基于系统动力学的网络信息生态系统运行机理模型及优化策略研究

陈为东+王萍+王益成

[摘要]描述了网络信息生态系统的概念、要素组成并构建了概念模型，分析了网络信息生态系统失衡的原因，从“实现、维持、恢复”3种机制一体化的视角归纳网络信息生态系统平衡运行的驱动因子，利用系统动力学从整体上构建网络信息生态系统的运行机理模型。根据机理建立信息人行为规范化机制、利用本体描述不良信息、制定语义推理规则挖掘潜在不良信息、安装缺陷监测装置修复信息环境漏洞，优化网络信息生态系统的运行效果。

[关键词]网络信息生态系统；信息生态链；运行机理；模型；系统动力学；优化策略

信息生态学的研究主要集中于信息生态系统、电子商务信息生态、网络信息生态领域，文化传播、环境监测、社会和谐是网络信息系统的三大功能，但网络信息系统在文化传播方面渗透了虚假非理性信息、谣言谩骂，环境监测中个人信息安全存在隐患、黑客攻击、泄露现象，而网络欺诈、恶意舆情扩散、用户素养良莠不齐等又威胁着社会和谐，说明目前网络信息系统处于非生态状况，其生态化程度有待提升。生态化的网络信息系统提供优质的信息服务（信息质量高、信息效率快等）和友好的虚拟环境，保护用户隐私与安全。生态化程度越高的网络系统在净化、修复信息环境和优化、改善信息服务质量及降低信息人感知障碍的性能层面越强，系统运行效率与鲁棒性也越好。研究信息生态能够减少信息的不确定性，帮助有机体做出更明智的决策，Nick Letch（2014）认为可通过建立社会网络系统解决复杂的社会问题，获取经济效益等多种利益。分析网络信息生态系统的运行机理有益于规避系统非生态带来的决策模糊、经济损失等不良后果。关于网络信息生态系统运行机理的研究集中于：系统本身的形成机理、系统中信息生态链的演进机理，利用系统动力学研究社会网络和数字图书馆信息生态链的运行机制等，缺少从整体系统的视角分析网络信息生态系统的运行机理。系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分联结而成的，具有特定功能并适应环境的有机整体，研究网络信息生态系统应避免孤立、片面、静止地看问题，而是整体、系统地观察网络信息生态系统的内在运转。哲学唯物辩证法认为事物的联系与发展具有普遍性，网络信息生态系统各要素作为子系统彼此相互联系，依靠驱动因子协同促进网络信息生态系统的平衡与可持续发展。本文利用系统动力学研究网络信息生态系统的运行机理，把握系统的内在运行过程，发现并改进系统的缺陷与不足，解决网络信息生态系统的非生态问题，从系统内部结构探析问题根源。

1网络信息生态系统的内涵

1.1网络信息生态系统的界定

通过文献阅读发现网络信息生态系统的定义存在大同小异现象，网络信息生态系统是指在网络媒介下利用系统论的观点研究并揭示信息生态系统在网络信息空间的发展规律，该系统由主体信息人和客体信息、信息环境有机组合而成，具有一定的内在调节修复能力，其中主体信息人是信息用户或组织，信息环境包括内部环境和外在环境是系统中对信息人产生影响的其他因素的融合。

1.2网络信息生态系统的要素关系与概念模型构建

根据对网络信息生态系统的界定可提炼出3种关键组成要素：信息人、信息、信息环境。信息人包括信息生产者、信息分解者、信息组织者、信息传播者、信息消费者，这五种角色并非相互排斥，根据信息人某一时刻的功能和行为决定其是信息生产者还是信息消费者等；信息涵盖了信息量、信息多样性、信息内容丰裕度、信息健康度、信息冗余度、信息真实度等；信息环境分为外部环境（政治、文化、经济、技术政策等）和内在环境（硬件、软件、组织文化、信息管理政策等）。根据系统观和唯物辩证法得知网络信息生态系统的要素并非割裂、独立的，而是彼此联系、发展与相互作用，信息在网络信息生态系统中流转形成了网络信息生态链，信息生态链是信息生态的灵魂，没有信息生态链，任何信息生态将失去意义。网络信息生态链是联结网络信息生态系统各要素的骨干，在网络环境下，信息主体之间经信息流转和相互作用形成链式依存关系，而多条网络信息生态链的交叉融合将形成复杂的信息生态网络，使得网络信息生态系统具有相对性与绝对性。

