得微信营销不仅成为可能, 而且还可以取得比传统营销更好的营销效果。
二、乡村旅游营销的现状及存在的问题
1. 乡村旅游的含义
乡村旅游是以乡村社区为主要活动场所, 以乡村古文化, 乡村民俗文化, 乡村聚落, 乡村田园景观乡村自然生态环境为吸引物, 融观赏、考察、学习、娱乐、购物、度假为一体的旅游形式。
乡村旅游主要分布在都市郊区、景区边缘区、特色村寨、特色农业基地, 其主要的目标市场是所处地域环境生活方式与经历、农事劳作等生活方式有别于乡村社区居民的都市人群。
2. 乡村旅游营销现状
乡村旅游作为一种新的旅游形式, 经过30多年的发展, 在促进农村经济发展方面及乡村就业等方面均发挥了较大作用。因此越来越多的乡村在当地政府的引导下, 将乡村旅游作为发展本地经济的重要产业。这就使乡村旅游地之间、乡村旅游经营企业之间的竞争越来越激烈。乡村旅游地政府及乡村旅游经营企业意识到了营销的重要性, 他们也采取很多的营销手段。一部分乡村旅游地政府及乡村旅游经营企业也开始注意并应用互联网技术来对自己的产品进行推广。比如在旅游网站上面建立自己的网页, 发布一些营销的信息, 关键词搜索等。但是, 乡村旅游在借助互联网技术来进行营销还处于比较低的水平。
四川乡村旅游以郫县农科村和锦江区的三圣乡为代表。笔者对郫县农科村和锦江区的三圣乡进行百度搜索发现, 目前郫县农科村设有官网, 其旅游营销信息主要是利用其官网主动发布, 也有部分营销信息可以从一些游客的博客获知;而三圣乡没有专门的官网, 其营销信息分别来自景区内不同经营者自身的营销信息或者游客的博客。同时笔者对两个乡村旅游地经营者、游客进行了问卷调查和访谈。其中农科村选择了8家农家乐, 游客50名, 红砂村选择了7家农家乐, 游客65名。调查结果显示:8家农家乐均选择了在相关的旅游网上建立自己的主页, 3家农家乐开通了微博, 只有1家农家乐开通了微信。在旅游网有主页8家农家乐都在自己的主页上发布了自己的主要经营项目、特色并配以图片, 6家没有适时更新自己的促销活动, 3家开通了微博的农家乐中有1家和粉丝保持了一定的互动。而在115名游客中有20名游客使用了微博, 有86名使用了微信, 他们选择到这个地方来游玩的原因是30名是因为听朋友口头说过;31名是上网搜索的, 54名是看到微信圈朋友发布的图片或说说而来的。
3. 乡村旅游营销存在的问题
通过调查分析发现, 乡村旅游在营销方面存在以下问题:
(1) 营销理念落后, 主要以推销观为主。乡村旅游经营企业在乡村旅游竞争日趋激烈的条件下, 已经意识到营销的意义, 但是其营销理念还比较落后, 主要以怎样把自己经营的产品推销出去, 没有注意如何很好地了解消费者需求, 以及和消费者保持良好的关系, 更没有意识到要主动通过消费者来进一步改进并营销其产品。
(2) 缺乏专业的营销团队, 他们的营销方式传统单一, 主要以传统的传单、名片, 以及口碑营销等形式。调查发现, 乡村旅游经营者由于规模较小, 没有专门负责营销的团队, 也没有整体营销活动的策划, 绝大多数乡村旅游企业服务人员兼职营销人员, 主要采取的是街边吆喝喊客人、向过路游客发放名片等方式。
(3) 少数乡村旅游经营在利用网络营销方面还处于低级阶段, 处于泛传播的状态。部分乡村旅游企业利用了现代网络技术, 其主要是通过网站发布营销信息, 但基本上还是单向的营销信息的传递, 没有充分利用网络双向沟通的优势。营销传播并没有实现相应的广度, 同时由于没有实现精准营销, 因而营销效果也不好。也就是获取了营销信息的人, 并不一定会采取购买行为, 而真正会发生购买行为的顾客却不一定获得其想要的营销信息。
三、微信营销在乡村旅游营销中的意义
1. 微信营销概念界定
根据百度百科的解释, 微信营销是伴随着微信的火热而兴起的一种网络营销方式。微信不存在距离的限制, 用户注册微信后, 可与周围同样注册的“朋友”形成一种联系, 用户订阅自己所需的信息, 商家通过提供用户需要的信息, 推广自己的产品, 从而实现点对点的营销。
2. 微信营销在乡村旅游营销作用
目前, 乡村旅游者在市场上越来越占据主导地位, 其需求呈现出精细化和多样化的特点, 细分市场日渐成熟。互联网技术的快速进步和应用促使, 乡村旅游整体市场的发展节奏不断加快。乡村旅游经营企业需要一套灵活的营销管理思维, 不断优化企业营销管理结构和相关服务, 轻装上阵, 这样才能更好地适应不可预知的市场变化。
第一, 通过微信营销可以精准定向目标客户。利用社交网络, 乡村旅游经营企业可以利用掌握用户公开的数据, 挖掘出大量极具价值的信息。我们不仅可以获取年龄、工作等一些表层的信息, 更可以通过对用户发布和分享内容的分析, 有效地判断出用户的喜好、消费习惯及购买能力等深层次的信息。此外, 随着移动互联网的发展, 越来越多的社交用户使用移动终端, 而移动互联网具有的用户地理位置的特性使我们可以清晰知道其所在的地理位置。营销者通过这些信息就可以实现对精准向目标用户进行营销信息的发布, 以及采取有针对性的营销活动, 从而获得收到比传统营销更好的效果。
第二, 微信营销可以使乡村旅游企业和用户进行很好的互动, 从而与用户建立更好的关系, 并使企业获得低成本组织的力量。微信营销具有的先天平等性和沟通便利特性使得乡村旅游企业和顾客能更好地互动, 乡村旅游企业通过寻找游客对本企业品牌或产品的讨论或者埋怨, 可以迅速的作出反馈, 解决游客的问题, 从而使企业和游客紧密联系在一起, 让游客把乡村旅游企业账号作为一个朋友的账号来对待, 游客就不仅仅是消费者, 他就可能成为乡村旅游企业的合作伙伴。同时乡村旅游企业可以通过数据分析有效地寻找到意见领袖, 通过对意见领袖的宣传攻势, 可以收获比大面积撒网更好的效果。
