超網(wǎng)絡(luò)研究分析綜述

郭秋萍，華康民

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超網(wǎng)絡(luò)研究分析綜述

郭秋萍1，2，華康民1

摘要：超網(wǎng)絡(luò)高于又超于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)，它以是節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)嵌套網(wǎng)絡(luò)，具有多層性、多重性和嵌套性，可以用來描述和揭示各種網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用和相互影響，揭示同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多重關(guān)系和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)交互關(guān)系。文章梳理了超網(wǎng)絡(luò)的研究脈絡(luò)，綜述國內(nèi)外超網(wǎng)絡(luò)的研究方向，包括供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)、知識超網(wǎng)絡(luò)和信息傳播超網(wǎng)絡(luò)，闡述研究意義，指出這些成果的研究不足，并展望超網(wǎng)絡(luò)的研究趨勢。

關(guān)鍵詞：超網(wǎng)絡(luò)；供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)；知識超網(wǎng)絡(luò)；信息傳播超網(wǎng)絡(luò)

一、引言

事物之間聯(lián)系的普遍性是客觀存在的，這種聯(lián)系可以用網(wǎng)絡(luò)模型準(zhǔn)確地描述，所有系統(tǒng)都可以抽象成網(wǎng)絡(luò)模型。用網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點i或j表示事物主題，用網(wǎng)絡(luò)的邊也就是節(jié)點i和j間的連線aij表示事物間的聯(lián)系，則aij=0表示i和j無聯(lián)系，aij=n表示i和j有n重聯(lián)系。若任意的節(jié)點i和j是同性質(zhì)的節(jié)點，則aij表示同性質(zhì)關(guān)系，稱這種類型的網(wǎng)絡(luò)為同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，如計算機網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點全部為主機，實現(xiàn)主機之間的通信。若i和j是不同性質(zhì)的節(jié)點，則aij表示不同性質(zhì)關(guān)系，稱這種類型的網(wǎng)絡(luò)為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以將網(wǎng)絡(luò)模型分為三類：

(1)一般網(wǎng)絡(luò)模型：即 aij=0或1。

(2)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型：即aij>1，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和邊數(shù)量眾多，連接多樣，既有松散連接，又有緊密連接，點與邊呈現(xiàn)復(fù)雜的動態(tài)隨機性，具有小世界性和無標(biāo)度性。

(3)超網(wǎng)絡(luò)模型：超網(wǎng)絡(luò)是以節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，或由網(wǎng)絡(luò)嵌套構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。目前，超網(wǎng)絡(luò)還沒有公認(rèn)的定義，只能把一些網(wǎng)絡(luò)套著網(wǎng)絡(luò)的多層、具有多屬性和多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)稱為超網(wǎng)絡(luò)[1]。

由于超網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點可以由不同性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，作為節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)可以是同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，也可以是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，因此，包含了不同性質(zhì)的節(jié)點和不同性質(zhì)的關(guān)系，即超網(wǎng)絡(luò)具有多層性、多重性和嵌套性。能夠描述和揭示各種網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用和影響，揭示同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多重關(guān)系和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)交互關(guān)系。超網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)區(qū)別在于：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)雖然節(jié)點眾多，規(guī)模巨大，但節(jié)點與邊保持同質(zhì)，即復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)描述和刻畫的是復(fù)雜的同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。而超網(wǎng)絡(luò)既存在同質(zhì)節(jié)點也存在異質(zhì)節(jié)點，是更復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。它的架構(gòu)為研究網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用提供了方法。

現(xiàn)實世界中，大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)都具有超網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特性，各系統(tǒng)要素之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系用一般簡單網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法真實描述和刻畫。由于超網(wǎng)絡(luò)具有多層性、多重性和嵌套性，利用超網(wǎng)絡(luò)分析方法，可以挖掘復(fù)雜系統(tǒng)潛存的未被發(fā)現(xiàn)的隱性關(guān)聯(lián)，可以較完整地描述和刻畫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特性，從而揭示和顯現(xiàn)事物之間用其他網(wǎng)絡(luò)模型不能揭示和顯現(xiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