网络信息生态系统的信息人、信息、信息环境三个要素相互依赖并由网络信息生态链贯穿，给出了网络信息生态系统的概念模型，如图1所示。

网络信息生态系统存在无数条链式依存关系，如图1中的链A、链B、链C……链N，生态链与生态链之间交叉融合形成复杂的网络信息系统。信息人可在生态链上生产、组织、传播、消费、分解信息，但不同信息人的职责不同如链c存在生产、传播与消费信息的行为，链N中表现为消费信息行为。

2

网络信息生态系统的失衡原因分析

从网络信息生态系统的组成要素追溯失衡原因，信息人的不良认知、态度、行为与信息流转中的恶意演变及信息环境的缺陷等都会影响网络信息生态链的健康发展，导致网络信息生态系统的恶化、失衡，甚至崩溃。

2.1信息人的错误认知、恶意态度与随意行为

信息人素养问题始终是网絡时代关注的焦点，但缺少从信息人的认知、思维、信念与行为不一致、心理不和谐的层面考虑网络信息生态系统失衡的原因，信息人的态度与行为受认知状况的影响。认知失调理论（源于格式塔心理学）由美国学者Leon Festinger提出，是指个体知觉有两个认知（观念、情感、信仰、态度、行为等元素），当个人感受到心理冲突导致两个认知不能协调时，会放弃或改变其中一个认知去适应、迁就另一个认知，从而恢复到协调一致的心理状态。网络负面、错误、杂乱信息容易引起信息人的逻辑推理产生混乱，认知出现疑惑，产生认知失调。这种不舒服的失调、焦虑感受引发信息人的态度与行为发生改变，为了调节认知使行为合乎逻辑，信息人可能出现放弃后续行为，也可能自暴自弃、群流合污并不断合理化非理性行为，失调感消失，散布谣言、扩散恶意舆情、随意评论、以讹传讹等将急速传播使信息变质、失真、污染，系统遭到破坏，结果导致系统恶化、失衡、崩溃。信息人的错误认知引起自身不适态度和随意行为，行为后果会反作用于认知和态度，因此，除了信息人自身的自律，还需一定的他律比如制定相关法律进而保障网络信息生态系统的平衡。

2.2信息质量低劣问题与不良信息的恶意演化

网络信息生态系统存在高质量的优质信息，此类信息的丰裕度高，表现在内容丰盈、数量丰富、种类或种群多样、真实可靠，冗余度低等。同时，网络信息生态系统也存在需要过滤的杂乱信息和几乎没有价值的不良信息，其中杂乱信息涵盖信息污染、失真、老化、不确定、冗余、超载等，具备一定的价值，信息人需加以甄别和筛选；不良信息（不健康信息、信息链接失效、恶意舆情、谣言谩骂、网络病毒等）对信息人的负面影响严重。杂乱信息和不良信息在网络信息生态链中的恶意演化引起信息污染，信息污染是信息污染源被信息人无限传播，具有无序性和弥漫性，导致其激增，造成多种损失。因此，信息本身的质量问题和恶意演化会导致网络信息生态系统的失衡。

2.3网络信息内外部环境的缺陷、漏洞

网络信息生态系统的信息环境要素包括内外部环境，系统所处的文化风气、政治政策和经济状况等外部环境的缺陷和软硬件等内部环境的漏洞容易被黑客利用导致系统被攻击、破坏。网络信息生态系统具备一定的删除、屏蔽、净化、修复功能，即恢复力。恢复力使系统具有自组织能力，使系统由无序走向有序并能承受、维持原稳定状态，同时具备学习、适应能力，各要素相互协调或者系统协同可使其逐步恢复，但是如果失衡严重会危害到网络信息生态系统的健康，产生不可估计的损失与严重后果，必须采取人工调控与干预措施。