第三, 微信营销使乡村旅游企业营销实现高效性。微信是由移动即时通讯工具衍生而来, 与微博营销发布的广告很快就淹没在了微博滚动的动态中相比, 其具有很强的提醒力度, 比如铃声、通知中心消息停驻、角标等, 随时提醒用户收到未阅读的信息, 曝光率高达100%, 加之相对于个人电脑而言, 未来的智能手机功能越来越强大, 不仅具有个人电脑所能拥有的任何功能, 而且其携带方便, 用户可以随时随地获取信息, 这些使得微信营销具有高效性, 给乡村旅游经营企业的营销带来极好的营销效果。
第四, 微信营销使乡村旅游经营企业的营销信息能被游客很好地接受。微信用户已超过3亿, 微信已经成为或者超过类似手机短信和电子邮件的主流信息接收工具, 其广泛和普及性成为营销的基础。同时由于营销信息来源朋友圈内的朋友发布或转发, 用户对此信息的接受度远高于其他不熟知的信息来源。除此之外, 由于公众账号的用户都是主动订阅, 信息也是主动获取, 所以企业发布的信息也更容易被用户所接受。
第五, 微信营销可以实现乡村旅游企业低成本的舆论监控和市场调查。随着社交网络的普及, 社交网络的大数据特性使得乡村旅游企业可以做好社交网络的数据分析与处理, 实现低成本的舆论监控, 从而有效的降低企业品牌危机产生和扩散的可能。同时, 通过分析社交平台的大量数据, 企业能有效地挖掘出用户的需求, 使企业能够开发出更加满足消费者需求的产品和服务。
四、微信营销在乡村旅游营销中几个需要解决的问题
1. 如何使乡村旅游企业公众账号能被游客所关注
乡村旅游经营企业的公众帐号是企业主动发布营销信息的重要渠道, 现在的问题是由于许多乡村旅游经营企业本身知名度并不高, 所以游客主动添加关注的机率就比较少。目前想要获得大批关注, 可以有如下的选择:第一种, 微博平台转化通道。若乡村旅游企业原来有企业的微博, 则可以通过微博上不断推自己的微信, 收获微信粉丝。第二种, 网站论坛转化通道。若乡村旅游企业建立有自己的网页, 可以在网页上公布自己的微信号, 将已有网站用户群可以转化为微信粉丝, 缺点转化率低;第三种, 二维码线下转化通道。一些知名的乡村旅游企业可以通过自己的品牌二维码, 使已有客户转换为微信用户。第四种, 微信平台推广通道, 可利用草根大号内容承载页互推。
2. 如何找到乡村旅游营销信息传播的意见领袖
根据百度百科的解释, 意见领袖是指在人际传播网络中经常为他人提供信息, 同时对他人施加影响的“活跃分子”, 他们在大众传播效果的形成过程中起着重要的中介或过滤的作用, 由他们将信息扩散给受众, 形成信息传递的两级传播。传播学者拉扎斯菲尔德等学者研究发现了“传播过程中的两级传播现象”, 其模式为“大众传播———意见领袖———一般受众”, 而且意见领袖对大众做出决策的影响要远大于大众传播的影响。因此作为乡村旅游营销者来讲, 寻找乡村旅游的意见领袖就非常关键。乡村旅游企业可以利用技术手段, 通过对网络的大量数据进行监控和筛选, 找到哪些在乡村旅游方面无论是在研究还是在体验或者实践都非常活跃的专业级微信用户, 这些用户很有可能就是意见领袖。特别注意的是草根大号不一定就是意见领袖, 不同的群体, 其意见领袖可能是不同的。因此寻找出的意见领袖必须是对目标客户群很有影响力。乡村旅游经营企业可以委托专门的数据分析企业, 寻找意见领袖。
3. 如何引导意见领袖传递乡村旅游企业所希望的营销信息
意见领袖之所以成为意见领袖, 是因为他们相对专业、客观, 因而才能使其他的民众信服。因此, 意见领袖不太可能被商业收买, 如果被商业收买, 他发布的信息就很可能不再被民众信服, 也就不会再成为意见领袖了。因此我们要做到既要使意见领袖是其真实情感的体现, 又要体现乡村旅游企业的营销意图。这就要求乡村旅游企业必须要与意见领袖建立起强关系, 让意见领袖深入企业, 了解企业, 要认真倾听意见领袖的建议和意见, 让意见领袖感受到他的建议能够被重视和采纳。这样可使乡村旅游企业的服务不断完善, 同时意见领袖知道乡村企业是认真听取了自己的意见, 也会在其微信好友圈对此进行评论, 从而实现企业所期望的营销效果。具体可以不定期通过邀请意见领袖们到乡村旅游实地进行体验、考察, 听取他们的意见, 特别是企业有一些新的产品或活动时。也可以时时通过微信将企业的新的变化、或者活动以征求意见的形式推送给意见领袖, 从而让意见领袖给予关注。由于乡村旅游企业是在意见领袖的指导和关注下成长, 意见领袖就有可能成为乡村旅游企业粉丝而实现与乡村旅游企业同命运, 共呼吸。
4. 如何高效发布营销信息
微信营销既有一对一的一面, 也有一对多的一面, 乡村旅游企业可以利用其公众号向外发布营销信息。由于微信推送的字数有限, 因此如何才能高效的发布营销信息是关键。乡村旅游企业从营销的内容要有吸引力, 如赠送其有价值有特色的服务或产品;营销信息要精简, 这样便于你的营销信息的传播;利用他人的善意的动机;学会策划, 利用病毒式营销, 引起众多媒体和网站的转载, 从而使你的营销信息传播更广。
五、结语
微信营销在乡村旅游营销中应用还处于探索阶段, 乡村旅游企业经营人员的文化素质、营销理念、微信语言的使用、与游客的沟通技巧等都还存在一定的问题。但是乡村旅游经营者利用微信营销成本低, 入门简单, 因此乡村旅游经营者现在就可以应用微信营销, 并在实践中不断提高自己微信营销的水平。假以时日, 乡村旅游经营者的粉丝会越来越越多, 形成自己的粉丝群, 从而获得相对稳定的乡村客源。
参考文献
[1]Scott J.Social Network Analysis:A Handbook[M]London:Sage, 2000.
