高校復(fù)雜動(dòng)態(tài)Agent知識(shí)網(wǎng)絡(luò)模型研究?

趙業(yè)清

（安陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 安陽(yáng) 455000）

高校復(fù)雜動(dòng)態(tài)Agent知識(shí)網(wǎng)絡(luò)模型研究?

趙業(yè)清

（安陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 安陽(yáng) 455000）

以高校知識(shí)傳播群體及其復(fù)雜交互關(guān)系網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，探索高校知識(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)演化機(jī)制及知識(shí)傳播內(nèi)在規(guī)律?；诟咝ＶR(shí)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)復(fù)雜性及知識(shí)主體的主動(dòng)性、適應(yīng)性、個(gè)性等特點(diǎn)，利用復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模分析方法，結(jié)合高校實(shí)際環(huán)境構(gòu)建了高校知識(shí)網(wǎng)絡(luò)小世界Agent演化系統(tǒng)模型，分析系統(tǒng)行為演化的一般規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)主體個(gè)性特質(zhì)越有效，越有利于知識(shí)傳播的順利進(jìn)行；網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)傳播前期效率越高，系統(tǒng)個(gè)體知識(shí)量增加均衡性越差，而后很快達(dá)到較高水平上的均衡狀態(tài)。該研究為我們引導(dǎo)高校知識(shí)高效流動(dòng)和傳播、提高學(xué)生主體獲取知識(shí)途徑及建立和諧的師生知識(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

智能體；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；小世界

1 引言

高校是人類(lèi)吸收、繼承、傳播和知識(shí)創(chuàng)造的重要場(chǎng)所，特別是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高校職能在知識(shí)傳授、知識(shí)創(chuàng)新和知識(shí)物化等職能方面有了更大的拓展。如今隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的快速到來(lái)，高校知識(shí)發(fā)展具有了一些新特征［1］：知識(shí)量劇增性、知識(shí)融合性、知識(shí)創(chuàng)新性和知識(shí)更新性。高校為更好地適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展和知識(shí)更新與積累過(guò)程，這些新特征對(duì)高校知識(shí)傳播、轉(zhuǎn)移和創(chuàng)新等活動(dòng)提出了更高層面的要求，也亟需我們進(jìn)一步加深與強(qiáng)化高校知識(shí)傳播理論和實(shí)踐有關(guān)問(wèn)題的研究工作。在高校中，知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)主體及其形成的知識(shí)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)特殊性決定了高校知識(shí)傳播演化過(guò)程也將涌現(xiàn)出特殊規(guī)律性，而對(duì)這些規(guī)律、途徑和方法的探索與發(fā)現(xiàn)，為我們更好地掌握學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，探索知識(shí)傳播高效途徑，有效提高知識(shí)傳播效率，更快更好地達(dá)到高校知識(shí)均衡分布，激發(fā)教師和學(xué)生知識(shí)創(chuàng)新能力，保持理性創(chuàng)新思維，構(gòu)建師生和諧的知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供有益指導(dǎo)。

2 相關(guān)工作

自1977年美國(guó)管理學(xué)家Teece［2］首次提出知識(shí)轉(zhuǎn)移思想后，知識(shí)轉(zhuǎn)移相關(guān)理論便得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。李金華［3］等針對(duì)知識(shí)在合作網(wǎng)絡(luò)中的傳播特性，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論提出一種網(wǎng)絡(luò)知識(shí)傳播模型，并對(duì)個(gè)體知識(shí)自我增長(zhǎng)進(jìn)行研究工作，最后總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨機(jī)程度越大網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)擴(kuò)散越快，知識(shí)分布越均勻的結(jié)論。胡婉麗［4］采用無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模擬現(xiàn)實(shí)中的特定組織模型，對(duì)知識(shí)在模型中的傳播演化問(wèn)題進(jìn)行研究。Cowan和Jonard等［5～9］基于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和小世界網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上個(gè)體知識(shí)擴(kuò)散的影響因素進(jìn)行研究，得出“小世界網(wǎng)絡(luò)”上知識(shí)傳播速度最快、效率最高的結(jié)論。Piergiuseppe和 Richard［10］針對(duì)Cowan和Jonard模型假設(shè)條件過(guò)于苛刻而脫離實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，得出了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有對(duì)知識(shí)擴(kuò)散的影響作用。褚建勛［11］在對(duì)Cowan等模型改進(jìn)基礎(chǔ)上，從微觀和宏觀兩個(gè)層面探討了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)傳播動(dòng)力學(xué)演化問(wèn)題。黃偉等［12］通過(guò)分析知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中高校知識(shí)轉(zhuǎn)移價(jià)值的傳遞過(guò)程，基于知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了高校知識(shí)轉(zhuǎn)移價(jià)值增值的影響因素模型，為高校知識(shí)轉(zhuǎn)移價(jià)值增值打下理論和實(shí)踐的良好基礎(chǔ)。原長(zhǎng)弘等［13］基于資源基礎(chǔ)分析視角，采用負(fù)二項(xiàng)回歸得出大學(xué)體制類(lèi)型對(duì)高校知識(shí)轉(zhuǎn)移的影響結(jié)果。劉巖芳等［14］從組織情景因素和非情景因素兩方面對(duì)影響大學(xué)-企業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)移的主要因素進(jìn)行分析，基于生命周期理論視角對(duì)知識(shí)轉(zhuǎn)移各階段的特點(diǎn)及發(fā)生動(dòng)因深入討論。Yli-Renko H等［15］則強(qiáng)調(diào)雙方共同的意愿會(huì)促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程中知識(shí)的消化與吸收，并能有效促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)移的進(jìn)一步發(fā)展。

