【摘 要】隨著網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前最熱門的前沿領(lǐng)域之一?，F(xiàn)階段，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究文獻(xiàn)已非常多，筆者通過對有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)的分析發(fā)現(xiàn)，按照研究方向，大致可以分為研究物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的文獻(xiàn)、商業(yè)模式的文獻(xiàn)和實際應(yīng)用的文獻(xiàn)三類。因此，筆者關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)在科學(xué)領(lǐng)域的研究有著很大的缺失，都沒有涉及具體的問題和比較小的視角。因此，在本文中，筆者將結(jié)合具體的問題，分析探究物聯(lián)網(wǎng)信息傳播動力學(xué)建模與仿真。希望對于物聯(lián)網(wǎng)在科學(xué)領(lǐng)域的研究可起到推動作用。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 信息傳播 動力學(xué) 建模與仿真

當(dāng)前，較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳播模型基本都有由兩類方法擴(kuò)展而來的，一類是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型，這類模型的理論基礎(chǔ)是概率論和隨機(jī)過程理論；一類是病毒傳播模型，這類理論的理論基礎(chǔ)是生物學(xué)病毒或者是計算機(jī)病毒。不難看出，這兩類模型都是比較宏觀的，模型建立者是從整體的層面來考慮問題的，并為考慮局部環(huán)境等微觀因素的影響。目前的物聯(lián)網(wǎng)的信息傳播有個特征，即感知性和適應(yīng)性互相交錯，你中有我，我中有你。本文即基于這個特征，分析了物聯(lián)網(wǎng)信息傳播動力學(xué)的建模與仿真。

一、相關(guān)理論概述

一般情況下，問題的研究都有比較系統(tǒng)的思路，社會物理學(xué)也有其自身的問題研究思路：任何自然或社會系統(tǒng)，從廣義上講，都存在時空意義上的差異；差異的存在，也就產(chǎn)生了梯度；梯度的存在，可以產(chǎn)生“力”；有“力”則必然有“流”，而有“流”則然后可以達(dá)到“均衡”。在自然或者社會系統(tǒng)中，都“差異：到”均衡”，經(jīng)過了復(fù)雜的時空過程。因此，社會物理學(xué)研究方向也就可以從中推測出來，即研究存在形式、演化的方向、表現(xiàn)的強(qiáng)度等等，以及廣泛存在于其間的動力學(xué)原理等等，從而可以揭示微觀行為和宏觀機(jī)制之間的動態(tài)關(guān)系。

社會物理學(xué)產(chǎn)生后，社會引力、社會溫度、社會能量、社會引力等理論應(yīng)運(yùn)而生。從這里我們可以看出，社會系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式與自然界的運(yùn)轉(zhuǎn)模式竟是如此的相似。

二、場景的假設(shè)

現(xiàn)代社會物理學(xué)已形成了完整的體系，一般情況下，將微觀個體和其空間占位比擬為粒子運(yùn)動，而把宏觀整體及其時間上的演化比擬為連續(xù)的波動行為，這是一種“波粒二象性”的特征，好處是可以從微觀個體的隨機(jī)以及無序中尋求到宏觀上的認(rèn)真和管控。

眾所周知，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)“智慧地球”功能的普及應(yīng)用尚需時日，其信息傳播的動力學(xué)行為模式還沒有清晰地呈現(xiàn)出來。但我們可以把人和物視為兩種不同的兩類具有微觀屬性的粒子，在各種力的作用下，尋求能量的平衡與轉(zhuǎn)化過程。