3网络信息生态系统运行的驱动因子解析与机理模型构建

3.1运行驱动因子分析

明晰了网络信息生态系统的构成要素及失衡原因，针对失衡原因还需深入探究网络信息生态系统的运行机理，明确失衡的由来和系统运行过程中的流转情况，找出解决失衡的策略。根据文献归纳出网络信息生态系统利用实现、维持、恢复3种机制确保平衡：第一，实现机制是指网络信息生态系统可通过：分化网络信息生态位，生态位分化的越细，说明信息种类越多，越有利于信息种群的生长和发展；给予即时正反馈，正反馈使网络信息生态系统中的信息得以及时调整，让系统保持绿色健康发展；建立网络信息生态链，当需要新的网络信息生态系统或原有网络信息生态链不可修复时，可建立新的信息生态链，实现系统平衡；第二，维持机制是指网络信息生态系统可利用：信息人的自律和法律部门执法人员与信息管理员的监管；系统自我净化；倡导公平竞争与正确价值追求等维持系统平衡；第三，恢复机制是指网络信息生态系统出现问题时，利用自身恢复力去调节修复问题，或采取人工调控复原系统。根据网络信息生态系统“实现一一维持一一恢复”3种保持系统平衡的机制推导出系统合理运行的驱动因子及子因子。

3.1.1

网络信息生态系统实现机制的驱动因子

网络信息生态系统实现机制的驱动因子：第一，信息人获取信息资源的需求。人是社会性群体，无论信息人处于何种信息生态位均有获取信息的心理需要，信息需求是形成网络信息系统的基础，也是建立信息生态链的动力；第二，信息生态链的推拉作用。信息人根据自身需要建立信息生态链，信息生态链的上下位关系会存在信息流转、传递、接收等行为，这种行为形成一种推拉作用。推拉作用是指信息人在下游信息人的要求下会生产新信息并传递给下游信息人，下游信息人会对上游信息人产生反馈，反之亦然，推拉关系推动系统不断的运行。

3.1.2网络信息生态系统维持机制的驱动因子

维持网络信息生态系统平衡的驱动因子除了信息人的自律、他律外，还包含：第一，网络信息生态系统中信息人的价值实现。在价值追求上围绕经济利益、政治目的、文化传播与弘扬、社会建设与和谐、自我价值实现等的一种或多种形成价值链。价值是网络信息生态系统运行的驱动力之一，信息人正确的价值观和合理的价值追求促发系统健康发展，在网络上散播错误扭曲的价值观和非理性、不合理的价值追求会导致系统被污化，甚至崩溃，造成恐慌；第二，社交、交互的信息传递需要。通过网络交流维系人与人之间的关系，网络舆情也是维持系统运行的另一动力。社会网络舆情会刺激、唤起信息人的道德意识，传递正面优质信息，同时也有信息人散发恶意舆情和不良信息等，导致信息无序增长，在一定范围内虽能推动系统运行，但伴随负面影响；第三，创新发展需求。信息人为了保持与时俱进会产生自我知识更新的需要，为了争取资源会与其他信息人产生协作、竞争关系，维持系统运行。

3.1.3网络信息生态系统恢复机制的驱动因子

网络信息生态系统在净化系统时运用：第一，系统修复。网络信息生态系统本身具有一定的修复能力，为了恢复网络信息生态系统的平衡应设置相应的手段如采用过滤、净化、修复、屏蔽、删除等方法修复系统损伤；第二，人工调控与干预。当网络信息生态系统无法实现自我修复时，可实施人工调控与干预，确保系统运行顺利、通畅。

3.2运行机理模型构建

系统动力学是统一结构、功能、历史等方法的仿真技术，挖掘系统行为与内在控制紧密依赖关系发生变化的因果，因此利用系统动力学研究网络信息生态系统的运行机理并找出优化系统生态化的策略具有重要的实际应用价值。运用系统动力学软件iThink9.0.2绘制了网络信息生态系统的运行机理模型，如图3所示。

