基于有限匹配与择优选取的大众生产系统演化研究 evolution of peer production system based on limited matching and preferential selection.pdf
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1、第3 5 卷第4 期 上海理工大学学报 J U n i v e r s i t yo fS h a n g h a if o rS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y V 0 1 3 5N o 42 0 1 3 文章编号:1 0 0 7 6 7 3 5 2 0 1 3 ) 0 4 0 3 4 5 0 6 基于有限匹配与择优选取的大众生产系统演化研究 李霞1 , ( 1 滨卅l 医学院网络中心,滨州2 5 6 6 0 3 ; 李守伟2 2 江苏大学管理学院,镇江2 1 2 0 1 3 ) 摘要:基于维基百科作为典型大众生产系统以及众多用户参与编辑的现实背景,考
2、虑到用户编辑 行为的“择优”和“有限匹配”的特征,给出大众生产系统的“择优选取”和“有限匹配”规则以及演化 模型,采用计算实验的方法,对大众生产系统演化中的页面编辑次数、页面与用户状态变化、匹配度 影响等进行全面分析实验结果表明:在“择优选取”和“有限匹配”两个原则的作用下,维基百科系 统逐渐演化到稳定状态在稳定状态下,页面被编辑次数服从幂律分布;用户状态与页面状态之差 ( 即匹配度) 趋向于零;用户与页面的匹配度越大,幂律分布的幂指数就越小,从而幂律分布的“尾 巴”就越长 关键词:大众生产系统;有限匹配;择优选取;维基百科;计算实验 中图分类号:N9 4 1文献标志码:A E v o l u
3、 t i o no fP e e rP r o d u c t i o nS y s t e mB a s e do nL i m i t e dM a t c h i n g a n dP r e f e r e n t i a lS e l e c t i o n k IX i a l 。L | S h o u w e i 2 ( 1 N e t w o r kC e n t e r ,B i n z h o MM e d i c a lU n i v e r s i t g ,B i n z h 帆2 5 6 6 0 3 ,C h i n a ; 2 S c h o o lo f M a
4、 n a g e m e n t ,J i a n g s uU n i v e r s i t y ,Z h e n j i a n g2 1 2 0 1 3 ,C h i n a ) A b s t r a c t :B a s e do nt h er e a lb a c k g r o u n do fW i k i p e d i aa d o p t e da sac l a s s i cp e e rp r o d u c t i o ns y s t e m a n dm a n yu s e r st a k i n gp a r ti n i t se d i t i
5、n g ,t h et w oc h a r a c t e r i s t i c so fp r e f e r e n t i a ls e l e c t i o na n d l i m i t e dm a t c h i n gd u r i n gt h ee d i t i n gp r o c e s sw e r ec o n s i d e r e d T w or u l e sf o r “p r e f e r e n t i a ls e l e c t i o n ” a n d “l i m i t e dm a t c h i n g ”a n dt h
6、ee v o l v i n gm o d e lo fp e e rp r o d u c t i o ns y s t e mw e r ep r e s e n t e d T h e a n a l y s i sw a sb a s e do nc o m p u t a t i o n a Ie x p e r i m e n t so nt h et i m e so fp a g ee d i t i n g ,t h es t a t u sv a r i a t i o n o fp a g e sa n du s e r s ,t h ea f f e c t i o n
7、o fm a t c h i n gd e g r e eo np a g ee d i t i n gt i m e s ,e t c T h ec o m p u t a t i o n a l e x p e r i m e n t ss h o wt h a tt h eW i k i p e d i as y s t e r ne v o l v e st oas t a b l es t a t u su n d e rt h ea c t i o no ft h et w o r u l e s I nt h es t a b l es t a t u s ,t h et i m
