[发明专利]一种基于传播最短路径的多层网络用户影响力度量方法

说明书

本发明涉及一种基于传播最短路径的多层网络用户影响力度量方法，属于社交网络和传播动力学领域。利用多层网络结构来刻画信息的多通道传播特征，同时为克服用户影响力度量过程中出现的重叠影响问题，定义了一种多层网络有效传播最短路径。通过将有效传播最短路径与用户中心性度量指标结合，提出一种可降低重叠影响力的多用户传播影响力度量指标，以此确定并选择一组具有最大传播影响力的用户。最后，利用SIR信息传播模型验证所提方法在传播影响力方面优于传统方法。本方法通过度量多个用户的综合传播影响力来降低重叠影响力的影响，并将其应用在多通道社交网络中，在社交媒体广告投放、信息推荐系统中具有重要的现实意义和应用价值。

技术领域

本发明属于社交网络和传播动力学领域，涉及一种基于传播最短路径的多层网络用户影响力度量方法。

背景技术

在线社交网络的发展创造了一种新的信息交互媒介，并形成了一种新的信息传播环境，产生了大量用户行为数据。基于这些数据，可探究网络用户的行为模式。例如，用户个人意见或决定受到邻居或朋友的影响这一事实对新产品或品牌的受欢迎程度产生了巨大影响。鉴于个体行为的差异，挖掘有影响力的用户对加速营销过程中的信息传播有着重要意义和应用前景。这类应用场景的关键问题是：如何有效度量用户的影响力并挖掘具有较大影响力的用户(即中心用户)。由于中心用户在传播过程中对信息的扩散规模起着关键作用，对广告商实施有效的推广策略有着重要影响，因此当我们选择中心性指标(如度数或介数等)较高的用户进行广告的投放时，广告的扩散速度将更快和规模将更大，能最大程度起到品牌推广效果。

虽然网络传播动力学受到越来越多的关注，但大多数研究仍然停留在单层网络中。然而，网络用户通常拥有多个社交帐户，例如国内的微信，QQ，微博；国外的Twitter，Facebook和Instagram。而单层网络忽略了用户的多账号特征，无法反映多账号之间的链接关系，进而无法准确刻画信息传播的时空特性。最近，网络科学研究领域出现一种名为“多层网络”的新型网络。在这种网络中，多个子网络相互耦合，并且顶点在各层之间具有多种不同类型的链路。由于信息传播的多通道特性，多层网络可准确地刻画社交媒体信息传播的结构特征和交互特征。

用户的影响力度量通常基于网络中心性排名。在过去的几年中，多层网络的中心性度量指标引起了人们的广泛讨论，期望找到一种有效度量指标，解决多层网络中的用户影响力排名问题。然而，基于网络中心性的度量方法仅考虑网络的结构特征，并未解决所选用户之间由于所处位置较近带来的重叠影响力问题。这种重叠影响力是传播过程中的普遍现象，无法促进传播规模的最大化。例如，两个具有高中心性的用户在社交媒体中有很多共同朋友，如果将有限的广告资金投放到这两个用户上，让他们在社交媒体中进行信息推广，不仅他们的共同朋友将接收冗余信息，而且由于资金限制，也必定影响广告的整体推广规模。这种不同信息推广者影响一组相同用户的现象被视为重叠影响力。

具体来说，多个用户的综合传播影响力不等于每个用户的影响力相加总和。因此，找到一组影响最大的用户是网络科学研究领域的难题。目前，已经确认用户之间的距离会影响传播效率，尤其是当用户数量很大时。此外，不同层的不同传播速率对于传播规模非常重要。通过分析这些特征，我们考虑通过降低一组高中心性节点的重叠影响力来实现信息传播最大化目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于传播最短路径的多层网络用户影响力度量方法，既考虑网络用户的结构特性，又考虑所选用户之间的相对位置，可有效降低所选用户之间的重叠影响力对传播的影响。具体而言，结构属性代表中心性指标，位置分布取决于有效传播最短路径。有效传播最短路径定义为利用传播过程中传播速率来量化多层网络中用户之间的相对距离。首先，通过耦合这两个指标来度量网络用户在传播过程中的传播影响力，以找到一组有影响力的用户为目标，而非以度量单一用户的影响力为目标。而后，利用SIR信息传播模型验证所提方法在传播影响力方面优于传统方法。最后，将本发明的方法应用到社交网络中，能够成功的挖掘网络中一组最具影响力的用户群体，这将对制定品牌推广策略，投放广告等具有重大现实意义。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：