基于動態(tài)系統(tǒng)仿真的個體與群體影響分析

朱永彬

（紅河學院工學院，云南蒙自 661100）

基于動態(tài)系統(tǒng)仿真的個體與群體影響分析

朱永彬

（紅河學院工學院，云南蒙自 661100）

在個體和群體的相互影響中，哪些因素起主要作用，這些影響因素又是如何對二者產(chǎn)生影響的？文章針對該問題從經(jīng)濟學和心理學出發(fā)，通過對局部環(huán)境下作為理性經(jīng)濟人的個體行為進行計算機建模仿真，對個體行為與群體行為之間的相互影響關(guān)系進行了分析研究。實驗結(jié)果較真實的涌現(xiàn)了現(xiàn)實世界中個體行為與群體行為之間的影響模式，說明文章所建立的模型能對個體行為與群體行為之間的相互影響關(guān)系做出較為合理的解釋。

仿真；行為建模；個體；群體

0　引言

從上個世紀中期至今，許多學者從不同的研究方向和不同的研究角度對群體組織問題進行了研究分析［1-4］，基于不同的研究范圍闡述了個體的行為動因、群體組織中個體的行為動力，群體組織的形成、發(fā)展和結(jié)果等問題，這些成果極大地推動了群體組織的研究及相關(guān)知識的傳播、積累和創(chuàng)新.

而對于個體的行為，眾多的學者也從不同的方向進行了廣泛的研究.德國社會心理學家盧因認為人的行為動向取決于內(nèi)部力場與情景力場的相互作用［1］.用公式表示即B= F（P.E），其中B是個人行為的方向和強度，P是個人的內(nèi)部動力、內(nèi)部特征，E是個體所處的群體環(huán)境。也就是說，任何一個行為，都是個人因素與環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，對同一個人、相同的動機，不同環(huán)境會導致不同的行為.因此在組織中個體行為的心理動力主要受個體的需要、動機及組織環(huán)境的影響.

本文工作最初起源于對日常生活的觀察.學生社團是在大學里普遍存在的一類群體組織.大學也普遍認為學生社團對學生個體具有積極的影響因素.哪些因素會對一個學生個體加入社團具有影響力，社團群體對學生個體的影響因素之間有什么樣的關(guān)系？本文試圖通過建立模型來描述個體的行為，并在復雜系統(tǒng)環(huán)境下進行仿真來找到上述問題的答案.

1　對個體的假設

心理學家普遍認為，人的行為受需要、動機、價值觀、信念、態(tài)度等意識傾向性的支配和制約，在個體行為中起關(guān)鍵作用的是需要和動機［2］.動機決定了個體的行為，而需要對動機起支配作用.需要和動機是行為動力的兩個最基本要素.需要是一切行為動力的源泉，需要作為一種內(nèi)驅(qū)力，在誘因（外在條件） 或目標的引導下變成行為動機，發(fā)揮其動力功能.同時人的行為也是環(huán)境與個體相互作用的結(jié)果.

本文對個體和其環(huán)境進行如下假設：首先，假設惰性［6-7］是人類的本性；其次，假設個體除惰性外還具有由團體歸屬感或某種需求所激發(fā)的積極性（即個體主動力）和自我滿意度三個屬性；另外，團體自身具有邊界但團體的影響力覆蓋整個環(huán)境世界；并且，除團體影響力和自我滿意度對激發(fā)動力有影響外，還會受到相鄰范圍內(nèi)其它個體的影響.

2　行為模型

2.1個體和環(huán)境的特征

根據(jù)馬斯洛需求層次理論［3］及對個體的假設，仿真?zhèn)€體i具有如下屬性：惰性λi，個體主動力Ni，被其它個體影響概率pi和影響力度ki，團體影響因子θi，目標實現(xiàn)滿意度mi；另外，第i個個體在其運動空間還擁有速度vi和位置ri.

個體所處的環(huán)境是一個無界的二維坐標系，但團體具有范圍半徑R；個體在初始化時被隨機分布在團體半徑R以外的區(qū)域.環(huán)境的無界指的是當個體到達世界W的邊界時可以回繞到與之相對應的另一邊，而不會走出環(huán)境世界的邊界.

2.2個體運動模型

假定任意個體i可以在環(huán)境世界中任意運動，且不受團體的約束，即個體可以自由進入或離開團體；個體是否已加入團體以其與團體的距離來識別，即是否進入團體范圍半徑R以內(nèi)；并且假設每個個體均符合以下運動方程.該運動方程的建立借鑒于文獻［4］和文獻［5］.

公式1計算個體的位置，公式2計算個體的速度.Fi代表個體自我激發(fā)力向量，可以理解為使個體的狀態(tài)發(fā)生變化的影響因素；在模型中其主要受個體主動力Ni的影響.Mi為個體的質(zhì)量，這里取值為1；并且同樣設時間變化刻度△t=1.如果在任意單位變化時間△t結(jié)束時個體都回到靜止狀態(tài)，那么很容易從公式1和公式2得到個體在單位變化時間△t內(nèi)的位移公式如公式3所示.