本文針對(duì)高校環(huán)境中知識(shí)主體個(gè)體異質(zhì)性和人際交往網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性所導(dǎo)致知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜多變性，基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)（小世界網(wǎng)絡(luò)）建模與分析技術(shù)構(gòu)建高校知識(shí)傳播小世界Agent網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型，該模型能很好地體現(xiàn)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的建模思想，滿足知識(shí)傳播小世界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建模需求，實(shí)現(xiàn)高校組織中知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的仿真分析，對(duì)高校實(shí)施更快更高發(fā)展目標(biāo)和社會(huì)知識(shí)創(chuàng)新活動(dòng)的有效開(kāi)展，具有非常重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)作用。

3 知識(shí)傳播小世界Agent網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)定義及主體屬性描述

基于高校環(huán)境下的知識(shí)傳播過(guò)程分析，可以定義高校知識(shí)傳播小世界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為一個(gè)兩元組UKDs=(V，E)，V={Agentij|i，j∈N+}是一個(gè)非空有限集，表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的種類(lèi)及其每類(lèi)的個(gè)數(shù)集合；E={ek|k∈N+}且E∩V=Φ，表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間連接邊集合。其中Agent定義為一個(gè)四元組 A_def=(M，C，L，P)，M 是 Agent的標(biāo)識(shí)屬性，由數(shù)字串組成且具有唯一性，系統(tǒng)初始化時(shí)由仿真系統(tǒng)自動(dòng)生成；C是Agent的類(lèi)別屬性，用于區(qū)分復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)中不同角色的Agent類(lèi)別，本文中Agent類(lèi)別主要有學(xué)生、教師和管理者等；L是Agent的本地認(rèn)知庫(kù)；P是Agent的個(gè)性特質(zhì)，其個(gè)體屬性主要包括：1）關(guān)系強(qiáng)度（r），代表系統(tǒng)中Agent與其周?chē)噜廇gent之間彼此熟悉程度的一種度量；2）知識(shí)水平（k），表示當(dāng)前時(shí)刻 Agent所擁有的知識(shí)量；3）吸收系數(shù)（α），表示 Agent作為知識(shí)接收者時(shí)，其本身對(duì)傳播者釋放知識(shí)的吸收能力；4）釋放系數(shù)（β），表示 Agent作為知識(shí)傳播者時(shí)，其對(duì)本身?yè)碛兄R(shí)的釋放能力；5）信任強(qiáng)度（δ），表示Agent與其周?chē)噜廇gent之間相互信任程度；6）幸福指數(shù)（λ），表示 Agent對(duì)其當(dāng)前所處環(huán)境的滿意程度；7）創(chuàng)新系數(shù)（χ），表示Agent的知識(shí)創(chuàng)新能力；8）衰減系數(shù)（ψ），表示Agent的知識(shí)遺忘能力；9）影響系數(shù)（π），表示 Agent作為知識(shí)傳播者時(shí)，對(duì)周?chē)渌鸄gent的影響強(qiáng)度，即知識(shí)傳播的影響力。

