本發(fā)明涉及一種謠言傳播模型構建方法、謠言傳播抑制方法、計算機設備及存儲介質，屬于時態(tài)網絡傳播動力學。

背景技術：

1、時態(tài)網絡是指節(jié)點和連接（即邊）不僅依賴于它們的結構關系，還依賴于時間的一個網絡系統。例如交通網絡、電力網絡、金融交易網絡、通信網絡、供應鏈網絡、傳染病和謠言傳播網絡等都是時態(tài)網絡。

2、傳播動力學是研究疾病或信息在群體中傳播模式和機制的科學領域，其核心在于理解個體間的接觸模式以及各種控制策略的效果。通過建立和分析傳播模型，可以預測謠言傳播的可能性、范圍和持續(xù)時間，從而為公共信息管理提供科學依據。通過精準構建傳播模型，可以深入分析謠言的傳播路徑、速度及其影響因素等，從而預測其擴散范圍、持續(xù)時間及潛在的社會影響，并制定有效的干預策略以控制其傳播。因此通過合理的網絡建模與控制，并在此基礎上進行理論與數值研究是當前傳播動力學的重要研究方法。

3、一般而言，現有的研究主要是以靜態(tài)網絡為基礎，而考慮真實網絡的時間特性，perra最早提出了活動驅動網絡。該活動驅動網絡是高度參數化的，并且將代理與交互之間復雜的相互作用封裝為節(jié)點的活動率。然而，在真實的網絡中，每個個體都存在一定的記憶性，個體對于當前信息的判斷依賴于其之前的記憶；并且現實世界中存在各種不確定性，諸如網絡拓撲結構的變化、個體行為的隨機性、外部環(huán)境因素的影響、感染過程的隨機性等。因此經典的活動驅動網絡模型過于理想化，并不能很好的描述時態(tài)網絡中的謠言擴散行為。

4、此外，謠言傳播對社會造成的危害巨大，不僅能夠迅速引發(fā)社會恐慌，導致公共秩序的紊亂，還可能激化社會矛盾，引發(fā)集體行為失控，并且謠言的擴散可能誤導公眾，使其做出錯誤的決策，干擾應急響應和救援行動，延誤關鍵信息的傳達。但目前，在公知的時態(tài)網絡中，只考慮整數階謠言的時態(tài)網絡中的傳播抑制，未考慮隨機分數階時態(tài)網絡中謠言傳播的控制。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種更加貼合實際的謠言傳播模型構建方法，同時還提供一種謠言傳播抑制方法、計算機設備及存儲介質，能夠抑制謠言傳播。

2、為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術方案實現的：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種謠言傳播模型構建方法，所述方法包括：

4、利用分數階導數描述個體對當前信息判斷的記憶依賴性；

5、將所述分數階導數引入活動驅動sir謠言傳播模型，建立分數階謠言傳播模型；

6、結合網絡拓撲結構及節(jié)點自身屬性的時變特性，使用標準維納過程描述所述分數階謠言傳播模型中的節(jié)點活動率變化，獲取所述謠言傳播模型。

7、結合第一方面，可選的，所述分數階導數選用caputo分數階導數；所述分數階謠言傳播模型的表達式如下：

8、（1）

9、其中表示t時刻節(jié)點i為健康節(jié)點的概率，表示在t時刻節(jié)點i為謠言傳播節(jié)點的概率，表示t時刻節(jié)點i為免疫節(jié)點的概率，、、分別表示對、、求階數為的左caputo型分數階導數，表示分數階數，表示當健康節(jié)點與謠言傳播節(jié)點接觸時健康節(jié)點轉變?yōu)橹{言傳播節(jié)點的概率，表示當謠言傳播節(jié)點與免疫節(jié)點接觸時謠言傳播節(jié)點轉變?yōu)槊庖吖?jié)點的概率，表示網絡中節(jié)點的總數量，表示節(jié)點i的活動率，表示節(jié)點的活動率，表示節(jié)點集，表示在t時刻節(jié)點為謠言傳播節(jié)點的概率；所述健康節(jié)點是指網絡中沒有接收到謠言信息，對謠言信息處于一種未知狀態(tài)的節(jié)點；謠言傳播節(jié)點是指網絡中已經接收到謠言信息并處于傳播謠言狀態(tài)的節(jié)點；免疫節(jié)點是指網絡中已經接收到謠言信息并且不相信謠言信息，不傳播謠言的節(jié)點。