2.3對自我激發(fā)力的定義

個體自我激發(fā)力向量可以理解為個體自身主動力與其它影響力的合力在其行動方向上的表現(xiàn).個體在時刻t的自我激發(fā)力向量可以用公式4進行表示.公式5計算t+1時刻個體的主動力.

N（i，t）為個體i在時刻t的主動力；P（i，t）為個體i在時刻t受團體影響力和其它相鄰個體的影響力的合力；δ（i，t）為個體i在時刻t的滿意度，δ（i，t）-mi為個體在該時刻結(jié)束時對其自我行為的反饋系數(shù)；向量θ（i，t）為個體i在該時刻運動的方向向量，其角度為以坐標原點為參照點且偏差小于π/2的隨機量.公式5計算個體在t時刻結(jié)束時個體的活動力.個體所受影響力的合力可以用公式6表示.

其中F（i，t），G，F(xiàn)（i，t），B為個體i在t時刻分別所受團體影響力和其它相鄰個體的影響力.團體影響力和其它相鄰個體的影響力可以分別用如下公式7表示.

其中q為個體受到團體影響的概率，l（l∈（0，1））為團體對個體的影響力因子；p為個體i受到與其鄰距范圍為β內(nèi)的相鄰個體j影響的概率，k（k∈（0，1））為相鄰個體間的影響力度.根據(jù)公式6和公式7可得個體i在t時刻受團體影響力和其它相鄰個體的影響力的合力如公式8所示.

個體自我激發(fā)力向量公式4可以進一步表示為：

需要強調(diào)的是，本模型中力的選擇并不是唯一的，其他的選擇同樣可以產(chǎn)生相似的行為.本文的主要目的是提出一個相對簡單的模型來驗證參數(shù)的影響.

2.4模擬結(jié)果

人類行為紛繁復雜，很有趣也很重要，值得我們不斷的去探索和研究，而且這一過程本身就很能吸引眾多學者的興趣.人們大都不愿意去改變自己多年養(yǎng)成的既定的生活行為習慣或思維方式，可以認為這就是一種惰性，而且大多數(shù)人認為惰性是人的本性.惰性和其它一些類似的特征對人們的行為有著很大的影響.本模擬實驗采用基于Agent的Netlogo仿真平臺，依據(jù)以上所建立的個體行為模型，對個體行為進行動態(tài)仿真.根據(jù)仿真結(jié)果從以下幾個方面對個體和群體之間一些影響其相互行為的因素進行了探討.

圖1　惰性ri對個體行為的影響

2.4.1惰性對個體行為的影響

如圖1所示，當組織影響概率q（即圖1中g(shù)roup-q），影響力因子l（即圖1中g(shù)roup-l），個體滿意度mi（即圖1中ind-mi），個體間相互影響力k（即圖1中ind-k）相近時，惰性較小（ind-ri=0.2565）的個體比惰性更大（ind-ri=0.9132）的個體具有更強的活動力.惰性對個體的活動具有明顯的阻礙作用.

圖2　視距對個體活動性的影響

2.4.2視距對個體活動性的影響

視距對個體的活動性的影響如圖2所示.在圖2（a）中，是視距β=0.6的個體活動圖；在圖2（b）中，是視距 β=2的個體活動圖.個體的視距越大，表示該個體與其它個體間的相互影響的范圍越大.由圖2的個體活動圖可以看出：個體的視距對增加個體受其它個體的影響力有明顯的作用；視距與個體間的相互影響力成正相關(guān)關(guān)系，即使個體在較高的惰性（indri=0.8994）和滿意度（ind-mi=0.9848）情況下也會起到明顯的影響作用.

2.4.3個體滿意度對群體組織的影響

對任意個體而言，個體滿意度起到對自身行為結(jié)果進行評價和反饋的作用，并會對個體的行為起到一種強化作用.這種強化是雙向的，當行為結(jié)果達到或超過個體預期期望值時，是一種正向反饋，起到正向強化作用；如果行為結(jié)果沒有達到其預期期望值，則是一種負向反饋，起反向強化作用.個體滿意度對組織的影響力如下圖3所示.