3.2 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建

高校知識(shí)傳播小世界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是基于多Agent系統(tǒng)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建立起來(lái)的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，基于 Agent建立主體模型，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)描述Agent之間知識(shí)傳播交互關(guān)系，從而構(gòu)建的知識(shí)傳播演化模型是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，傳播過(guò)程中知識(shí)主體之間既有固定關(guān)系，也有系統(tǒng)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演化過(guò)程中的偶然關(guān)系，本模型充分體現(xiàn)出知識(shí)傳播過(guò)程中知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)演化特性和整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。如圖1所示為知識(shí)傳播過(guò)程中知識(shí)主體及其交互關(guān)系到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的映射機(jī)制及協(xié)調(diào)演化過(guò)程。

圖1 Agent系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)映射機(jī)制及協(xié)同演化過(guò)程

在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)演化過(guò)程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的知識(shí)水平都影響與其有直接聯(lián)系的成員節(jié)點(diǎn)的知識(shí)水平，同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的知識(shí)水平又都受到與其連接的鄰居節(jié)點(diǎn)知識(shí)水平的影響。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)Agenti作為知識(shí)傳播者傳播知識(shí)時(shí)，與其直接相連的任意鄰居節(jié)點(diǎn)Agentj的知識(shí)水平演化過(guò)程為kj(t+1)=kj(t)+αi[βjki(t)-kj(t)] ，同 時(shí) αj(t+1)=，而對(duì)于節(jié)點(diǎn) Agenti有，系統(tǒng)平均知識(shí)水平為，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識(shí)水平方差為

4 系統(tǒng)模型仿真

4.1 基于知識(shí)主體間關(guān)系強(qiáng)度

在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，知識(shí)需求方需要根據(jù)當(dāng)前環(huán)境等諸多因素選擇不同策略與知識(shí)傳播者產(chǎn)生關(guān)系，不同策略會(huì)導(dǎo)致知識(shí)傳播效率不同，同時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)中各知識(shí)主體知識(shí)均衡性產(chǎn)生較大影響。如圖2所示為基于關(guān)系強(qiáng)度的三種不同策略下知識(shí)傳播演化過(guò)程中知識(shí)水平均值及其知識(shí)水平方差變化情況。

圖2（a）表明，整個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型仿真過(guò)程中，三種模式中關(guān)系模式個(gè)體知識(shí)積累速度最快，知識(shí)模式次之，而隨機(jī)選擇模式最慢。在關(guān)系模式下，知識(shí)需求方的選擇是滿足知識(shí)傳播勢(shì)差條件下知識(shí)傳播者與自己關(guān)系最強(qiáng)者，此時(shí)知識(shí)需求方具有最強(qiáng)的知識(shí)吸收能力和較強(qiáng)的環(huán)境幸福指數(shù)，而知識(shí)發(fā)送方實(shí)施知識(shí)傳播活動(dòng)的愿望強(qiáng)烈，因此知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中個(gè)體知識(shí)增長(zhǎng)較快、知識(shí)傳播效率較高且能夠盡快達(dá)到知識(shí)均衡的和諧狀態(tài)；而知識(shí)模式下，知識(shí)需求者的選擇是當(dāng)前滿足知識(shí)傳播條件下具有最高知識(shí)者傳播知識(shí)，此時(shí)知識(shí)勢(shì)差最大，由于未考慮知識(shí)傳播者與接收者之間關(guān)系強(qiáng)度和信任度，所以較關(guān)系模式下知識(shí)傳播效率低，平均知識(shí)水平也較關(guān)系模式下有所減弱。圖2（b）表明，關(guān)系模式下知識(shí)方差最小，說(shuō)明這種模式下知識(shí)傳播過(guò)程中的均衡性最好，隨機(jī)模式次之，知識(shí)模式最差。

圖2 關(guān)系強(qiáng)度（不同模式）對(duì)知識(shí)演化過(guò)程影響

4.2 基于知識(shí)主體個(gè)性特質(zhì)