二、超網(wǎng)絡(luò)的主要研究方向

1985年，Denning最早提出超網(wǎng)絡(luò)的概念[2]。同年Sheffi在進(jìn)行城市交通網(wǎng)絡(luò)流量平衡分析時，利用超網(wǎng)絡(luò)表示交通網(wǎng)絡(luò)路線選擇的聯(lián)合模型。[3]2002年，Nagurney進(jìn)一步明確了超網(wǎng)絡(luò)的含義,把高于而又超于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)稱為“超網(wǎng)絡(luò)”。[4]Dong和Nagurney利用超網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程辦公和上下班形成的超網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。[5]2008年，王眾托和王志平出版《超網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用》，推動和引導(dǎo)國內(nèi)知識超網(wǎng)絡(luò)研究的開展。目前，超網(wǎng)絡(luò)研究主要從三個方面展開：一是超網(wǎng)絡(luò)對于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)、金融網(wǎng)絡(luò)等的均衡優(yōu)化研究；二是利用系統(tǒng)科學(xué)方法進(jìn)行知識組織、知識共享等知識超網(wǎng)絡(luò)研究，也是情報學(xué)研究的熱點；三是以微博、微信新媒體為媒介的信息傳播網(wǎng)絡(luò)研究。

1.供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)

超網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究最早開始于供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)，目前，國內(nèi)外專家和學(xué)者在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)、金融和社會供應(yīng)鏈、制造業(yè)供應(yīng)鏈等領(lǐng)域已經(jīng)取得較多研究成果。

在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的超網(wǎng)絡(luò)方面，Nagurney等針對電力生產(chǎn)、供應(yīng)、運輸和消費，提出了第一個電力供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)超網(wǎng)絡(luò)模型。[6]劉雪嬌、郭進(jìn)利在研究供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)形成的過程中，分析了該供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)形成的過程，以及各企業(yè)在挑選合作者時的考慮方向。[7]董瓊、馬軍針對目前國內(nèi)外供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的研究綜述和調(diào)研，其綜述的模型是由多層、多決策者的分散化決策構(gòu)成供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)。[8]

在金融和社會供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)方面，閉環(huán)供應(yīng)鏈模型問題在實踐和研究中成為熱點，其原因歸功于它在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟中的重要性。[9]Cruz等提出涉及金融工程方法的帶有社會網(wǎng)絡(luò)的整體全球供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)動態(tài)模型，研究了在電子商務(wù)環(huán)境下的社會網(wǎng)絡(luò)中的不同生產(chǎn)商、零售商和消費者的多目標(biāo)決策行為。決策者的多目標(biāo)包括:利潤最大化、關(guān)系價值最大化和風(fēng)險最小化。模型假設(shè)互相之間的關(guān)系水平影響交易的成本和風(fēng)險，并且在決策者的效用函數(shù)中得以反映。該文獻(xiàn)探究了涉及產(chǎn)品價格和關(guān)系水平的全球產(chǎn)品交易在達(dá)到均衡狀態(tài)時的動態(tài)聯(lián)合演化過程。價格機制保證了在多級、多層的金融工程超網(wǎng)絡(luò)中每個決策者能夠達(dá)到最優(yōu)。[10]

通過上述有關(guān)供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)的研究，可以得出以下兩點結(jié)論：

(1)近幾年關(guān)于供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)的研究逐漸增多，實際應(yīng)用中也解決了許多問題，在動態(tài)供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)、供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險管理、時間敏感性產(chǎn)品和供應(yīng)鏈銷售方式的優(yōu)化等方面取得較多的研究成果。

(2)供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)仍有許多問題需要進(jìn)一步研究。如構(gòu)建符合實際的經(jīng)濟超網(wǎng)絡(luò)模型，用以解釋相關(guān)經(jīng)濟現(xiàn)象以及動態(tài)供應(yīng)鏈超網(wǎng)絡(luò)的魯棒性測評與分析等。

2.知識超網(wǎng)絡(luò)