[2]Newman M E J.Watts D J Renormalization group analysis of the small-word The network model.phys.Lett.A.1999, 263:341-34.
[3]邢小云, 魏靖.在线社会网络结构演化及其对口碑传播的影响研究[].现代图书情报技术, 2011, (9) .
复杂社会网络 篇5
1.1 复杂网络理论的历史与发展
早在18世纪中期, 而立之年的天才数学家欧拉创作了他最著名的论文——《哥尼斯堡的七座桥》, 开创了网络研究的先河。从此数学中又多了一个新的学科——图论与几何拓扑, 这也标志着数学研究进入了一个崭新的时代, 而欧拉也被誉为图论之父。
在1969年前后, 数学家在原有的图论基础上相处了一种全新的网络构造方法。在这种方法下, 两个节点之间的连边变成了一个根据概率来决定的问题, 根据这一理论, 索洛莫诺夫等数学家建立起了另一个里程碑意义的复杂网络模型——ER随机网络基本模型。随着时代的不断发展, 人们对于复杂网络理论的认识也越来越丰富, 开始向更多的方面探索。在20世纪末至21世纪初的几十年间, 数学家们采用了更多实验的手段来对复杂网络理论进行研究。在不断地试验中研究人员发现, 现实生活中的网络虽然与规则网络和随机网络都有一定的联系, 但却呈现出一种两者不具有的特征性的网络。就好像你发现身边很多朋友的朋友又恰好是你的朋友, 这样就属于一种特征性的网络。根据这一理论, 美国数学家沃特斯教授于1998年提出了有关小世界网络模型的理论, 这一理论实现了规则网络向小世界网络的过度。在进一步的实验探索中, 发现小世界网络在众多领域都是存在的, 比如在细胞中就有小世界理论的体现和分布等。
1.2 复杂网络的交通网络应用研究现状
随着当今社会的不断发展, 人们生活水平不断提高, 交通已经成为了越来越多的人关注的问题, 而交通网络系统也越来越复杂和庞大。有关交通网络的建设和管理需要复杂网络的相关方法, 也就是说复杂网络是一个研究交通网络的工具, 这为复杂网络的进一步研究打下了坚实的基础。有关复杂网络的研究最早源于欧洲, 我国在这方面的研究起步较晚, 但随着我国经济的飞速发展, 有关复杂网络的研究已经得到了越来越多的重视。而城市交通网络作为交通系统的重要部分, 其相关理论越来越丰富、发展也越来越迅速。
交通网络是一个复杂的、综合性的网络, 需要与其它很多学科产生交集, 在使用复杂网络研究城市交通网络方面需要考虑到地理、生态、人文等多方面的因素。交通网络的研究初期, 一些学者根据地理分布的相关内容, 并结合地理学的相关方法发现了早期城市交通网络存在分形结构和自发性等方便的特点。随着复杂网络的应用, 结合前人的研究成果, 如今的研究人员开始从更本质的方面来研究城市交通网络, 通过对偶法和原始法两种研究方法, 开始对城市街道节点分布、街道是否有交叉关系等方面来对城市交通网络进行研究, 从而获得了更全面、准确、系统的数据。
2 城市交通网络研究现状
城市交通系统是一个复杂的开放性系统, 这个系统主要是由管理系统、道路系统以及流量系统3个部分组成。城市交通网络有城市道路上的各个交叉路口以及街道组成, 在这里, 每个交叉路口相当于一个节点, 而每条街道则相当于边, 通过这样的类比将城市的交通变成了一个复杂加权网络。
下面两幅图分别是上海和北京的城市交通系统结构图。现在, 复杂网络在城市交通的应用已经受到了广泛的关注, 通过类比的方法将城市交通变成抽象的复杂网络, 对其进行更精确的分析和研究已经成为了一个新课题。
由于城市交通系统有众多的因素存在, 因此构成了一个庞大的城市交通系统。而复杂网络是研究复杂系统的一个主要研究手段, 因此将复杂网络应用在城市交通网络上能够让两者之间形成互补, 让复杂性网络的优势能够充分发挥, 这样就成为了复杂网络在城市交通网络应用上的一个主要原因。在国外很多科学家通过复杂网络与其它网络系统的结合进行了长时间的研究, 并取得了多方面的突破, 但在城市交通方面还很少有人进行研究。
3 未来研究主题
虽然城市网络简化了城市交通网络很多方面, 并且为城市的管理和建设带来了很大的方便。如今城市的不断发展和扩充, 城市交通网络也变得越来越复杂, 需要掌握的知识和技术越来越多。因此, 在交通的网络复杂性的问题上要注意对结构、时空、流量等多方面的变化, 随着复杂网络在城市交通网络上的不断发展和改进, 城市交通网络会越来越完善和进步, 研究的重点也会做出相应的调整。在笔者看来, 今后的研究主题可能主要围绕在以下几个方面。
3.1 城市交通网络中Hub点的确定
早先的城市交通网络中对于城市安全方面没有足够的重视, 但经过美国“911事件”之后, 国家和城市安全已经引起了人们的高度重视。利用复杂网络的一些技术在恐怖袭击之前进行及时的预防和保护成为了城市交通网络中的重要部分。
要从事这方面的研究和探索首先要在网络中寻找Hub点, 也即是关键地点。这些地点是城市交通网络操作中的难点, 也是进行城市交通安全的前提条件。对城市交通中Hub点的确定能够有效地预防恐怖袭击的发生, 同时也能够为网络交通设计提供足够的便利。在Hub点的确定方面的研究我国已经有了一定的成绩, 接下来需要让Hub点和城市交通网络更加明确和平衡, 使Hub点的确定更加准确。
3.2 平衡城市交通网络时空分布
城市交通网络的另一个难点在于时空分布的变化。由于城市处于不断的变化当中, 因此城市交通网络在时间和空间上都存在很大的变化, 而现如今的城市交通网络必须要及时准确地记录下这些变化, 这样才能够及时、有效地反应城市的情况。此外, 根据及时、准确的城市交通网络, 可以对城市未来的发展进行准确的规划, 为城市未来规划提供了充足的依据和参考。通过这样让未来城市交通在时空分布上更加合理。
