一種基于agent社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)的通用型多語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)模型的建模仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于agent社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)的通用型多語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)模型的建模仿真方 法，屬于計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在中國(guó)，少數(shù)民族語(yǔ)言的多樣性正在遭受?chē)?yán)峻的考驗(yàn)。語(yǔ)言瀕危的原因復(fù)雜多樣， 主要包括地理環(huán)境、人口分布與擴(kuò)散、語(yǔ)言政策、語(yǔ)言地位和語(yǔ)言態(tài)度、語(yǔ)言環(huán)境和語(yǔ)言?xún)?nèi) 部結(jié)構(gòu)等因素及其相互作用，而且這些因素是隨時(shí)空變化的，呈現(xiàn)異質(zhì)性。為了拯救瀕危語(yǔ) 言，有必要對(duì)語(yǔ)言傳播、競(jìng)爭(zhēng)和調(diào)控的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)特性深入研究，以揭示語(yǔ)言衰退、消亡 和共存的原因，進(jìn)而尋求瀕危語(yǔ)言保護(hù)和干預(yù)措施。
[0003] 國(guó)際上語(yǔ)言競(jìng)爭(zhēng)與演化動(dòng)力學(xué)研究主要利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、復(fù)雜系統(tǒng)建模和仿 真方法。語(yǔ)言作為一個(gè)復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)，同時(shí)語(yǔ)言交流傳播的互動(dòng)性，決定了人與人之間的 接觸網(wǎng)絡(luò)是語(yǔ)言交流傳播發(fā)生的基礎(chǔ)。所以，語(yǔ)言交流傳播系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 可以用復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論及其建模方法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及其建模方法以及兩者結(jié)合的方法來(lái) 研究語(yǔ)言競(jìng)爭(zhēng)模型及其動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。已有的研究方法包括微分方程法和宏觀建模法，而復(fù) 雜agent網(wǎng)絡(luò)是目前最主要的語(yǔ)言競(jìng)爭(zhēng)模型建模法。已有的研究方法綜合考慮了語(yǔ)言的社 會(huì)網(wǎng)絡(luò)、人口密度、語(yǔ)言地位以及雙語(yǔ)因素對(duì)語(yǔ)言共存的影響，在語(yǔ)言競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)研究中取 得了重要進(jìn)展。但是目前還存在如下問(wèn)題：（1)現(xiàn)有的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言交流模型主要關(guān)注的是 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，如小世界特征、無(wú)標(biāo)度特性、高聚類(lèi)特征和網(wǎng)絡(luò)的社群結(jié)構(gòu)等對(duì)語(yǔ)言 交流傳播的影響，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化關(guān)注甚少，研究基本上都是以靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)為基 礎(chǔ)的。而真實(shí)的社會(huì)接觸網(wǎng)絡(luò)由于受到人員在區(qū)域內(nèi)或區(qū)域間的流動(dòng)使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特 征發(fā)生變化，從而影響到其上的語(yǔ)言交流傳播過(guò)程。（2)已有的復(fù)雜agent網(wǎng)絡(luò)建模方法的 研究?jī)H限于雙語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)的情形。然而，現(xiàn)實(shí)生活中多語(yǔ)言的競(jìng)爭(zhēng)普遍存在，中國(guó)是一個(gè)多民族 的國(guó)家，特別在云南等邊疆地區(qū)三語(yǔ)及多語(yǔ)在一個(gè)地區(qū)進(jìn)行交流很常見(jiàn)。所以，在兩種語(yǔ)言 競(jìng)爭(zhēng)的模型原理的基礎(chǔ)上推廣建立多語(yǔ)言的競(jìng)爭(zhēng)模型來(lái)研究多語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)與保護(hù)的動(dòng)力學(xué)問(wèn) 題很必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種基于agent社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)的通用型多語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)模型的建模仿真方 法，以用于解決語(yǔ)言多樣性保護(hù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于agent社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)的通用型多語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)模型的建 