第8卷第3期 智能系统学报 Vol.8 No.3 2013年6月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jum.2013 D0I:10.3969/i.issn.1673-4785.201305077 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20130613.1325.001.html 基于内容的热点话题传播模型 韩忠明，张慧，张梦 (北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048) 摘要：采用传染病模型对网络热点话题的传播进行建模具有重要的价值，但是现有的传染病模型并没有区分话题 类型和不同用户传播话题的概率，为此提出一个基于内容的网络热点话题传播模型模型中引入了用户对话题传播 的敏感度，基于用户话题敏感度定义了单个用户传播话题的概率，融合话题的内容分类特性、用户传播概率、用户重 入概率等因素，借鉴SRS模型的基本思想，构建了话题传播模型(CSRS).在无标度网络、小世界网络、随机网络和 真实社会网络上作了不同实验，实验结果表明CS模型不仅能够呈现一般传染病动力模型的传播模式，还能够呈 现多个波动、小范围长时间传播、快速上升缓慢下降等社会网络热点话题的传播模式该模型为融合网络结构和话题 内容属性建模话题传播过程带来新的研究思路. 关键词：热点话题：传播模型：传染病模型；话题传播模型 中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1673-4785(2013)03-0233-07 中文引用格式：韩忠明，张慧，张梦.基于内容的热点话题传播模型[J].智能系统学报，2013,8(3)：233-239. 英文引用格式：HAN Zhongming,ZHANG Hui,,ZHANG Meng.A hot topic propagation model based on topic contents[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2013,8(3):233-239. A hot topic propagation model based on topic contents HAN Zhongming,ZHANG Hui,ZHANG Meng (College of Computer and Information Engineering,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048,China Abstract:Current researches suggest a new hot topic propagation modeling pattern,which uses the epidemic mod- el,and adds great value to the industry.Unfortunately,the existing epidemic models make no distinction between topic type and topic propagation probability of different users.A new propagation model based on topic contents for network hot topics was proposed in this paper.User's sensitivity degree to topic propagation was introduced and based on this,the single user propagation probability was defined.By integrating factors such as topic contents clas- sification characteristics,user propagation probability,user re-entry probability,and drawing on the basic idea of SIRS model,a topic propagation model(CSIRS for short)was built.Different experiments were conducted respec- tively in a scale-free network,small-world network,random network and real social network.The experimental re- sults show CSIRS model can not only present the propagation pattern of a general dynamic model of infectious dis- ease,but also present the propagation patterns of hot topics on social networks,such as multiple wave propagation patterns,small scale spreading with long tail propagation pattern and rapidly rising slowly falling propagation pat- tern.CSIRS model provides a new idea for modeling the topic propagation process by integrating network topology and topic attribute. Keywords:hot topic;propagation model;epidemic model;topic propagation model 网络热点话题对虚拟社会和现实社会都具有极 大的影响力，理解并建模热点话题在社会网络上的 传播具有重要价值.网络热点话题传播与人类社会 收稿日期：2013-05-28.网络出版日期：2013-06-13. 中的疾病传播具有高度的一致性，采用传染病传播 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61170112)：教育部人文社会 科学研究基金资助项目(13YC860006):北京市属高等学 模型来理解与分析网络中的消息传播具有广泛的基 校科学技术与研究生教育创新工程建设项目(PXM2012 础.如采用传染病模型理解传感网络中的消息传 014213000037). 通信作者：韩忠明.E-mail:hanm@h.bthu.edu.cm. 播】，在社会网络中结合复杂网络和传染病动力学第 ８ 卷第 ３ 期 智 能 系 统 学 报 Ｖｏｌ．８ №．３ ２０１３ 年 ６ 月 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊｕｎ． ２０１３ ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃４７８５．２０１３０５０７７ 网络出版地址：ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ ／ ２３．１５３８．ＴＰ．２０１３０６１３．１３２５．００１．ｈｔｍｌ 基于内容的热点话题传播模型 韩忠明，张慧，张梦 （北京工商大学 计算机与信息工程学院，北京 １０００４８） 摘 要：采用传染病模型对网络热点话题的传播进行建模具有重要的价值，但是现有的传染病模型并没有区分话题 类型和不同用户传播话题的概率，为此提出一个基于内容的网络热点话题传播模型．模型中引入了用户对话题传播 的敏感度，基于用户话题敏感度定义了单个用户传播话题的概率，融合话题的内容分类特性、用户传播概率、用户重 入概率等因素，借鉴 ＳＩＲＳ 模型的基本思想，构建了话题传播模型（ＣＳＩＲＳ）．