10、結合第一方面，可選的，所述謠言傳播模型的表達式如下：

11、

12、其中，表示噪聲強度；

13、表示在t時刻節(jié)點i對應的標準維納過程；

14、表示在t時刻節(jié)點j對應的標準維納過程；

15、表示在t時刻受到干擾的節(jié)點i被激活從而主動連接到其他節(jié)點的概率；

16、表示在t時刻節(jié)點j被其他受到干擾的已激活節(jié)點連接的概率；

17、表示在時刻t節(jié)點i主動感染和被動感染的概率總和。

18、第二方面，本發(fā)明提供了一種謠言傳播抑制方法，所述方法包括：

19、獲取預構建的謠言傳播模型；

20、將抑制謠言傳播的控制變量引入所述謠言傳播模型，獲取受控分數階sir謠言傳播模型；

21、基于所述控制變量，以所述受控分數階sir謠言傳播模型中謠言傳播節(jié)點的平均概率最小為目標構建目標泛函數；

22、求所述目標泛函數的最優(yōu)解，獲取最優(yōu)控制信號；

23、基于所述最優(yōu)控制信號進行謠言傳播抑制；

24、其中，所述謠言傳播模型采用第一方面任一項所述方法構建獲取。

25、結合第二方面，可選的，所述控制變量包括實施限制策略抑制謠言傳播行為的強度和實施預防策略抑制謠言傳播行為的強度；

26、所述受控分數階sir謠言傳播模型的表達式如下：

27、

28、所述目標泛函數的表達式如下：

29、；

30、其中：表示在t時刻節(jié)點i為健康節(jié)點的概率，表示在t時刻節(jié)點i為謠言傳播節(jié)點的概率，表示在t時刻節(jié)點i為免疫節(jié)點的概率，、、分別表示對、、求階數為的左caputo型分數階導數，表示分數階數，表示當健康節(jié)點與謠言傳播節(jié)點接觸時健康節(jié)點轉變?yōu)橹{言傳播節(jié)點的概率，表示當謠言傳播節(jié)點與免疫節(jié)點接觸時謠言傳播節(jié)點轉變?yōu)槊庖吖?jié)點的概率，表示網絡中節(jié)點的總數量，表示節(jié)點i的活動率，表示節(jié)點的活動率，表示節(jié)點集，表示在t時刻節(jié)點為謠言傳播節(jié)點的概率；表示噪聲強度；表示在t時刻節(jié)點i對應的標準維納過程；表示在t時刻節(jié)點j對應的標準維納過程；表示在t時刻在節(jié)點i上實施限制策略的強度，其作用在活動率上的形式為；表示在t時刻在節(jié)點i上實施預防策略的強度；

31、是由組成的維列向量，是由組成的維列向量，并且，為容許控制信號集，，表示在t時刻節(jié)點n為謠言傳播節(jié)點的概率，表示截斷時間，是一個所有元素都為的維列向量，表示轉置操作，表示在t時刻謠言傳播節(jié)點的期望數量，是一個正常數標量，和是常數正定對角矩陣，與都是正常數；

32、所述健康節(jié)點是指網絡中沒有接收到謠言信息，對謠言信息處于一種未知狀態(tài)的節(jié)點；所述謠言傳播節(jié)點是指網絡中已經接收到謠言信息并處于傳播謠言狀態(tài)的節(jié)點；所述免疫節(jié)點是指網絡中已經接收到謠言信息并且不相信謠言信息，不傳播謠言的節(jié)點。

33、結合第二方面，可選的，所述求所述目標泛函數的最優(yōu)解，包括：

34、利用龐特里亞金極小值原理求所述目標泛函數的最優(yōu)解。

35、第三方面，本發(fā)明提供一種計算機設備，包括處理器與所述處理器連接的存儲器，在所述存儲器內存儲有計算機程序，當所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，執(zhí)行如第一方面或第二方面任一項所述方法的步驟。

36、第四方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現第一方面或第二方面任一項所述方法的步驟。

37、第五方面，本發(fā)明提供一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現第一方面或第二方面任一項所述的方法的步驟。

38、與現有技術相比，本發(fā)明所達到的有益效果：

39、（1）本發(fā)明提供的謠言傳播模型構建方法，基于傳統活動驅動sir謠言傳播模型，結合當今社交網絡中個體記憶效應及節(jié)點活動率的時變特點進行謠言傳播模型的構建，該謠言傳播模型更加貼合現實情況，更準確地描述了時態(tài)網絡中的謠言傳播行為，為謠言傳播的分析與控制提供了理論依據，有助于防控惡意輿情的傳播；

40、（2）本發(fā)明提供的謠言傳播抑制方法，以前述的謠言傳播模型為基礎，通過引入抑制謠言傳播的控制變量對謠言傳播行為進行了控制，以所述受控分數階sir謠言傳播模型中謠言傳播節(jié)點的平均概率最小為目標構建目標泛函數，通過求解所述目標泛函數的最優(yōu)解獲取最優(yōu)控制信號，使得盡量多的健康節(jié)點轉變?yōu)槊庖吖?jié)點，從而使得網絡中謠言傳播節(jié)點盡可能少，達到抑制謠言爆發(fā)，控制謠言傳播的目的。