模仿真方法，首先設(shè)置社會(huì)圈子中agent數(shù)并分配單語(yǔ)的人口比例，三組語(yǔ)言地位，小、中、 大三種社會(huì)半徑，個(gè)體的移動(dòng)人口比例，并設(shè)置出生率和死亡率;agents根據(jù)各自的社會(huì)半 徑，利用社會(huì)圈子原理建立社會(huì)網(wǎng)絡(luò);在建立好的網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)體間通過(guò)學(xué)習(xí)和遺忘進(jìn)行語(yǔ)言 交流，父代和子代間通過(guò)遺傳進(jìn)行語(yǔ)言的傳承;根據(jù)引入的移動(dòng)人口比例、出生率和死亡率 來(lái)描述社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性;利用建立的社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)對(duì)語(yǔ)言的競(jìng)爭(zhēng)傳播進(jìn)行建模仿真。
[0006] 所述方法的具體步驟如下：
[0007] Stepl、創(chuàng)建N個(gè)agents，并分配三種單語(yǔ)者的人口比例，使NA%+NB %+NC% = 1;其 中，NA %、NB %和NC %分別代表掌握單語(yǔ)A的總?cè)丝诒壤?、掌握單語(yǔ)B的總?cè)丝诒壤驼莆諉?語(yǔ)C的總?cè)丝诒壤?br>[0008] St印2、設(shè)置三組語(yǔ)言地位，滿足Sai+Sb1 = I、SA2+SC1 = I、SB2+SC2 = 1;其中，Sai為忽略 C語(yǔ)言單語(yǔ)A的社會(huì)地位，SB1為忽略C語(yǔ)言單語(yǔ)B的社會(huì)地位，Sa2為忽略B語(yǔ)言單語(yǔ)A的社會(huì)地 位，Sq為忽略B語(yǔ)言單語(yǔ)C的社會(huì)地位，Sb 2為忽略A語(yǔ)言單語(yǔ)B的社會(huì)地位，Sc2為忽略A語(yǔ)言單 語(yǔ)C的社會(huì)地位；
[0009] 設(shè)置小、中、大三種社會(huì)半徑，Rs、Rm和Rb分別代表小社會(huì)半徑、中社會(huì)半徑和大社 會(huì)徑，并分配三種社會(huì)半徑的人口比例，使Nof Rs %+Nof Rm%+Nof Rb % = 1;其中，Nof Rs %、 Νο??μ%和NofRB%分別代表小半徑人口比例、中半徑人口比例和大半徑人口比例；
[0010] Step3、設(shè)置個(gè)體的移動(dòng)人口比例，并設(shè)置出生率和死亡率；
[0011 ] Step4、agents根據(jù)各自的社會(huì)半徑，利用社會(huì)圈子原理建立社會(huì)網(wǎng)絡(luò)；
[0012] Step5、在建立好的網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)體間通過(guò)學(xué)習(xí)和遺忘進(jìn)行語(yǔ)言交流，父代和子代間 通過(guò)遺傳進(jìn)行語(yǔ)言的傳承：
[0013] A、B兩種語(yǔ)言間的學(xué)習(xí)和遺忘：
[0014] (I)C語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)過(guò)程:單語(yǔ)A與單語(yǔ)B分別根據(jù)概率公式（1)①和（1)② 成為雙語(yǔ)AB;雙語(yǔ)AC與雙語(yǔ)BC分別根據(jù)概率公式(2)①和(2)②成為三語(yǔ)ABC;
[00?5] (2 )C語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的遺忘過(guò)程:雙語(yǔ)AB分別根據(jù)概率公式（1)③和（1)④成為單 語(yǔ)A和單語(yǔ)B;三語(yǔ)ABC分別根據(jù)概率公式(2)③和(2)④成為雙語(yǔ)AC和雙語(yǔ)BC;
[0022]式中，P表示語(yǔ)言相互之間傳播的概率，為C語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)agent的語(yǔ)言密 度，上標(biāo)"A: B"表不C語(yǔ)言不參與克爭(zhēng)只考慮A與B之間的克爭(zhēng)，下標(biāo)I =A、B、AB、AC、BC、AB(^ 示各語(yǔ)言類(lèi)型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分別為與agent相連的掌握語(yǔ)言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:個(gè)數(shù)，2 2為與386111:相連的386111:總數(shù)；
[0023] A、C兩種語(yǔ)言間的學(xué)習(xí)和遺忘：
[0024] (I)B語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)過(guò)程:單語(yǔ)A與單語(yǔ)C分別根據(jù)概率公式(3)①和(3)② 成為雙語(yǔ)AC;雙語(yǔ)AB與雙語(yǔ)BC分別根據(jù)概率公式(4)①和(4)②成為三語(yǔ)ABC;
[0025] (2 )B語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的遺忘過(guò)程:雙語(yǔ)AC分別根據(jù)概率公式(3)③和(3)④成為單 語(yǔ)A和單語(yǔ)C;三語(yǔ)ABC分別根據(jù)概率公式(4)③和(4)④成為雙語(yǔ)AB和雙語(yǔ)BC;
[0032]式中，P表示語(yǔ)言相互之間傳播的概率，為B語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)agent的語(yǔ)言密 度，上標(biāo)"A: C"表不B語(yǔ)言不參與克爭(zhēng)只考慮A與C之間的克爭(zhēng)，下標(biāo)I =A、C、AB、AC、BC、AB(^ 示各語(yǔ)言類(lèi)型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分別為與agent相連的掌握語(yǔ)言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:個(gè)數(shù)，2 2為與386111:相連的386111:總數(shù)；