8、 e so fp a g ee d i t i n gf o l l o wp o w e r - l a wd i s t r i b u t i o n ;t h ed i f f e r e n c e b e t w e e nu s e r ss t a t u sa n dp a g es t a t u s ( i e t h em a t c h i n gd e g r e e ) i st o w a r dt oz e r o ;t h el a r g e rt h e m a t c h i n gd e g r e eo fu s e ra n dp a g e ,
9、t h es m a l l e rt h ep o w e ri n d e xo fp o w e r l a wd i s t r i b u t i o n ,S Ot h e l o n g e rt h et a i lo fp o w e r 1 a wd i s t r i b u t i o n 收稿日期:2 0 1 2 1 0 一2 5 基金项目:滨州市科技计划资助项目( 2 0 1 1 Z C l 0 0 2 ) ;国家社会科学基金资助项目( 1 1 9 J L 0 7 4 ) ;教育部人文社会科学研究规 划基金资助项目( i 0 Y J A Z H 0 4 2 ) 第一
10、作者:李霞( 1 9 7 7 ) ,女,实验师研究方向:复杂网络与网络应用E m a i l :l i x 7 7 0 4 2 9 1 2 6 t o m 通讯作者:李守伟( 1 9 7 0 ) ,男,副教授研究方向:复杂网络、知识管理与技术创新E m a i l :s h o u w e i l i l 9 9 6 1 6 3 c o r n 万方数据 上海理工大学学报 2 0 1 3 年第3 5 卷 K e yw o r d s :p e e rp r o d u c t i o ns y s t e m ;l i m i t e dm a t c h i n g ;p r e f e r
11、 e n t i a ls e l e c t i o n ;W i k i p e d i a ; c o m p u t a t i o n a le x p e r i m e n t s 在过去十年里,大规模协作平台已在多个生产 环境中频繁出现,特别是基于互联网的知识创造系 统如著名的L i n u x 操作系统是由众多程序员共同 参与开发的开源软件系统;Y o u t u b e 用户相互之间 在线分享和评价视频,形成了大规模视频知识库; W i k i p e d i a 吸引了数量众多的用户参与词条的编撰, 进而组建了大型的知识库维基百科维基百科 是一个基于W i k i 技术的
12、全球性多语言百科全书协 作计划,同时也是一部用不同语言写成的网络百科 全书,其目标及宗旨是为全人类提供自由的百科全 书,是一个动态的、可以自由访问和编辑的全球性知 识体B e n k l e r E l 将这种由大量分散在世界各地的互 联网用户共同参与生产与共享知识产品的知识生产 模式称为大众生产( p e e rp r o d u c t i o n ) 随着互联网 的普及和技术进步,大众生产方式越来越成为流行 的知识生产方式 2 基于普通用户的大众生产已创造了广泛的协作 系统,用于生产软件、共享数字内容、并组织大型知 识库这种现象引起了各种学者的关注经济学家主 要关注如何有效地激励大众生产
13、者的参与行为 3 3 ; 社会学家分析影响大众生产者行为的因素及其参与 动机 4 1 ;法学家主要关注大众生产所带来的知识产 权问题 5 1 ;计算机学家则研究如何从技术层面提高 大众生产方式的效率等问题 6 随着大众生产者规 模的不断扩大,物理学家开始关注大众生产者所构 成的网络虚拟社会的整体规律性特征 7 在大众生产系统中,知识产品的质量与大众生 产者的合作密切相关,存在着“质量与合作”的悖论 即知识产品质量的提高需要大规模生产者的合作, 然而,随着生产者规模的增加,合作过程中的冲突也 随之增加,又直接导致了知识产品质量的下降对于 小型的团队,由于生产者的规模有限,这似乎不是问 题然而,对
14、于较大规模的大众生产系统,这是一个 不可回避的问题维基百科是典型的大规模的大众 生产产品W i l k i n s o n 等 8 认为在维基中词条质量和 用户合作之间是有联系的但是,由于生产者是基于 非金钱的激励而自愿参加词条的编撰工作因此,在 大规模维基百科中,必须设置较低的访问障碍,以便 吸引数量众多的贡献者( 生产者) 其中,专家用户在 维持和监督方面扮演至关重要的角色,以提高词条 的质量 大规模协作系统中的用户行为已经被一些学者 所关注,如L e s k o v e c 等 9 和Y a n g 等 1 0 分别研究了 了社交网站和知识共享平台上的用户行为 W i l k i n s
15、 o n E n 3 基于对在线大众生产系统的分析,提出 了用户寿命分布的法则G r a b o w s k i 等 1 2 研究发现 用户账户的寿命分布按照厚尾进行衰变,并进而提 出了幂律模型然而,通过W i k i p e d i a 的实证数据, C i a m p a g l i a 等 1 3 发现用户寿命并不简单地服从幂 律分布 事实上,网上大众生产者的参与行为是有“择优 性”的,即大众生产者按照一定的规则,有选择性地、 以不同的概率参与不同知识的生产,因此,一个新加 入者的长期参与性可以由其早期的互动结果来预 测这可以由社会化理论来解释即用户评估网络社 区对其接纳的意愿,反之亦然
