使用对等扩散模式进行信息扩散的真实建模


期刊:Nature human behaviour, 2020
这篇文章使用三个社交平台数据对信息传播进行建模,发现扩散概率与传播者的入度和接受者的出度成幂律关系,文章将这一发现与异步响应时间纳入模型,验证了模型对现实信息传播的有效刻画。

1. 传播的概率定义

文章定义Kd与Kr分别为传播者的入度和接受者的出度,R为所有link的集合,S为级联传播的link,Λ为传播概率。对真实数据拟合发现Λ与Kd与Kr成幂律关系。
Realistic modelling of information spread using peer-to-peer diffusion patterns
Realistic modelling of information spread using peer-to-peer diffusion patterns

2. 纠正偏误

文章指出上文中提到的R是观测到的所有link,这忽略了那些潜在的但是没有产生的link,我们定义传播概率应该考虑实际传播与所有潜在传播的可能。对于LiveJournal平台,记录有所有用户的发帖数量,可以直接计算出所有潜在的link,但是weibo和Tiwtter没有,所以使用估计方式拟合,表示所有不同的link/社交网络上的所有组合,该估计假设度相近的用户发帖频率是一致的。
Realistic modelling of information spread using peer-to-peer diffusion patterns
随后文章分析纠正的Λ与Kd和Kr的关系。不同平台参数正负和大小是不一致的。

Realistic modelling of information spread using peer-to-peer diffusion patterns

3. 仿真建模

文章使用传播树内的用户数、传播深度和平均距离作为关注特征。
首先使用已有数据拟合参数,然后结合异步响应时间,纠正偏误仿真建模,同时选择了SIR模型和未调整偏误的模型,与真实数据进行对比。结果显示调整后的模型在N,L和D上更能贴合现实数据。
同时文章将异步响应时间设为常数和服从幂律分布,与真实数据比较传播的寿命,结果显示幂律分布的异步响应与实际数据更贴合。

4. 对纠正估计进行验证

前文提到对观测进行纠偏,为了验证方法的有效性,文章选择LiveJournal平台,分别使用直接计算和模拟估计两种方法纠偏计算参数然后模拟仿真,结果显示模拟估计方法会使得传播更广更深,因为这是估计的上限,但是不影响整体的结果。
文章的贡献:
一是发现传播概率与Kd和Kr的幂律关系;
二是提出纠偏的方法并考虑异步响应时间作为更general的模型。

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