[0033] B、C兩種語(yǔ)言間的學(xué)習(xí)和遺忘：
[0034] (I)A語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)過(guò)程:單語(yǔ)B與單語(yǔ)C分別根據(jù)概率公式(5)①和(5)② 成為雙語(yǔ)BC;雙語(yǔ)AB與雙語(yǔ)AC分別根據(jù)概率公式(6)①和(6)②成為三語(yǔ)ABC;
[0035] (2 )A語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)的遺忘過(guò)程:雙語(yǔ)BC分別根據(jù)概率公式(5)③和(5)④成為單 語(yǔ)B和單語(yǔ)C;三語(yǔ)ABC分別根據(jù)概率公式(6)③和(6)④成為雙語(yǔ)AB和雙語(yǔ)AC;
[0042]式中，P表示語(yǔ)言相互之間傳播的概率，'為A語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)agent的語(yǔ)言密 度，上標(biāo)"B:C"表示A語(yǔ)言不參與競(jìng)爭(zhēng)只考慮B與C之間的競(jìng)爭(zhēng)，下標(biāo)1=B、C、AB、AC、BC、ABC表 示各語(yǔ)言類(lèi)型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分別為與agent相連的掌握語(yǔ)言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:個(gè)數(shù)，2 2為與386111:相連的386111:總數(shù)；
[0043] 遺傳過(guò)程：
[0044] (1)雙語(yǔ)遺傳:父輩為雙語(yǔ)，其將語(yǔ)言遺傳給子代時(shí)，若滿足概率Py，則子代繼承雙 語(yǔ)，否則子代以1/2概率隨機(jī)繼承其中某一單語(yǔ)；
[0045] (2)三語(yǔ)遺傳:父輩為三語(yǔ)，其將語(yǔ)言遺傳給子代時(shí)，若滿足概率Pt，則子代繼承三 語(yǔ)ABC，若其不滿足概率Pt但滿足概率Py，則子代繼承雙語(yǔ)，其子代為雙語(yǔ)AB/AC/BC的概率均 為1/3，否則子代繼承單語(yǔ)，其子代為單語(yǔ)A/B/C的概率均為1/3;
[0046] 學(xué)習(xí)/遺忘/遺傳三者同步進(jìn)行；
[0047] Step6、根據(jù)引入的移動(dòng)人口比例、出生率和死亡率來(lái)描述社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性： [0048]根據(jù)移動(dòng)人口比例agent進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)個(gè)體間連接的長(zhǎng)度大于相互連接的個(gè)體中 社會(huì)半徑小的個(gè)體的社會(huì)半徑時(shí)，連接斷開(kāi)，否則保持連接，斷開(kāi)之后的個(gè)體又會(huì)與其它個(gè) 體按照社會(huì)圈子原理重新建立連接，形成新的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)；
[0049] 根據(jù)設(shè)定的出生率和死亡率，網(wǎng)絡(luò)中有agent死亡，死亡個(gè)體斷開(kāi)之前的連接，新 生agent按照社會(huì)圈子原理生成新的連接；
[0050] 隨著時(shí)間的更新，重復(fù)執(zhí)行Step5~Step6;
[0051] Step7、利用建立的社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)對(duì)語(yǔ)言的競(jìng)爭(zhēng)傳播進(jìn)行建模仿真：
[0052] 通過(guò)調(diào)整語(yǔ)言地位、初始語(yǔ)言人口比例、移動(dòng)人口比例、社會(huì)半徑及語(yǔ)言遺傳率的 大小分析對(duì)語(yǔ)言傳播的影響。
[0053]本發(fā)明的工作原理是：
[0054]第一步:基于agent的社會(huì)圈子網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建具有多種實(shí)際社會(huì)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)特征的 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)。首先給每個(gè)agent賦予不同的社會(huì)交往半徑和空間位置坐標(biāo)，然后每個(gè)agent在 自己的空間位置根據(jù)社會(huì)圈子原理生成社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，生成的網(wǎng)絡(luò)具有大部分社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的 特性:網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模由于社會(huì)半徑的不同而產(chǎn)生差異性、規(guī)模隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化、網(wǎng) 絡(luò)中的社群人口密度較低、網(wǎng)絡(luò)具有度度正相關(guān)性、網(wǎng)絡(luò)可以形成社群結(jié)構(gòu)并具有平均路 徑短的特性。
[0055] 第二步:設(shè)置不同種類(lèi)語(yǔ)言的人口分布及社會(huì)地位。設(shè)不同種類(lèi)語(yǔ)言的人口分布 及社會(huì)地位模擬現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的具有不同社會(huì)地位的多種語(yǔ)言在不同的人口分布格局下的 競(jìng)爭(zhēng)傳播現(xiàn)象，分析語(yǔ)言瀕危及消亡的原因及如何保持語(yǔ)言的共存。以三語(yǔ)競(jìng)爭(zhēng)為例，三種 不同的語(yǔ)言種類(lèi)分別為單語(yǔ)A、單語(yǔ)B和單語(yǔ)C，在一個(gè)由