3.3 有效预防交通堵塞
随着城市车辆的不断增多, 城市中交通堵塞的现象越来越严重, 而交通堵塞会为城市的居民出行造成很多不便, 不仅大大降低了道路的运输效率, 更有可能对人身和车辆安全造成危害。因此如何有效地预防交通堵塞已经成为了城市交通网络的一个首要问题。
城市交通堵塞的产生主要是由3个方面造成的:①暂时路障, 由于城市的道路需要定期的进行护理和施工, 因此会造成个别路段不能通车, 通过城市交通网络能够对相关路段的施工进行提前规划, 这样就能有效地减少施工路段的拥堵现象;②永久能力瓶颈, 这主要是由于道路的运输能力不足造成的, 通过城市交通网络对这些地方进行及时客观的评估, 并对其进行相应的拓宽等;③随机波动, 随机波动主要受到一些不确定因素的影响, 可能会在某一特定时间和特定地点出现拥堵的现象, 通过城市交通网络能够对这些地点的拥堵情况作出及时反馈, 这样能够让交通部门及时的采取应对措施。
3.4 城市交通网络稳定性与可靠性
城市交通网络由于具有重要的价值, 一旦出现混乱就会造成严重的后果, 因此对可靠性和稳定性都有很高的要求。城市交通网络一旦出现失效的现象, 就会给其它网络系统造成巨大的压力, 最终会对整个城市网络造成破坏。所以, 首先, 在城市交通网络上要不断进行更新和检查, 保证其稳定的运行;其次, 要提前制定周全的方案, 一旦出现城市交通网络混乱的情况能够迅速进行补救, 让损失降到最低。
4 结语
21世纪是一个信息爆炸的世纪, 只有复杂性的学科才能够全面快速地发展, 而城市交通网络结构在新世纪的发展也一定要与时俱进, 充分地融合其它学科的相关内容, 在理论上要做到对城市交通网络进行更全面和深入的探索。更好地提高城市交通的承载能力, 让交通资源的利用达到最大化, 让我国的城市化建设更加的合理、有效, 也能够进一步促进城市的发展。
摘要：通过对复杂网络理论的发展以及现状进行阐述, 详细说明了复杂网络的发展历史及其在当今社会城市交通网络方面的应用;通过对城市交通网络的相关描述指出了城市交通网络的特点, 例举了相关研究成果, 并对今后复杂城市交通网络在城市交通网络中的研究主题进行了展望和总结。
关键词：复杂网络,城市交通网络,研究主题
参考文献
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基于复杂网络理论的校友网络研究 篇6
1 网络构建
复杂网络通常可抽象为节点集V和边集E构成的图G= (V, E) , 其中节点代表实体, 节点数记为, 边代表实体间的关联, 边数记为[7]。将校友网络中注册的校友看成网络中的节点, 校友之间的同学朋友联系看成网络中的边, 这样就构成了一个网络, 称为校友关系网络, 简称校友网络。
根据空间的网络定义, 借助城市公共交通网络的两种描述方法space P[1]和space L[1]方法构建校友网络。表1是校友的部分数据信息, 参照space P方法思想, 网络节点定义为在校友会网站上注册的每位校友, 如果两个人注册的专业信息相同或者职务相同, 则这两个人之间连接一条边, 得到的校友网络模型称为ANP (Alumni Network space P) 。参照space L方法思想, 网络节点仍定义为在网站上注册的每位校友, 如果两个人的注册学号相邻或者职务相同, 则这两个人之间连接一条边, 得到的校友网络模型称为ANL (Alumni Network space L) 。
按照以上两种方法的定义, 参照space P方法得到的网络图如图1所示, 参照space L方法建模得到的网络图如图2所示。
根据校友网络拓扑结构, 用邻接矩阵A表示校友网络。若节点i和节点j有边相连, 则ai, j=1;否则ai, j=0, 并且规定ai, i=1。那么表示图1和图2的邻接矩阵分别如AP和AL所示。
2 基本网络统计特性
无向非加权网络的基本统计量主要有平均路径长度、聚类系数和度分布等, 在校友网络的基础上, 对这些统计量进行分析。
2.1 平均路径长度
网络中的两个节点i和j之间的距离di, j定义为连接这两个节点的最短路径上的边数, 网络的平均路径长度L定义为任意两个节点之间的距离的平均值, 如公式1所示[8]。
其中N为网络节点数。网络的平均路径长度也成为网络的特征路径长度 (characteristic path length) [8]。
校友网络平均路径长度描述了任意两个校友之间沟通联系要经过的最少校友个数。通过对校友网络真实数据和其邻接矩阵的分析, 分别得到ANP和ANL的平均最短路径, 如表2所示。
2.2 聚类系数
在校友网络中, 某位校友的两位朋友很可能彼此也是朋友, 这种属性称为网络的聚类特性。一般地, 假设网络中的一个节点i有ki条边将它和其他节点相连, 这ki个节点就称为节点i的邻居。在这ki个节点之间最多可能有ki (ki-1) /2条边。而这ki个节点之间实际存在的边数Ei和总的可能的边数之比就称为节点i的聚类系数iC, 如公式2所示[8]。
对网络中所有节点的聚类系数取平均值, 就是整个网络的平均聚类系数C如公式3所示[8]。
其中, N为网络的节点数。
在校友网络中, 节点的聚类系数反映了该校友的邻接朋友间联系的疏密程度, 平均聚类系数反映了整个校友网络中所有校友间联系的疏密程度。分析构建的校友网络ANP和ANL, 可得出平均聚类系数, 如表3所示。
2.3 度分布
度 (degree) 是单独节点的属性中简单而又重要的概念。节点i的度ki定义为与该节点连接的其他节点的数目[8]。度分布 (degree-distribution) 是指网络中各节点具有的度的分布, 一般记作p (k) , p (k) 也等于在随机一致的原则下挑选出的节点其度数为k的概率。通过对构建网络的分析, 可分别得到80个节点和150个节点的ANP和ANL网络的度的分布图, 如图3所示。