在无标度网络、小世界网络、随机网络和 真实社会网络上作了不同实验，实验结果表明 ＣＳＩＲＳ 模型不仅能够呈现一般传染病动力模型的传播模式，还能够呈 现多个波动、小范围长时间传播、快速上升缓慢下降等社会网络热点话题的传播模式．该模型为融合网络结构和话题 内容属性建模话题传播过程带来新的研究思路． 关键词：热点话题；传播模型；传染病模型；话题传播模型 中图分类号： ＴＰ３９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１３）０３⁃０２３３⁃０７ 中文引用格式：韩忠明，张慧，张梦． 基于内容的热点话题传播模型［Ｊ］．智能系统学报， ２０１３， ８（３）： ２３３⁃２３９． 英文引用格式：ＨＡＮ Ｚｈｏｎｇｍｉｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ， ＺＨＡＮＧ Ｍｅｎｇ． Ａ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｏｐｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔｓ［Ｊ］． ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２０１３， ８（３）： ２３３⁃２３９． Ａ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｏｐｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ＨＡＮ Ｚｈｏｎｇｍｉｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ， ＺＨＡＮＧ Ｍｅｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４８， Ｃｈｉｎａ ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｓｕｇｇｅｓｔ ａ ｎｅｗ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ， ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｅｐｉｄｅｍｉｃ ｍｏｄ⁃ ｅｌ， ａｎｄ ａｄｄｓ ｇｒｅａｔ ｖａｌｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｕｎｆｏｒｔｕｎａｔｅｌｙ， ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｐｉｄｅｍｉｃ ｍｏｄｅｌｓ ｍａｋｅ ｎｏ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｏｐｉｃ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｓｅｒｓ． Ａ ｎｅｗ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｏｐｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｆｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃｓ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｕｓｅｒ′ｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ ｔｏ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｕｓｅｒ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｄｅｆｉｎｅｄ． Ｂｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｏｐｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｃｌａｓ⁃ ｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ｕｓｅｒ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ， ｕｓｅｒ ｒｅ⁃ｅｎｔｒｙ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｄｅａ ｏｆ ＳＩＲＳ ｍｏｄｅｌ， ａ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ （ＣＳＩＲＳ ｆｏｒ ｓｈｏｒｔ） ｗａｓ ｂｕｉｌｔ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｒｅｓｐｅｃ⁃ ｔｉｖｅｌｙ ｉｎ ａ ｓｃａｌｅ⁃ｆｒｅｅ ｎｅｔｗｏｒｋ， ｓｍａｌｌ⁃ｗｏｒｌｄ ｎｅｔｗｏｒｋ， ｒａｎｄｏｍ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｒｅａｌ ｓｏｃｉａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅ⁃ ｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ＣＳＩＲＳ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ ｄｉｓ⁃ ｅａｓｅ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃｓ ｏｎ ｓｏｃｉａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ， ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｌｏｎｇ ｔａｉｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｒｉｓｉｎｇ ｓｌｏｗｌｙ ｆａｌｌｉｎｇ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐａｔ⁃ ｔｅｒｎ． ＣＳＩＲＳ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｉｄｅａ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｏｐｉｃ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ； ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ； ｅｐｉｄｅｍｉｃ ｍｏｄｅｌ； ｔｏｐｉｃ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ 收稿日期：２０１３⁃０５⁃２８． 网络出版日期：２０１３⁃０６⁃１３． 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１１７０１１２）；教育部人文社会 科学研究基金资助项目（１３ＹＪＣ８６０００６）；北京市属高等学 校科学技术与研究生教育创新工程建设项目（ ＰＸＭ２０１２＿ ０１４２１３＿００００３７）． 通信作者：韩忠明． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｈａｎｚｍ＠ ｔｈ．ｂｔｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． 网络热点话题对虚拟社会和现实社会都具有极 大的影响力，理解并建模热点话题在社会网络上的 传播具有重要价值．网络热点话题传播与人类社会 中的疾病传播具有高度的一致性，采用传染病传播 模型来理解与分析网络中的消息传播具有广泛的基 础．如采用传染病模型理解传感网络中的消息传 播［１］ ，在社会网络中结合复杂网络和传染病动力学