圖3　個體滿意度對群體組織的影響

從圖3的對比分析可以看出，當個體的其它影響因素相同時（q=0.4，l=0.4，k=0.4，ri=隨機值，b=1.1；其中b即為個體視距β，在程序中用變量b表示），較低的個體滿意度mi（即個體預期期望值）對組織激發(fā)個體的主動性效果明顯；如圖3（a）（mi=0.34）和圖3（b）（mi=0.5）所示，群體組織對個體主動性的激發(fā)效果隨時間刻度呈上升趨勢.但隨著個體期望值的提升，如圖3（c）所示，當個體滿意度mi=0.55時，個體主動性的提升便開始放緩并逐漸呈下降趨勢，這時表示個體的期望值未達到其預期值，群體組織對個體主動性的激發(fā)效果減弱.隨著個體滿意度的進一步增加，如圖3（d）和圖3（e）所示，群體組織對個體主動性的激發(fā)幾乎不再具有任何效果.當個體滿意度mi=0.7時，如圖3（f）所示，即使組織對個體的影響概率q和影響力度l均達到0.9以上，也阻止不了激發(fā)效果的下降趨勢，表示個體的期望值難以達到預期值，行為的反向強化作用進一步增強.

圖4　組織對個體的影響力

2.4.4群體組織對個體的影響

通過對圖4中組織對個體的影響力的對比分析，不難看出：在對個體的其它影響因素不變的情況下，單獨增強組織對個體的影響概率q（如圖4（a）所示，q=0.8，l=0.14）或單獨增強組織對個體的影響力度l（如圖4（b）所示，q=0.16，l=0.72），均能在一定程度上提升對個體的激勵效果；但與同時適當?shù)脑鰪娊M織對個體的影響概率和影響力度相比（如圖4（c）所示，q=0.47，l=0.55），后者影響效果明顯優(yōu)于前者.

3　結(jié)論與展望

經(jīng)以上分析得出，影響個體的群體趨向行為的因素主要為個體的自我群體趨向激發(fā)力，而影響這些激發(fā)力的因素包括個體自身的主動性、個體惰性、個體受其它個體的影響力以及群體組織激勵力（感召力）.個體的主動性為個體的源動力；個體惰性對個體行為具有阻滯作用；個體受其它個體的影響力具有不確定性，要視個體自身特性（受其它個體的影響力）和其所處的環(huán)境（其視距內(nèi)其它個體的特性）而定.

從仿真結(jié)果的分析得出：對于作為理性經(jīng)濟人的個體而言，要有效提升自身的激發(fā)力，首先需要減小惰性的影響，其次還要增大視距（即開擴視野），增強與其它個體之間的影響力度和活力.對于群體組織而言，要增強群體組織對個體的影響力，不僅需要群體組織具備適當?shù)慕M織影響活動頻度以提高其對個體的影響概率，而且需要盡量提升每次活動對個體的影響力度；另外還需要強化組織對個體的引導力度，讓個體對群體組織在深入了解和認識的基礎上建立正確的自我滿意度（目標期望值，即群體價值觀）.

當然，本模型只是以大學生社團為對象，僅僅考慮了個體與群體組織之間的主要影響因素，是一個基本模型，還有其它因素沒有加以考慮，如個體之間的關(guān)系（戀人，朋友，性別等）.下一步工作還需要對模型進行進一步的修正和擴展.

［1］王瑞鴻.人類行為與社會環(huán)境［M］.上海：華東理工大學出版社，2002：1-2.

［2］斯蒂芬·P·羅賓斯.組織行為學［M］.北京：中國人民大學出版社，2005：165.

［3］Abraham Maslow，Toward A Psychology of Being，John Wiley & Sons Inc（3rd ed），1998，12.

［4］Fehr E，Rockenbach B. Detrimental effects of sanctions on human altruism［J］.Nature，2003，422：137-140.

［5］張四海，Bernardo Pando，王煦法.基于心理因素的有限空間內(nèi)個體行為模型［J］.復雜系統(tǒng)與復雜性科學，2005（1）.

［6］張殿國.走出惰性［M］.上海：上海人民出版社，1990.

［7］阿爾伯特.埃利斯.戰(zhàn)勝惰性［M］.李長安，譯.北京：學苑出版社，1988.

［責任編輯 張燦邦］

The Analysis of the Impact Between the Individual and Group Based on Dynamic System Simulation

ZHU Yong-bin
（Engineering college，Honghe University，Mengzi 661100，China）

What factors play a major role in the mutual influence of individuals and groups，and how they affect？ In this paper，the issue was researched and analyzed from the perspective of economics and psychology by using of computer modeling and simulation with the theory of the complex systems. The experimental results emerged a real impact mode between individual behavior and group behavior in the real world，and a more reasonable explanation of the mutual influence relations is made by the results.

Simulation； Behavior modeling； the individual； the group

TP391

A

1008-9128（2016）05-0054-03

10.13963/j.cnki.hhuxb.2016.05.015

2015-06-08

云南省教育廳科學研究基金（2014C136Y）；紅河學院校級項目：基于動態(tài)博弈的MAS中agent間的合作研究（XJ15Y21）

朱永彬（1977-），男，四川內(nèi)江人，講師，碩士，研究方向：計算機仿真與虛擬現(xiàn)實。