其中, 横坐标k表示节点的度数, 纵坐标p (k) 表示节点度分布的概率。 (a) 中节点的最大度为8, 节点度分布的最大概率为0.25; (b) 中节点的最大度为4, 节点度分布的最大概率为0.4; (c) 中节点的最大度为15, 节点度分布的最大概率为0.18; (d) 中节点的最大度为8, 节点度分布的最大概率为0.22。
一个节点的度越大就意味着这个节点在某种意义上越重要, 这个节点的“声望值 (Prestige) ”就越高。在校友网络中, 如果某节点的度越大表明该节点联系越多, 在校友中起到的作用越大, 与校友相互联系的频率越高。本文分别分析了80个和150个节点, 从图3中可以看出, 度的累积分布近似呈现出一条直线, 相似的若干组实验也表明校友网络的节点度分布服从指数分布, 可推测出整个校友网络成千上万节点的度分布也将近似呈现出一条直线。由文献[9]可知, 如果网络增长时的连边原则是随机连接时, 节点的度分布是指数型的分布, 这意味着在校友网络中新注册的校友与已经注册的校友之间的连接可视为随机连接。
网络的大小往往是非常重要的, 比如只有12人的班级, 班上的同学相互认识;而有100个同学的班级就存在着互相不认识的节点。因此网络规模的大小往往决定了网络的特性。通过对校友网络平均路径长度、聚类系数和度分布等基本网络统计特性分析, ANP具有较小的平均最短路径和较大的平均聚类系数, 具有明显的小世界特性。而ANL不具备这样的特性, 参照space L方法发现, 校友网络与规则网络十分类似, 规则网络不具备小世界特性。因此, 可以得出结论:参照space L方法构建的校友网络ANL不具备明显的小世界特性, 度分布服从指数分布;参照space P方法构建的校友网络ANP是具有指数型度分布的小世界网络。
3 校友网络构建的验证方法
在校友会网站的开发建设中, 对数据库中校友数据进行了深入研究。在数据库中, 选取校友信息的专业班级、学号和职务属性, 根据构建校友网络的ANP方法和ANL方法, 利用pajek复杂网络分析软件, 构建校友网络图, 如图4所示。
在高校正常的教学秩序中, 主席、副主席、班长、团支书等班委在班级日常事务中起着非常重要的角色, 学校的精神能否得到顺利贯彻执行, 管理人员显得非常重要, 而主席、副主席、班长、团支书等班委作为班集体的负责人, 把辅导员老师下达的命令准确传递给每一位同学并且确保执行, 并把每位同学的需要和基本情况及时反映给辅导员老师, 是一个双向沟通的桥梁。数学期望是随机变量按概率的加权平均, 表征概率分布的中心位置, 也就是随机变量在加权意义下的重心。因此, 基于概率论数学期望的思想, 结合主席、副主席、班长、团支书等班委在班级中的重要性, 分别对ANP方法和ANL方法校友网络构建的优劣性进行了比较。
定义1根据ANP方法, 将每个班级定义为一个社团, D={Aij, Bij, Cij, .......}, i, j=1, 2, 3.......其中D表示所有社团的集合, Aij, Bij, Cij...表示不同的学院、专业和班级。例如, A11表示A学院第一专业一班;A12表示A学院第一专业二班;A21表示A学院第二专业一班。
定义2将所有与某节点连接的边数的和定义为该校友节点的权值, 即该校友的度为校友节点的权值, 主席、副主席、班长、团支书等班委节点看作是重要节点。
定义3将每个社团看作是一个离散型的随机变量X, 校友节点的权值看作是离散型随机变量X的取值, 校友节点的权值与该校友所在社团所有权值和的比值定义为校友概率P[10]。
设离散型随机变量X的分布律为P{X=xk=}pkk=1, 2...若级数绝对收敛, 则称级数的值为离散型随机变量X的数学期望, 记为E (X) , 即
根据以上相关定义和公式, 计算各个社团的数学期望, 如图5所示。
通过表1和图5 (a) 分析可得出结论: (1) 社团人数相同时, 重要节点越多, 节点的职务越多, 社团的数学期望越高; (2) 重要节点数相同时, 社团人数越多, 社团数学期望越高, 也可看出班委对大社团集体的重要性。
通过表1和图5 (b) 分析得不出以上两点结论, 甚至在重要节点相同时, 社团人数越多, 社团的数学期望越小。其原因是我们将每个班级定义为一个社团, 而ANL方法构造的校友网络应该是将重要节点定义为一个社团更加合理。通过以上分析ANP方法构造的校友网络比ANL方法构造的校友网络更加的合理, 更能反映真实的校友关系。
4 结语
校友会网络是为了联络校友、展现校友、服务校友、激励学子, 是联结校友与母校的桥梁和纽带, 是广大校友打拼事业、寻求慰藉的驿站和港湾。通过对某高校校友会网站的认真调研, 借助公共交通网络的两种描述方法 (space L和space P) 对校友网络进行网络构建, 得到ANP和ANL网络模型。分析了网络模型的基本网络特性。结果表明ANP具有典型的小世界特性 (即较小的平均最短路径和较大的平均聚类系数) , 具有指数型度分布, 不具有明显的社团特性。而ANL不具有小世界特性, 具有指数型度分布。校友网络是由一些关键节点 (主席、副主席、班长和团支书等) 连接起来的, ANP方法构造的校友网络比ANL方法构造的校友网络更加的合理, 更能反映真实的校友关系。本文的研究对更好的认识校友网络, 了解网络特性, 构建或改进校友网络都具有重大意义。如何进一步优化校友会网站, 探索校友网络的复杂网络特性是下一步研究的工作之一。
参考文献
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复杂社会网络 篇7