知識超網(wǎng)絡(luò)是超網(wǎng)絡(luò)研究的一個應(yīng)用分支，在超網(wǎng)絡(luò)研究中所占比重相對較少。1998年，Hearn和Scott首先提出知識超網(wǎng)絡(luò)的概念。[11]王眾托和王志平在《超網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用》中指出，將各種知識資源集成的超網(wǎng)絡(luò)是研究知識管理的重要手段，并構(gòu)建了知識協(xié)作超網(wǎng)絡(luò)模型。目前，知識超網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在知識組織、知識傳播和知識共享方面。

在知識組織超網(wǎng)絡(luò)研究方面， Nagurney.A構(gòu)建知識密集系統(tǒng)的知識超網(wǎng)絡(luò)模型，并應(yīng)用到新聞機構(gòu)、情報機構(gòu)以及全球金融機構(gòu)。[12]Yu Yang構(gòu)建了由人際網(wǎng)絡(luò)、載體網(wǎng)絡(luò)、知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的知識資源超網(wǎng)絡(luò)模型，并定量分析其特征。[13]hen Ting 通過知識超網(wǎng)絡(luò)模型描述各種要素和創(chuàng)新主體參與協(xié)同創(chuàng)新的過程，從而實現(xiàn)知識獲取、知識整合、知識挖掘與評估等創(chuàng)新活動。[14]于洋研究由知識、人和物質(zhì)載體共同構(gòu)成的知識體系，發(fā)現(xiàn)知識管理中存在的問題，提出利用知識超網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行建模與描述，利用知識超網(wǎng)絡(luò)分析和解決這些問題。[15]祝錫永等把知識網(wǎng)絡(luò)中的主題分為知識、知識載體以及知識主題三類，并組合出三類主題子網(wǎng)絡(luò)和四類衍生子網(wǎng)絡(luò)。其中知識主題網(wǎng)絡(luò)通過節(jié)點和邊的不同組合，形成了一個高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。[16]滕立在超網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提出了共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分析方法，大大豐富了混合網(wǎng)絡(luò)的信息含量，使得總結(jié)領(lǐng)域中知識交流模式更加容易。[17]倪子建、榮莉莉、劉泉研究了基于維基百科超網(wǎng)絡(luò)模型，以維基的內(nèi)容知識本體YAGO為數(shù)據(jù)源，提出本體超網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法，構(gòu)建維基內(nèi)容本體超網(wǎng)絡(luò)。在對其重要拓?fù)鋵傩赃M(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了維基內(nèi)容本體超網(wǎng)絡(luò)的演化模式，并對演化模式進(jìn)行解析和數(shù)值模擬。[18]

在知識共享超網(wǎng)絡(luò)方面，Xia,Haoxiang指出社區(qū)智能化系統(tǒng)是一個由媒體網(wǎng)絡(luò)、人際網(wǎng)絡(luò)和知識網(wǎng)絡(luò)三重交織的知識超網(wǎng)絡(luò)，可用于社區(qū)知識共享與融合。[19]Luo Shuangling通過媒介網(wǎng)絡(luò)、人際網(wǎng)絡(luò)、知識網(wǎng)絡(luò)組成的知識超網(wǎng)絡(luò)分析了“社區(qū)智能”形成和演化的基本機制。[20]廖開際和楊彬彬根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型建立組織知識的加權(quán)的語義網(wǎng)、組織人員網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)知識與知識主體間的相互映射關(guān)系，建立基于加權(quán)的超網(wǎng)絡(luò)模型，為組織知識共享的定量分析提供了一種新的工具與思路。[21]

綜上所述，可以得出以下結(jié)論：

(1)國內(nèi)外知識超網(wǎng)絡(luò)在超網(wǎng)絡(luò)研究中所占比重較少，主要集中在知識組織、知識傳播和知識共享，利用超網(wǎng)絡(luò)整合和優(yōu)化各種知識、人員、載體等，這些成果提供了知識超網(wǎng)絡(luò)概念模型和框架。

(2)目前，還鮮有開展以知識關(guān)聯(lián)為對象和范疇的知識超網(wǎng)絡(luò)研究。國內(nèi)外針對科技文獻(xiàn)知識的關(guān)聯(lián)研究，主要從共現(xiàn)分析和耦合分析方面展開，其研究存在局限性。

