一种基于agent社会圈子网络的通用型多语竞争模型的建模仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于agent社会圈子网络的通用型多语竞争模型的建模仿真方 法，属于计算机仿真领域。
【背景技术】
[0002] 在中国，少数民族语言的多样性正在遭受严峻的考验。语言濒危的原因复杂多样， 主要包括地理环境、人口分布与扩散、语言政策、语言地位和语言态度、语言环境和语言内 部结构等因素及其相互作用，而且这些因素是随时空变化的，呈现异质性。为了拯救濒危语 言，有必要对语言传播、竞争和调控的机理和动力学特性深入研究，以揭示语言衰退、消亡 和共存的原因，进而寻求濒危语言保护和干预措施。
[0003] 国际上语言竞争与演化动力学研究主要利用系统动力学方法、复杂系统建模和仿 真方法。语言作为一个复杂适应性系统，同时语言交流传播的互动性，决定了人与人之间的 接触网络是语言交流传播发生的基础。所以，语言交流传播系统是个复杂的社会网络系统， 可以用复杂适应性系统理论及其建模方法、复杂网络及其建模方法以及两者结合的方法来 研究语言竞争模型及其动力学性质。已有的研究方法包括微分方程法和宏观建模法，而复 杂agent网络是目前最主要的语言竞争模型建模法。已有的研究方法综合考虑了语言的社 会网络、人口密度、语言地位以及双语因素对语言共存的影响，在语言竞争动力学研究中取 得了重要进展。但是目前还存在如下问题：（1)现有的复杂网络语言交流模型主要关注的是 网络的拓扑结构特征，如小世界特征、无标度特性、高聚类特征和网络的社群结构等对语言 交流传播的影响，而对网络结构随时间的变化关注甚少，研究基本上都是以静态网络为基 础的。而真实的社会接触网络由于受到人员在区域内或区域间的流动使得网络拓扑结构特 征发生变化，从而影响到其上的语言交流传播过程。（2)已有的复杂agent网络建模方法的 研究仅限于双语竞争的情形。然而，现实生活中多语言的竞争普遍存在，中国是一个多民族 的国家，特别在云南等边疆地区三语及多语在一个地区进行交流很常见。所以，在两种语言 竞争的模型原理的基础上推广建立多语言的竞争模型来研究多语竞争与保护的动力学问 题很必要。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种基于agent社会圈子网络的通用型多语竞争模型的建模仿真方 法，以用于解决语言多样性保护问题。
[0005] 本发明的技术方案是：一种基于agent社会圈子网络的通用型多语竞争模型的建 模仿真方法，首先设置社会圈子中agent数并分配单语的人口比例，三组语言地位，小、中、 大三种社会半径，个体的移动人口比例，并设置出生率和死亡率;agents根据各自的社会半 径，利用社会圈子原理建立社会网络;在建立好的网络中，个体间通过学习和遗忘进行语言 交流，父代和子代间通过遗传进行语言的传承;根据引入的移动人口比例、出生率和死亡率 来描述社会网络的动态性;利用建立的社会圈子网络对语言的竞争传播进行建模仿真。
[0006] 所述方法的具体步骤如下：
[0007] Stepl、创建N个agents，并分配三种单语者的人口比例，使NA%+NB %+NC% = 1;其 中，NA %、NB %和NC %分别代表掌握单语A的总人口比例、掌握单语B的总人口比例和掌握单 语C的总人口比例；
[0008] St印2、设置三组语言地位，满足Sai+Sb1 = I、SA2+SC1 = I、SB2+SC2 = 1;其中，Sai为忽略 C语言单语A的社会地位，SB1为忽略C语言单语B的社会地位，Sa2为忽略B语言单语A的社会地 位，Sq为忽略B语言单语C的社会地位，Sb 2为忽略A语言单语B的社会地位，Sc2为忽略A语言单 语C的社会地位；
[0009] 设置小、中、大三种社会半径，Rs、Rm和Rb分别代表小社会半径、中社会半径和大社 会径，并分配三种社会半径的人口比例，使Nof Rs %+Nof Rm%+Nof Rb % = 1;其中，Nof Rs %、 Νο??μ%和NofRB%分别代表小半径人口比例、中半径人口比例和大半径人口比例；
[0010] Step3、设置个体的移动人口比例，并设置出生率和死亡率；
[0011 ] Step4、agents根据各自的社会半径，利用社会圈子原理建立社会网络；
[0012] Step5、在建立好的网络中，个体间通过学习和遗忘进行语言交流，父代和子代间 通过遗传进行语言的传承：
[0013] A、B两种语言间的学习和遗忘：
[0014] (I)C语言不参与竞争的学习过程:单语A与单语B分别根据概率公式（1)①和（1)② 成为双语AB;双语AC与双语BC分别根据概率公式(2)①和(2)②成为三语ABC;
[00?5] (2 )C语言不参与竞争的遗忘过程:双语AB分别根据概率公式（1)③和（1)④成为单 语A和单语B;三语ABC分别根据概率公式(2)③和(2)④成为双语AC和双语BC;