在知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由于生物性和社會(huì)性的存在，知識(shí)主體都具有自己的人生觀和價(jià)值觀，也就是個(gè)性情愫。當(dāng)某個(gè)知識(shí)主體被知識(shí)需求方選定為知識(shí)傳播者時(shí)，該知識(shí)傳播主體會(huì)根據(jù)自身的人性態(tài)度判斷是否為知識(shí)需求方提供其所需知識(shí)，此外每個(gè)知識(shí)主體基于對(duì)當(dāng)時(shí)環(huán)境的情愫也直接影響其本身知識(shí)傳播釋放能力。同樣，作為知識(shí)接收者，在知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)的接收和接受情況很大程度上受自身各種因素的約束。如圖3所示為知識(shí)接收者在多種因素制約下體現(xiàn)出的知識(shí)吸收系數(shù)不同情況下知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)演化過(guò)程。通過(guò)仿真圖可以看出知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中作為知識(shí)接收者的接受能力大小（通過(guò)知識(shí)吸收系數(shù)體現(xiàn)）不同，直接影響到知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中每個(gè)個(gè)體的知識(shí)水平及其知識(shí)水平增加的速度和效率。當(dāng)個(gè)體知識(shí)接收能力小于0.5時(shí)，整個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)的演化進(jìn)程進(jìn)展比較緩慢，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)傳播效率較低，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都處于波動(dòng)狀態(tài)，很難達(dá)到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)個(gè)體知識(shí)的均衡化和知識(shí)和諧的環(huán)境。

圖3 知識(shí)接受者個(gè)性特質(zhì)對(duì)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)知識(shí)演化影響

通過(guò)上面的仿真分析，知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中知識(shí)主體（知識(shí)傳播者和知識(shí)接受者）的個(gè)性態(tài)度和兩者之間的關(guān)系強(qiáng)度對(duì)知識(shí)傳播的效率與均衡性具有重要的影響。一般情況下，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中影響網(wǎng)絡(luò)知識(shí)主體不利因素越多，越不利于知識(shí)傳播活動(dòng)的順利進(jìn)行；網(wǎng)絡(luò)中知識(shí)傳播效率越高，前期知識(shí)傳播過(guò)程中知識(shí)均衡性越差，而后使整個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)快速達(dá)到較高知識(shí)水平的和諧狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展，高校在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的作用舉足輕重，知識(shí)信息量的急劇膨脹，對(duì)高校知識(shí)傳播提出更高的要求。本文針對(duì)高校知識(shí)傳播過(guò)程中知識(shí)主體個(gè)體特質(zhì)及知識(shí)網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律進(jìn)行研究，構(gòu)建集Agent系統(tǒng)理論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析于一體的高校知識(shí)傳播小世界Agent網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型，通過(guò)一系列的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，研究了影響高校知識(shí)傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)演化的一些主要因素：知識(shí)接受者和知識(shí)傳播者之間的關(guān)系強(qiáng)度、知識(shí)傳播者的個(gè)性特質(zhì)和知識(shí)接收者的個(gè)性特質(zhì)等。知識(shí)傳播環(huán)境中，知識(shí)接收者和知識(shí)傳播者之間的穩(wěn)固的關(guān)系、知識(shí)傳播者的良好個(gè)性特質(zhì)和知識(shí)接收者的積極個(gè)性特質(zhì)對(duì)知識(shí)傳播和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的演化過(guò)程具有積極的促進(jìn)作用，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)知識(shí)水平將更迅速、高效地達(dá)到高水平的和諧狀態(tài)。

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Research Knowledge Networks Model of University Based on Complex Dynamic Agent Networks

ZHAO Yeqing
（School of Computer and Information Engineering，Anyang Normal University，Anyang 455000）

Taking knowledge dissemination groups and their complex relationships as the research object，the paper aims to discover the inner rule and restraining factors of the knowledge diffusion in the university knowledge networks evolution systems.According to the dynamic complexity of the knowledge diffusion process and initiative，adaptability and personality characteristics of knowledge diffusion agents in university，the small world agent networks model is established to explain the behavior rule of the knowledge diffusion in university by complex adaptability system theory and complex network analysis method.Experimental results show that the are more efficient agents，the knowledge diffusion more smooth is.The higher knowledge propagation is in the early stage，the poorer balance the individual knowledge is in the knowledge networks，and then soon reaches the equilibrium state on a high plane.The result is better for us to efficiently guide the knowledge diffusion and the way for students gaining knowledge，especially provide theoretical and practical guidance for establishing harmonious relationship between students and teachers.

agent，complex networks，knowledge networks，small-world networks

TP311

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.10.018

Class Number TP311

2017年4月11日，

2017年5月17日

河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（編號(hào)：16A520001）資助。

趙業(yè)清，男，博士，副教授，研究方向：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、知識(shí)管理和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)系統(tǒng)仿真。