Лекция 6 “Математические модели информационных потоков”

Содержание

Слайд 2

© ElVisti

Моделирование информационных
потоков

Баланс тем

Общий характер временной зависимости числа тематических публикаций в

© ElVisti Моделирование информационных потоков Баланс тем Общий характер временной зависимости числа
сети определяется закономерностями, которые целиком допускают построение математических моделей.

Модель, аналогичная модели Бартона-Кеблера, учитывает статическую и динамическую составляющие от общих объемов сообщений по заданной тематике с учетом старения информации:
v(T) = 1 – ae-T – be-2T.

Организации-генераторы новостной информации в производят поток информации, в среднем постоянный по количеству сообщений. Изменяются во времени лишь объемы сообщений, которые соответствуют той или другой теме. Таким образом, рост количества публикаций по одной теме сопровождается уменьшением публикаций по другим темам:
где ni(t) – количество публикаций в единицу времени, а M – общее количество всех возможных тем.

Слайд 3

© ElVisti

Линейная модель

В некоторых случаях динамика тематических информационных потоков реализуется линейно,

© ElVisti Линейная модель В некоторых случаях динамика тематических информационных потоков реализуется
то есть количество сообщений в момент времени t можно представить формулой:
y(t) = y(t0) + v(t - t0),
где y(t) – количество сообщений на время t, v – середняя скорость увеличения (уменьшения) интенсивности тематического информационного потока во времени.

Содержательная составляющая информационного потока может быть оценена как флюктуация информационного потока – изменение стандартного отклонения σ(t):

В случае поведения стандартного отклонения σ(t) ∝ tμ, то чем большее значение μ, тем выше корреляция между текущими и предыдущими сообщениями. В этих случаях μ характеризует степень связи между случайными событиями и принимает значение от ½ до 1.

Слайд 4

© ElVisti

Примеры, для которых линейная модель адекватна

Динамика количества откликов на запрос

© ElVisti Примеры, для которых линейная модель адекватна Динамика количества откликов на
«семантическ*»

Динамика появления документов в информационном потоке, содержащих слово «масон»

Слайд 5

© ElVisti

Экспоненциальная модель

В некоторых случаях процесс увеличения (роста) актуальности или старения

© ElVisti Экспоненциальная модель В некоторых случаях процесс увеличения (роста) актуальности или
информации описывается экспоненциальной зависимостью, которую можно аппроксимировать такой формулой:
N(t) = N(t0)eλ(t - to) ,
где λ - среднее относительное изменение интенсивности информационного потока.

Относительное изменение интенсивности в определенный момент времени исчисляется по формуле:
λ(ti)=(N(ti) – N(ti-1))/N(ti-1).
Изменение флюктуаций величины λ(ti) относительно среднего значения может быть оценена по формуле:
Если σ(t) изменяется как корень квадратный из времени, то можно говорить о процессе с независимыми приращениями. В случае наличия значительной доли зависимых сообщений справедливо: σ(t)∝ tμ, причем μ < 1. Значение μ >> ½, говорит о наличии долгосрочной памяти системы.

Слайд 6

© ElVisti

Пример, для которого экспоненциальная модель адекватна

Посуточный график появления сообщений, содержащих

© ElVisti Пример, для которого экспоненциальная модель адекватна Посуточный график появления сообщений,
термин «блог»

Помесячный график в полулогарифмической шкале появления сообщений, содержащих термин «блог»

Слайд 7

© ElVisti

Логистическая модель

Логистическую модель можно рассматривать как обобщение экспоненциальной модели

© ElVisti Логистическая модель Логистическую модель можно рассматривать как обобщение экспоненциальной модели
Мальтуса, которая, предусматривает пропорциональность скорости роста функции ее значения в каждый момент времени:
где k – некоторый коэффициент.
В случае логистической модели идея заключается в том, чтобы сделать коэффициент в уравнении Мальтуса функцией времени. Наиболее распространенным есть использования константы, которая в явном виде ограничивает рост решения. В нашем случае с этой целью используем емкость N. Тогда правая часть соответствующего выражения представляется в виде:
где k – коэффициент Мальтуса, а r – коэффициент, который описывает отрицательные для данной системы процессы, связанные с внутренними факторами.

Слайд 8

© ElVisti

Логистическая модель: примеры

Динамика объемов публикаций в Интернет по тематике болезни

© ElVisti Логистическая модель: примеры Динамика объемов публикаций в Интернет по тематике
и отхода от деятельности известного политического деятеля

Динамика объемов публикаций в Интернет с упоминанием фамилии сенсационно избранного мэра большого города (до выборов и после)

Слайд 9

© ElVisti

Логистическая модель: детализация

На формальном уровне сопоставим с темой два параметра:

© ElVisti Логистическая модель: детализация На формальном уровне сопоставим с темой два
продолжительность (характерное “время жизни”) λ и интенсивность D.
Продолжительность - промежуток времени, в течение которого тема имеет выраженную актуальность. Интенсивность - величина, которая характеризует порожденное соответствующей темой количество публикаций, усредненное по промежутку λ.
Вклад интенсивности D определяется следующим образом:
Соответственно, рассматриваются две временные области:
0 < t ≤ λ с D > 0 и t > λ с D = 0, для которых решениями являются функции u(t) и v(t). Полное решение получается путем “сшивки” на границе в точке λ:

Слайд 10

© ElVisti

Логистическая модель: уравнения

После нормирования параметров пороговой величины N, уравнение для

© ElVisti Логистическая модель: уравнения После нормирования параметров пороговой величины N, уравнение
первой области имеет вид:
Решение этого уравнения:
Уравнение для второй области имеет вид:
Решение второго уравнения:

Слайд 11

© ElVisti

Логистическая модель: обобщенный
график информационного потока

© ElVisti Логистическая модель: обобщенный график информационного потока
Имя файла: Лекция-6-“Математические-модели-информационных-потоков”.pptx
Количество просмотров: 96
Количество скачиваний: 0