三、設(shè)計與建模

在功能層面上，在互聯(lián)網(wǎng)人與人之間通信的基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了人和物之間的通信和物與物之間的通信。而在構(gòu)架層面上，在互聯(lián)網(wǎng)較為可靠傳輸?shù)幕A(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)則實現(xiàn)了全面感知以及智能的處理。本文選取的就是物聯(lián)網(wǎng)最為核心的，也就是人與物之間的交互特征，并且提煉除了人對物的感知性和物對人的適應(yīng)性。但是，與互聯(lián)網(wǎng)的較為被動的等待傳輸不同，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了主動對物理、對數(shù)據(jù)信息、對感知信息的識別。在這方面的例子也就是物資運(yùn)輸實例。通過物聯(lián)網(wǎng)，人可以實時監(jiān)測貨物的發(fā)貨、運(yùn)輸、配送等各個環(huán)節(jié)，全面掌握當(dāng)下極為精確的路況信息。再者，互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳播是十分被動的，但是物聯(lián)網(wǎng)卻是很主動的，能夠主動理解行為，為客戶服務(wù)。而這方面的應(yīng)用實例就是智能家居。物能夠根據(jù)個人的睡眠、學(xué)習(xí)等狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)出最適宜人體環(huán)境的是室內(nèi)溫度、光線等等。在生活中，我們還可以見到很多這方面的實際應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健方面，在消費(fèi)購物方面，在工作協(xié)助方面都將得到廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)以上兩個方面，仿照物理學(xué)中振動傳播概念及其在數(shù)學(xué)中的描述，筆者大致定義了物聯(lián)網(wǎng)在信息傳播過程中的各個特征量及其意義：A表示振動幅度，δ表示阻尼系數(shù)，r表示平衡位置，t表示實時位置。

四、仿真實驗

在本文中，筆者通過模擬微觀個體之間的相互作用來探究個體在宏觀層面上的復(fù)雜行為，然后跟蹤系統(tǒng)狀態(tài)的演化過程揭示真實世界中的極為復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)理。本文的仿真模擬實驗的理論假設(shè)基礎(chǔ)是：微觀個體之間的自主性交互；微觀個體之間的相互依賴；微觀個體的行為非常簡單；微觀個體具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。本文的仿真模擬實驗是在較為復(fù)雜的適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS）上的建模思路，利用MA仿真技術(shù)和NTE仿真平臺，來搭建物聯(lián)網(wǎng)信息傳播動力學(xué)仿真模型的。仿真模擬實驗略。在仿真模擬實驗過程中，可以得到五個方面的數(shù)據(jù)和圖表信息：一是物聯(lián)網(wǎng)信息傳播動力學(xué)仿真實驗參數(shù)設(shè)置，二是物聯(lián)網(wǎng)信息傳播動力學(xué)仿真模擬實驗變化趨勢圖表，三是信息價值對傳播概率影響示意圖和信息的實效性對傳播概率影響的示意圖，四是傳播動力學(xué)仿真參數(shù)影響曲線示意圖。通過這些數(shù)據(jù)和圖表，我們可以很清楚地了解仿真實驗中的信息價值以及信息實效性與傳播概率之間的關(guān)系。由此，筆者認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)在實現(xiàn)人與人、人與物以及物與物之間信息實時傳播和共享上將會有廣闊的應(yīng)用空間。

通過上文中的建模與仿真，可以得出以下結(jié)論：1.物聯(lián)網(wǎng)信息的價值與信息傳播概率之間存在著正相關(guān)關(guān)系，但是一種非線性的正相關(guān)關(guān)系。這是因為在社會環(huán)境的影響下，人的價值掛念就如同流水線上生產(chǎn)的鏟平，其沒有很強(qiáng)的不可替代性；2.信息的實效性與信息傳播概率之間存在著負(fù)相關(guān)的關(guān)系，也是一種非線性的負(fù)相關(guān)關(guān)系；3.傳播比例與信息傳播概率之間存在著正相關(guān)關(guān)系，這也是一種非線性的正相關(guān)關(guān)系。這主要是因為人們的從眾心理在作怪，如果兩個人長久待在一起，那么這兩人的行為習(xí)慣就趨于相似。

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作者簡介：于北瑜，（1969- ），計算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用專業(yè)，研究方向：軟件和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。