(3)運用知識超網(wǎng)絡(luò)研究知識關(guān)聯(lián)，能夠揭示和顯現(xiàn)同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的多重關(guān)聯(lián)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的交互關(guān)聯(lián)，使得科學(xué)文獻(xiàn)之間其他網(wǎng)絡(luò)模型不能揭示和顯現(xiàn)的隱性關(guān)聯(lián)得以揭示和顯現(xiàn)。這對于拓寬和豐富超網(wǎng)絡(luò)理論和方法，研究知識發(fā)現(xiàn)、知識創(chuàng)新、信息檢索、信息分析提供新的理論和方法。

3.信息傳播超網(wǎng)絡(luò)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和深入，用戶在網(wǎng)絡(luò)信息傳播中所充當(dāng)?shù)慕巧絹碓街匾?。用戶和話題之間的傳播關(guān)系，形成了一個節(jié)點眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用簡單的網(wǎng)絡(luò)模型并不能完全刻畫。例如對虛擬社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的研究，通常以用戶ID為節(jié)點，以用戶之間的“交流”為邊建立網(wǎng)絡(luò)，這樣的網(wǎng)絡(luò)可以很好地反映兩個用戶之間是否有“交流”，但不能表示是否有三個或三個以上的用戶共同參與同一個話題。為了解決這類問題，需要引入超網(wǎng)絡(luò)來研究。近幾年，以微博、微信為代表的新型媒體快速發(fā)展，開始基于微博微信構(gòu)建超網(wǎng)絡(luò)模型。目前，信息傳播超網(wǎng)絡(luò)研究主要集中在突發(fā)事件信息傳播、微博信息傳播和輿情信息傳播三個方面。

在突發(fā)事件信息傳播超網(wǎng)絡(luò)方面，王艷靈、王恒山在研究突發(fā)事件的超網(wǎng)絡(luò)模型中，發(fā)現(xiàn)隨著突發(fā)事件發(fā)生頻率的不斷增高，突發(fā)事件的種類也不斷增多，如何防范與應(yīng)對已成為當(dāng)前研究突發(fā)事件所面臨的最重要問題之一。[22]兩位學(xué)者在韋斯特利—麥克萊恩傳播模式的基礎(chǔ)上，建立了基于超網(wǎng)絡(luò)模型的突發(fā)事件信息傳播模式，提出了對突發(fā)事件的應(yīng)對策略。最后，得出了無論是哪種傳播模式都不可能是萬能的結(jié)論。傳播模式只能是從一個角度切入來分析復(fù)雜的傳播現(xiàn)象，揭示事件傳播的規(guī)律，以期能對人們有所啟發(fā)。

在微博信息傳播超網(wǎng)絡(luò)方面，尚艷超、王恒山、王艷靈對新型虛擬社區(qū)網(wǎng)絡(luò)上的信息傳播規(guī)律進(jìn)行研究。研究過程中以微博為代表，更好地探討了單條微博所表達(dá)話題與用戶中兩個維度之間的相互聯(lián)系與作用。[23]毛艷在研究新型虛擬社區(qū)網(wǎng)絡(luò)上的信息傳播規(guī)律時，選擇微博案例進(jìn)行研究，采用超網(wǎng)絡(luò)的研究方法，探討微博用戶表達(dá)話題數(shù)和用戶數(shù)兩個維度之間的相互聯(lián)系和作用，結(jié)合超圖的數(shù)學(xué)理論，建立了超網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。[24]潘芳、鮑雨亭關(guān)注輿情信息的傳播，以反腐輿情為切入點，分析了微博反腐輿情傳播網(wǎng)絡(luò)和社會網(wǎng)絡(luò)這兩個網(wǎng)絡(luò)之間相互影響、相互制約的關(guān)系。通過構(gòu)建微博反腐輿情超網(wǎng)絡(luò)模型，描述了基于微博網(wǎng)絡(luò)社群的反腐輿情傳播的行為結(jié)構(gòu)和演化過程，重點研究了政府在微博反腐輿情傳播中所起的作用。[25]