16、另外,生产内容的质 量评估以及个体与社团目标的比较,在决定用户参 与上也是非常重要的,在维基百科上表现为词条编 辑者之间的日常协作形式与群组的一致性 以维基百科为例,在一个用户“社区”中,多个用 户从事编辑页面的合作页面由一系列特征所标识, 如页面的编写风格用户可以发现他们是否同意这 些特征,用户试图根据他们的目标编辑页面,即使用 他们自己的风格来编辑页面同时,通过页面编辑行 为的互动,用户也被其他用户的风格所影响然而, 这种相互影响仅仅对于某些情况才发生,也就是说, 只有当用户和页面的风格足够的相似,他们之间才 相互影响在社会心理学的背景下,这种现象被称为 “有限的信任”,作为组内尝试达成共
17、识的人类沟通 的一般特征它也可以看作是人们在社会环境中由 社会背景影响所形成的一种从众形式在维基百科 的编辑中,“有限信任”表现为编辑者( 用户) 与页面 风格( 或内容) 之间的匹配,即“有限匹配” 无疑,有限匹配与择优选取对于大众生产系统 的演化有着重要的影响探究大众生产系统在有限 匹配和择优选取机制作用下的演化规律,是本文研 究的主要内容笔者还给出了有限匹配与择优选取 的演化规则、基于有限匹配与择优选取的演化模型, 并对演化模型做了计算实验分析大众生产系统的 动态演化分析对于提高生产效率、分析用户行为等 万方数据 第4 期 李霞,等:基于有限匹配与择优选取的大众生产系统演化研究 3 4
18、7 有着重要的指导意义 1 有限匹配与择优选取 为了分析有限匹配与择优选取机制对于大众生 产系统演化的影响,以维基百科的页面编辑为例,分 析大众生产者合作下的随机页面编辑行为 1 1 基本假设 在维基百科中,用户与页面是两类A g e n t 为了 研究有限匹配度的影响,用户与页面的状态分别用 他们的撰写风格来表示为 0 ,1 区间上的数值分别 用X ( t ) 表示t 时刻用户的状态,用Y ( t ) 表示t 时 刻页面的状态,状态数值的大小与页面内容的正确 与否无关,只关注用户与页面状态( 风格) 的匹配 情况 1 2 页面新建与择优选取机制 在用户编辑特定页面之前,必须要作出决策:要 么
19、新建一个页面,要么编辑已有的页面,两者必选 其一 规则1 ( 页面新建与择优选取机制)用户以一 定的概率创建新页面或者编辑已有页面在选取已有 页面时,由于不同的页面有不同的主题或风格,用户 会根据页面的知名度( 或流行度) 作出选择并编辑 对于用户选择已有页面进行编辑的情况,假设 c 。0 是一个常数,是直到时刻t 该页面所受到 编辑的次数( 也即是其流行度或知名度) ,则其在时 刻t 被选中的概率正比于( m 。+ C 。) 若用玎( t ) 表 示页面选取的概率,则满足等式 丌( ) :百堕且:石竺止生一( 1 ) :( r r t f + c p )芝:( “ z f ) + A 纪p
20、式中,M 为大众生产系统中的页面总数当c 。一, 则丌一1 M ,页面将以均匀分布的方式被选中编辑, 而忽略其已经被编辑的次数因此,可以通过设置 C 。的数值大小来研究内容流行度的影响 当然,用户并不经常选择去编辑一个存在的页 面有时候,一个用户可以决定创建一个新页面通 过设置新页面的创建概率来对其建模无论何时一 个页面被创建,其状态等于创建者的状态创建者是 从已有的用户中随机选中或者是新添加的用户 若t 时刻某个新页面被某个用户创建,则用户 的状态不变,而新页面的状态满足 Y ( t ) = ( t ) ( 2 ) 若t 时刻某个用户择优选取某个页面进行编辑,则 该页面和用户的状态按照规则2
21、 进行变化 1 3 状态有限匹配机制 在时刻t ,用户编辑一个页面假设卢为发生编 辑行为后用户或者页面状态更新的速率,其数值大小 表明用户或页面状态更新幅度的不确定性大小, 0 ,0 5 1 ;为用户与页面之间的匹配度,E o ,1 规则2 ( 用户与页面的状态有限匹配机制)在 大众生产系统( 维基百科) 中,用户与页面通常依据 他们之间的匹配度相互影响( 编辑与被编辑) ,并更 新其状态 在t 时刻,如果fz ( t ) y ( t ) l Y ( t ) ,则X ( t ) 减少,Y ( t ) 增大;如果z ( t ) Y ( t ) ,则( t ) 增大,可( t ) 减少 在t 时刻
22、,如果I 茁( t ) 一( t ) J e ,则以概率 1 0 。只更新页面的状态,而用户状态保持不变 Y ( t ) = Y ( t ) + ( z ( t ) 一Y ( t ) ) ( 5 ) 式( 5 ) 说明,当用户与页面状态相差较大( 即不匹配) 时,用户对页面的编辑与否是不确定的,这里用概率 1 0 。表示对页面编辑的可能性当用户编辑页面时, 用户按照其风格编辑页面内容,并影响页面风格( 状 态) ,但不会被页面状态( 风格) 所影响所编辑的页 面将会以给定概率增大或减小页面状态,以向用户 状态靠拢 有限的匹配度反应了这样的事实,在大众生产 系统中,用户与页面的风格不但相互影响,
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