[0022]式中，P表示语言相互之间传播的概率，为C语言不参与竞争agent的语言密 度，上标"A: B"表不C语言不参与克争只考虑A与B之间的克争，下标I =A、B、AB、AC、BC、AB(^ 示各语言类型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分别为与agent相连的掌握语言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:个数，2 2为与386111:相连的386111:总数；
[0023] A、C两种语言间的学习和遗忘：
[0024] (I)B语言不参与竞争的学习过程:单语A与单语C分别根据概率公式(3)①和(3)② 成为双语AC;双语AB与双语BC分别根据概率公式(4)①和(4)②成为三语ABC;
[0025] (2 )B语言不参与竞争的遗忘过程:双语AC分别根据概率公式(3)③和(3)④成为单 语A和单语C;三语ABC分别根据概率公式(4)③和(4)④成为双语AB和双语BC;
[0032]式中，P表示语言相互之间传播的概率，为B语言不参与竞争agent的语言密 度，上标"A: C"表不B语言不参与克争只考虑A与C之间的克争，下标I =A、C、AB、AC、BC、AB(^ 示各语言类型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分别为与agent相连的掌握语言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:个数，2 2为与386111:相连的386111:总数；
[0033] B、C两种语言间的学习和遗忘：
[0034] (I)A语言不参与竞争的学习过程:单语B与单语C分别根据概率公式(5)①和(5)② 成为双语BC;双语AB与双语AC分别根据概率公式(6)①和(6)②成为三语ABC;
[0035] (2 )A语言不参与竞争的遗忘过程:双语BC分别根据概率公式(5)③和(5)④成为单 语B和单语C;三语ABC分别根据概率公式(6)③和(6)④成为双语AB和双语AC;
[0042]式中，P表示语言相互之间传播的概率，'为A语言不参与竞争agent的语言密 度，上标"B:C"表示A语言不参与竞争只考虑B与C之间的竞争，下标1=B、C、AB、AC、BC、ABC表 示各语言类型；ΣΑ、ΣΒ、Σ(：、ΣΑΒ、ΣΑ(λ ΣΒ(λ XABC分别为与agent相连的掌握语言A、B、 0、八13、4(]、1^、41^的386111:个数，2 2为与386111:相连的386111:总数；
[0043] 遗传过程：
[0044] (1)双语遗传:父辈为双语，其将语言遗传给子代时，若满足概率Py，则子代继承双 语，否则子代以1/2概率随机继承其中某一单语；
[0045] (2)三语遗传:父辈为三语，其将语言遗传给子代时，若满足概率Pt，则子代继承三 语ABC，若其不满足概率Pt但满足概率Py，则子代继承双语，其子代为双语AB/AC/BC的概率均 为1/3，否则子代继承单语，其子代为单语A/B/C的概率均为1/3;
[0046] 学习/遗忘/遗传三者同步进行；
[0047] Step6、根据引入的移动人口比例、出生率和死亡率来描述社会网络的动态性： [0048]根据移动人口比例agent进行移动，当个体间连接的长度大于相互连接的个体中 社会半径小的个体的社会半径时，连接断开，否则保持连接，断开之后的个体又会与其它个 体按照社会圈子原理重新建立连接，形成新的社会网络；
[0049] 根据设定的出生率和死亡率，网络中有agent死亡，死亡个体断开之前的连接，新 生agent按照社会圈子原理生成新的连接；
[0050] 随着时间的更新，重复执行Step5~Step6;
[0051] Step7、利用建立的社会圈子网络对语言的竞争传播进行建模仿真：
[0052] 通过调整语言地位、初始语言人口比例、移动人口比例、社会半径及语言遗传率的 大小分析对语言传播的影响。
[0053]本发明的工作原理是：
[0054]第一步:基于agent的社会圈子网络理论构建具有多种实际社会网络统计特征的 社会网络。首先给每个agent赋予不同的社会交往半径和空间位置坐标，然后每个agent在 自己的空间位置根据社会圈子原理生成社会关系网络，生成的网络具有大部分社会网络的 特性:网络中个体的网络规模由于社会半径的不同而产生差异性、规模随时间动态变化、网 络中的社群人口密度较低、网络具有度度正相关性、网络可以形成社群结构并具有平均路 径短的特性。
[0055] 第二步:设置不同种类语言的人口分布及社会地位。设不同种类语言的人口分布 及社会地位模拟现实社会中的具有不同社会地位的多种语言在不同的人口分布格局下的 竞争传播现象，分析语言濒危及消亡的原因及如何保持语言的共存。以三语竞争为例，三种 不同的语言种类分别为单语A、单语B和单语C，在一个由