在輿情信息傳播超網(wǎng)絡(luò)方面，劉繼在研究信息傳播的過程中，通過對網(wǎng)絡(luò)輿情的分析，首先將輿情系統(tǒng)映射為網(wǎng)絡(luò)輿情事件和網(wǎng)民社會網(wǎng)絡(luò)兩個超網(wǎng)絡(luò)體系，其次利用網(wǎng)絡(luò)鏈接分析法，分別對輿情事件網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)民社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)和事件的機制進(jìn)行系統(tǒng)分析，最后從輿情事件鏈接預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)意見領(lǐng)袖的傳播影響、網(wǎng)絡(luò)信息推薦方式三個方面，提出了作者對于網(wǎng)絡(luò)輿情信息傳播控制的建議。[26]

從以上對信息傳播超網(wǎng)絡(luò)的研究可知：

(1)國內(nèi)外有關(guān)信息傳播超網(wǎng)絡(luò)的研究剛剛開始，成果還比較少，人們嘗試?yán)贸W(wǎng)絡(luò)研究特殊環(huán)境下信息傳播載體和信息傳播規(guī)律，分析信息傳播的特征和規(guī)律。該領(lǐng)域的研究還有許多工作要做。

(2)隨著新媒體信息傳播的快速發(fā)展，國內(nèi)外開始重視新媒體信息傳播領(lǐng)域的超網(wǎng)絡(luò)模型研究。目前國內(nèi)基于微博新媒體信息傳播超網(wǎng)絡(luò)模型的研究較多，主要通過微博話題分析、輿情信息傳播、微博反腐等角度切入，但在微信領(lǐng)域的超網(wǎng)絡(luò)模型研究還比較鮮見。

(3)運用超網(wǎng)絡(luò)研究信息傳播，可以描述和顯現(xiàn)信息流的各種屬性以及在多層間傳播或流動規(guī)律，為網(wǎng)絡(luò)信息流的動態(tài)平衡和優(yōu)化管控提供工具。

三、超網(wǎng)絡(luò)研究的展望

超網(wǎng)絡(luò)是近幾年才提出的概念，超網(wǎng)絡(luò)研究多集中在構(gòu)建概念模型、結(jié)構(gòu)模型以及數(shù)學(xué)模型等理論階段。相對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，超網(wǎng)絡(luò)分析方法相對比較匱乏，需要探求新方法來研究超網(wǎng)絡(luò)問題。由于超網(wǎng)絡(luò)的研究有助于理解“復(fù)雜系統(tǒng)之所以復(fù)雜”這一深刻道理，因此，超網(wǎng)絡(luò)研究不僅有現(xiàn)實意義，更是一個新的研究方法和思路。隨著超網(wǎng)絡(luò)研究的不斷深入，超網(wǎng)絡(luò)不僅局限于知識網(wǎng)絡(luò)、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)、信息傳播網(wǎng)絡(luò)、運輸網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、能源網(wǎng)絡(luò)、金融網(wǎng)絡(luò)等，還可以推廣到幾乎所有復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域。但是，超網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究仍有很多領(lǐng)域亟待拓展和挖掘。例如，開展以科技文獻(xiàn)為對象和范疇的知識超網(wǎng)絡(luò)研究，利用科技文獻(xiàn)特征項之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建知識超網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用于知識創(chuàng)新、信息分析、信息檢索、科技管理等領(lǐng)域，可以發(fā)現(xiàn)科技文獻(xiàn)潛在的隱性關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)新知識、新的創(chuàng)新點和新的研究熱點，發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科間的隱含關(guān)系，為揭示科學(xué)知識體系結(jié)構(gòu)、研究學(xué)科之間的交叉關(guān)系提供新的研究方法和范式?？梢灶A(yù)料，科技文獻(xiàn)知識超網(wǎng)絡(luò)會成為超網(wǎng)絡(luò)研究新的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

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(責(zé)任編校：田旭，馬小軍)

DOI:10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-1199.2016.04.013

(作者單位：1.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院；2.航空經(jīng)濟發(fā)展河南省協(xié)同創(chuàng)新中心)