自然界中存在的大量复杂系统都可以通过数学工具加以建模, 并通过形形色色的网络加以描述。网络最初属于图论的研究范畴, 早期的图论主要涉及一些可以利用简单规则网络来研究的问题, 如数学上经典的"一笔画问题"、"旅行售货员问题"。自上世纪50年代以来, 人们开始研究一些大规模复杂系统的统计性质, 用随机网络模型来描述。1998年Watts和Strogatz发现的小世界性质 (small-world property) , 引发了复杂网络的研究热潮, 标志着复杂网络研究的开端。目前, 复杂网络的研究受到学术界和工程各个领域研究人员的广泛关注, 已经成为研究热点之一。
在中国, 2008年初的大范围雪灾, 波及个20省 (区) , 受灾人数过亿。而这场雪灾的最大破坏力正体现在对电力网络的中断上, 交通依赖电力, 电力又依赖能源, 能源又依赖交通, 而经济又依赖上述三者的循环。一场由电力网络受损造成多个网络的崩溃, 本文结合复杂网络的统计特征, 分析其在电力网络上的应用。
2、复杂网络
2.1 复杂网络中的一些基本概念
(1) 度和分布 (degree°ree-distribution)
度是一个节点的重要特性之一, 节点度k就是该点所连接的边数。节点的连接度分布是指网络中连接度为k的节点数目的概率p (k) 随节点连接度的变化规律。
(2) 簇系数 (clustering coefficient)
在人际关系网络中, 经常会遇到这样的情况, 你朋友的朋友还是你的朋友, 或者说你的两位朋友之间也是朋友。这种特性称为聚类特性。簇系数就是用来度量网络的这种特性的。确切地说, 聚类系数可以定义为:假设节点i连接着ki个其它的节点, 这些节点都是节点i的邻接点。那么最多存在条边在这些邻接点之间, 而实际在这些节点之间存在着的边的数。节点i的簇系数ci就定义为它所有相邻节点之间连边的数目占可能的最大连边数目的比例, 即整个网络的簇系数c定义为网络中所有节点的聚类系数的均值,
(3) 最短路径和平均路径长度 (average path length)
网络中, 两个节点i和j之间的距离di, j定义为连接i和j的最短路径所包含的边的数目。网络中任意两点间的距离被定义为连接两点的最短路径所包含的边的数目, 把所有节点对的距离求平均, 就得到了网络的平均路径长度L。
2.2 网络的模型及特性
(1) 规则网络:如果系统中节点及其与边的关系是固定的, 每个节点都有相同的连接度数, 就可以用规则图来表示这个系统, 规则网络的统计特征是具有大的簇系数和大的平均距离。
(2) 随机网络:ER随机图论则假设网络有N个节点, 以概率p来连接一对随机选定的节点。这样就生成了一个具有N个节点和大约条边的随机图。随机网络的统计特征是具有小的簇系数和小的平均距离。
(3) 复杂网络:复杂网络中最重要的统计特征就是小世界 (small-world) 效应和尺度无关 (scale-free) 特性。
小世界特性就是在一个很大的网络中, 顶点具有较大的簇系数和较小的平均路径。例如互联网、电力网络、演员合作网络都有表现。无标度特性是指网络中的节点服从幂律分布。这种特性对网络中局部环境受到攻击, 表现出较强的鲁棒性, 但遇到网络中枢纽点的攻击, 就比较脆弱。但是在解决如交通杜塞, 预防电力网络全线崩溃等等有着重大应用。
3、复杂网络在电力网络中的应用
3.1 电力网络的特征描述
电力网络是电力系统中由电厂、变电所、各级电压等级的输配电电线路及升降压变电所组成的复杂系统。如果把电厂看作节点, 连接电厂和电厂之间、电厂和变电所之间, 以及变电所和各终端用电设备的输电线看作边。电厂的电容量看作点权, 输电线上的电压看作边权, 这样就可以把电力网络抽象为一个复杂加权网络。电力网络除了具有大多数复杂加权网络的共性特征外, 还有自己的特征:
1) 网络的规模大, 不同作用的节点根据其作用不同 (电厂节点个数少, 变电所较多, 终端用电设备多) , 起关键作用的节点个数反而少。
2) 网络是加权的, 且点权和边权有严格的容量限制。
3) 有些节点连接的边是双向的 (电厂和电厂之间的边) , 有些节点连接的边是单向的 (电厂和变电所之间、变电所和终端用电设备之间) 。 (以电流流动方向/电压高低)
4) 网络的结构具有相对的时空稳定性和复杂性, 这是因为电力网络的节点有开关闭合、串并连技术。一段电网出现问题, 只要通过开关将该段网络隔离就能解决问题。
5) 电力网络中的枢纽节点 (电厂节点) 受地理位置和天然资源的影响, 比如:火电站和水电站的在建设过程中的选址问题。
3.2 利用复杂网络理论研究电力网络的意义
在电力网络领域内的许多问题, 如:
1) 电厂节点的选址是电力网络设计的重点和难点。
2) 地方电力网络和区域电力网络的组建问题。利用其无标度特性, 达到成本上的节约和效率上的提高。
3) 开式电力网和闭式电力网的选择问题。
而上述问题都可以依靠复杂网络的相关理论来解决。在此基础上, 将电力网模型与复杂网络特性相结合进行研究, 探讨未来电力网络的一般演化规律, 最终目标是形成描述电力网络演化一般规律的数学刻画, 为电力网络的发展提供决策上的支持。这就证明了利用复杂网络理论研究电力网络是可行的。
3.3 复杂网络理论在电力网络中的应用研究
近年来, 随着复杂网络在社会关系网络, 城市交通网络等各领域的深入研究, 复杂网络正在向电力网络领域渗透, 针对目前国内外的研究成果, 主要集中在以下几个方面:
1) 探寻电力网络连锁故障发生的机理。
Dobson等人对电力网络进行了抽象和简化, 建立OPA, CASCADE等模型。通过对北美电力网络的分析, Dobson等人研究得到一个重要结论是:当前北美电力网络是一个自组织临界系统, 在临界负荷附近, 系统故障规模的增长表现出幂律分布。许多国家的电网, 尽管各种小规模停电事故的发生频率要远大于北美电网, 但却很少发生类似于北美电网的大规模连锁事故。他们认为正式这些频繁的小规模停电事故缓解了整个电网日渐增加的某种大规模停电事故的压力, 而不至于引发大范围停电。
2) 电力网络的抗毁性和级联效应
对于电力网络的抗毁性研究中表明, 网络遭受突发故障 (随机选择移除一些节点) 和蓄意攻击 (选择移除部分度大的节点) 后拓扑结构的变化是不一样的。研究结果表明服从幂律分布的网络 (无标度网络) 对于突发故障是鲁棒的, 但对于蓄意攻击是脆弱的。在加上考虑级联效应的攻击, 对于基于最大度或最大负载的蓄意攻击是更加脆弱的。所谓的级联攻击, 是指每个时间步攻击负载最大的10个节点, 然后下个时间步重新计算各点的负载, 那么故障级联是大规模停电事故发生的罪魁祸首之一。Albert等人的研究从电站出现故障, 其上负载被其他电站分担而产生级联这一基本思想出发, 证明了这一结论。
4、结束语和展望
结合复杂网络的统计特征, 从网络的结构特征方面、网络的演化模型方面以及网络的鲁棒性和可靠性方面进一步深化理论研究, 并将研究成果尽快地应用于电力网络中去, 这是该领域深入研究的迫切要求之一, 也是复杂网络研究进一步发展的动力所在。
摘要：本文从复杂网络的统计特征分析电力网络瘫痪的内在原因, 并通过复杂网络的动力学特征, 研究电力网络的鲁棒性和抗毁性。
关键词：复杂网络,电力网络,小世界效应,尺度无关特性
参考文献
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复杂网络抗毁性研究综述 篇8
关键词：复杂网络,抗毁性,无标度网络
1 引言
复杂网络在现实世界中无处不在。从社会关系网络到科学家合作者网络，从细胞神经网络到蛋白质相互作用网络，从城市公路交通网到航空路线图，从因特网到万维网等都可以转化成为网络模型进行研究，科学家们发现这些真实网络既不是规则网络，也不是随机网络，而是具有与前两者皆不同的统计特征的网络，这样的一些网络被科学家们称为复杂网络。自从小世界效应和无标度特性发现以来，对复杂网络的定性特征与定量规律的深入探索、科学理解以及可能的应用，逐渐成为网络时代复杂性科学研究中一个极其重要的挑战性课题[1]。
复杂网络本质上的非同质拓扑结构，决定了网络中每个节点的重要程度是不同的。一旦网络的某个关键节点或者链路发生故障，将会给网络的用户带来不便，有时甚至会产生非常严重的后果。为了使在突发事件，甚至蓄意破坏的情况下，网络故障带给用户的损失减到最小，必须采取一定的措施使网络在发生故障后能够继续提供一定的服务，衡量网络这种能力的性质就是网络的抗毁性。随着人类社会日益网络化和人们对网络安全意识的提高，复杂网络抗毁性研究的重大理论意义和应用价值已日益凸显，成为了复杂网络研究的焦点之一。
2 复杂网络抗毁性定义及测度
一般认为“抗毁性”是指网络在人为破坏作用下的可靠性，它假定破坏者具有关于网络结构的全部资料，并采用一种确定的破坏策略[2]。又称为抗攻击性。一般用最大簇大小、孤立簇和平均路径长度来衡量网络遭到攻击后的破坏程度。但是随着破坏程度的加大，最大簇大小逐渐变小，但平均最短路径却是先变大后变小，这种差异性给抗毁性的研究带来了很多不便。为此，Holme等[3]用全局效率E和最大连通子图大小S来衡量攻击后的网络性能，全局效率的定义如下：
其中：N为网络节点总数目;dij为节点i和j之间的平均路径长度。吴俊等[4]综合E和S给出一个新的复杂网络连通性测度C:
其中：w为网络连通分支数;Ni为第i个连通分支中节点数目;N为网络节点总数目;Li为第i个连通分支的平均最短路径。从上述定义可知：连通分支数越少、各分支的平均最短路径越小，网络的连通性越好，连通系数C就越大。
有文献定义了综合性网络抗毁性指标。在文献[5]中定义了抗毁连通度G，该连通度表示网络中所有节点团之间可能通信路径的平均值，并以此度量值对网络拓扑的抗毁性进行了评估。文献[6]提出的网络拓扑抗毁度G表示网团间可能建立的路径总数p与网团间要建立的通路s之比。文献[7]则认为考虑网络的抗毁性指标时，有必要将直觉上的一些重要特征融入网络抗毁性的定义中，他们给出了抗毁性指标函数定义以及两类抗毁性函数。
而有的文献通过寻找复杂网络关键节点，来评价网络的抗毁性。文献[8]提出了一种网络拓扑抗毁性评估模型与算法。该算法能求出通信网络各节点抗毁性度量值，并把这些度量值的均方差作为整个网络拓扑的抗毁性测度。在文献[9]中定义网络的抗攻击性为当除去一个点及其和此点相连的所有连线后的功能差别：
其中：Ei是移除点及其连线后的全局效率。网络的抗攻击性也就是所有点中最大的抗攻击性：
以上研究都是运用图论理论，从连通性的角度来测度网络拓扑结构的抗毁性，还有的文献结合实际的复杂系统，将抗毁性与网络业务的传递能力联系起来。例如文献[10]认为通信网络抗毁性除了受到网络的拓扑结构影响外，还取决于网络链路上的备份带宽和网络中的传输业务，通过计算基于链路备份的抗毁性系数(PBF)和基于节点备份的抗毁性系数(TBF)这两个指标来衡量网络抗毁性的高低。
3 复杂网络抗毁性分析
3.1 实证分析与仿真分析
对复杂网络抗毁性研究，Albert和Barabasi[11]起到了先驱作用，他们首先关注拓扑结构和攻击策略对复杂网络抗毁性的影响。他们分别把随机网络(ER模型)和无标度网络(BA模型)置于随机失效和选择性攻击两种类型的打击策略之下，分别研究了不同网络面对不同打击条件下的抗毁性。仿真实验表明：在随机失效下，无标度网络比随机网络有着更强的鲁棒性;而在选择性攻击下，无标度网络却显得异常脆弱，只要少数“核心节点”被移除整个网络就陷入瘫痪。文献[12]进一步研究了网络结构参量
有关攻击策略对复杂网络抗毁性影响的仿真研究中，比较全面的要数Holme等[3]的研究工作。他们将攻击策略分为节点攻击与边攻击两种方式。每种攻击又包括四种不同的策略：1)基于原始的度值移除策略;2)基于原始的介数移除策略;3)基于重新计算的度值移除策略;4)基于重新计算的介数移除策略。作者还对Internet等真实网络作了数字分析，验证了Albert等的结论。
Albert等和Holme等的研究激起了大量研究人员对现实世界中的复杂网络抗毁性问题的探讨热潮。例如Jeong等[13]研究了蛋白质网络，Dunne等[14]研究了食物链网络，Newman等[15]研究了电子邮件网络，Magoni等[16]研究了英特网，Samant等[17]研究了P2P网络。
相对国外而言，国内的研究起步较晚，但仍有不少学者进行了有益的探索。如刘啸林[18]研究了证券交易网络，张勇等[19]研究了城市路网，王云琴[20]研究了城市轨道交通网络。
3.2 解析分析
2000年,Cohen等[21]利用广义随机图上的渗流理论解析研究复杂网络的抗毁性,得出了随机攻击下Internet崩溃的节点移除比
例的临界值，其中k0=
在上面的分析中，网络的失效模式只有随机失效与选择性攻击两种，这显然与现实并不完全相符。Gallos等[27]把网络的打击模式推广到了一般形式，他们给每个节点分配一个失效概率，它被定义为节点度的函数。Gallos等结合仿真和解析的方法研究了不同失效模式下网络崩溃临界值。此外因为复杂网络的大规模性和时空演化的复杂性，不可能实时准确地掌握全局拓扑信息来执行准确的有目的攻击。Dezso等[28]研究了不完全信息对无标度网络上病毒传播的传染阀值的影响。吴俊等[29]引入可调的攻击信息参数来研究网络的抗毁性，表示对网络拓扑信息的掌握程度。研究表明：值对无标度网络的节点移除比例的临界值有重要影响。攻击信息的增加能大大降低网络的鲁棒性，在有目的攻击下，隐藏一小部分节点能阻止网络崩溃。
在其他文献中，不同学者也展开了对网络抗毁性的研究。例如Vázquez等[30]还研究了考虑度关联条件下的网络抗毁性，Warren等[31]与Rozenfeld等[32]还研究了空间模型上的连续渗流。
4 复杂网络抗毁性优化
在上一节中，我们综述了相关研究所取得的进展，这部分成果大都属于“认识”网络抗毁性的范畴，而更多研究者关心的是如何设计出更“好”的网络。
Shargel等[33]研究了参数可调BA模型上的抗毁性优化问题。他们引入两个可调参数p∈[0,1],g∈[0,1]，分别对应BA模型中的择优连接和网络增长的概率。通过仿真的方法优化参数组来优化网络的抗毁性，发现当(p,g)=(1,0)时网络是最优的。
Paul等[34]认为对于给定度分布的网络可能对某种类型的攻击具有强抵抗力。以提高网络对随机失效和选择性攻击的综合抗毁性为目标，得到了如下三种网络的优化参数：(1)无标度网络;(2)双幂率网络;(3)双峰分布网络。在这些网络分布中,双峰分布网络具有相对最强的综合抗毁性。文献[34]虽然综合考虑了随机失效与选择性攻击，但随机失效与选择性攻击并不是同时发生在网络上。Tanizawa等[35]研究了随机失效与选择性攻击同时作用时抗毁性的优化，他们把随机失效与选择性攻击描述成一系列的“攻击波”，在一轮攻击波中随机移除pr节点，选择性移除pa节点。Tanizawa等研究发现当度分布为双峰分布时fc最大，且fc仅与pa/pr有关。
Wang等[36]把网络面对随机故障的抵抗力优化转化为度分布熵的优化，利用熵优化模型，研究了无标度网络面对随机故障的抗毁性。他们发现，在无标度网络的最小度给定的条件下，网络对随机攻击的抵抗力随着网络规模的增加而增强，随着网络的标度指数的增加而减弱,随着网络平均度的增加而增强。在文献[37]中Wang等进一步探讨了对随机攻击有抵抗力的网络设计的一般性原则，得出具有少量中心节点、高簇聚系数的网络与随机网络相比具有更好的抵抗力。
以上研究都是基于攻击同时发生，网络无法进行响应的基础之上。例如随机故障可以看成是同时删除随机选择的一系列节点和边，网络无法进行任何防护和补救。而往往真实的攻击是一种攻击逐步进行的累进攻击，网络可以对攻击作出响应。Alina等[38]通过添加边的方式来优化网络结构。提出了六种添加边的方式，并且得出其中四种方式的优劣顺序。但是，当攻击的节点数目超过一定的程度，不管重连的边数有多少，网络抵抗瘫痪的能力也不会明显增加。Rezaei等[39]提出了补救动力学，分布式治愈算法和高效创建最大连通子图三种方法，这些方法能使网络在遭到攻击后，将损害程度降到最低，并且在攻击成功后也能高效的修复网络。
5 结束语
复杂网络抗毁性研究在较短时间内取得了一定的成果，已经在很大程度上改变了人们对网络抗毁性的认识。但由于此项研究正处于起步阶段，以下的问题尚待进一步研究：
1)关于复杂网络抗毁性的概念，目前还不明确。文献中很容易找到与其相关的说法，例如：鲁棒性、脆弱性、生存性、容忍性，它们都只在某种程度或某些角度揭示了网络的抗毁性。因此，概念研究是最基本的问题。
2)在现有文献中进行节点失效研究时，很少考虑节点本身具有一定的抗攻击能力和自我修复能力。在模型中综合考虑上述因素会得到怎样的结论，是值得探讨的问题。
3)大部分的研究成果都未能跳出Albert等研究成果的框架，即研究不同网络对于不同打击模式的抗毁性，而对于复杂网络微观结构对网络抗毁性的影响还缺乏深入的认识。此外，虽然普遍认为无尺度网络对蓄意攻击不堪一击，但网络的脆弱程度，受到攻击后如何防护，崩溃后如何重构修复，重构使网络连通的困难到底有多大，如何设计在灾害下仍然有一定抗毁性的网络却一直没有一个明确的研究成果。
4)对于存在的模型网络，没有一种网络显示出和实际复杂系统相似的特性。是否可从抗毁性方面来探究其它网络结构的存在也是值得研究的问题。