从上述网络信息生态系统平衡的实现机制、维持机制和恢复机制分析了系统运行的驱动因子，即获取信息资源需求、信息生态链的推拉作用、价值实现需求、社会与交互的信息传递需求、创新发展需求、净化系统（系统修复和人工调控）需求，每种驱动因子都有多种子因子共同作用。信息人的信息需求是推动网络信息生态系统的发展动力，信息人利用网络获取的资源包括视觉信息和听觉信息，视觉信息涵盖文本文档、视频、动画、图片等，听觉信息包含音频、视频等。这些信息资源的形式多样，呈大数据趋势且更新速度快，推动网络信息生态系统的发展；在网络中信息人的角色在不同时刻处于不同的信息生态位，并在链中生产、组织、传播、消费、分解信息，与信息的双向传递和反馈以链式依存关系存在，形成信息的流转、互利共生、动态平衡、价值增值和协调竞争5种运行机制，建立网络信息生态链让信息在链中通过推拉作用实现系统平衡；信息人对价值（政治目的、经濟价值、文化传播共享、社会和谐和自我价值实现等）的追求不同，为了实现价值诉求，会因利益驱使形成一条价值链，价值链有利于网络信息生态系统的运作；信息人的社交与交互需求，信息从广义上分为劣质信息和优质信息，劣质信息包括不良信息（虚假、病毒、谣言、不健康等信息）和杂乱信息（老化、冗余、失真、污染、不确定等信息），信息人为了维系人际关系或者通过社交媒体等平台实现信息交流或舆情促进网络信息生态系统的运行；为了创新发展，信息人需要保持与时俱进和知识更新，信息人之间还存在协作竞争现象，促使系统的不断更新；网络信息生态系统本身的净化机能通过系统修复和人工调控实现系统的净化需求，过滤掉不良信息，删除冗余信息，清洁信息环境等。这些驱动因子及其子因子共同作用于网络信息生态系统，使系统得以运作。由于驱动因子在网络信息生态系统中的权重不同，在运行机理模型中对驱动因子进行了校验对比，实现驱动因子的合理分配。

4优化网络信息生态系统的策略

4.1建立信息人行为规范化机制

除了对信息人在网络中的不良行为比如散播虚假、不健康、非理性信息等进行信息素养教育外，还应建立规避机制。当信息人发表浏览不符合网络文明要求的信息时，及时弹出提示框，提醒信息人言行的不当之处，让信息人意识到自身行为的不妥并正确调节自身的认知与随意行为，删除不当言论。当信息人无视提示框并继续自身恶意行为时，对其发表的信息设立阻碍如发布不了或进行权限设置如除信息人本人外其他信息人无法浏览和下载，防止不良信息的恶意演绎演化。

4.2利用本体描述网络不良信息

网络信息生态系统本身具备一定的修复、恢复能力，但是修复力和恢复力还需进一步提高。针对网络中的不良信息一般采用举报、过滤、屏蔽、删除等手段，但是不良信息的语义异构多样，在净化过程中存在难度，考虑对网络中的不良信息构建本体（ontology）。知识工程师根据专家意见构建网络不良信息的本体库，利用本体对不良信息进行静态描述，将其共享概念加以形式化和显性的规定，并将本体存入到本体库中，校对网络信息与本体库中不良信息本体的异同，筛选出与不良信息本体相同的网络信息，进而采取相应技术加以屏蔽提高网络信息生态系统的纯净度与修复能力。

4.3制定语义推理规则挖掘隐藏的不良信息

网络信息的表达形式呈现多样化，需要对信息进行挖掘，为了发现潜在的不良信息需制定语义推理规则，同时借助语义推理机对网络信息进行推断，判断网络信息隐藏的含义，披露恶意信息。语义推理规则和推理机对某条不良信息进行演化推理时，将其衍化出的信息聚合成群落，形成关联，便于对信息的集中清理。

4.4安装缺陷或漏洞监测装置及时发现、修补信息环境

网络信息生态系统的信息环境要素包括内部环境和外部环境，在内部环境安装缺陷或漏洞监测装置，当发现管理政策和软硬件环境存在缺陷、漏洞时，给予及时提醒并采用手段或先进技术对缺陷进行修正，更新内部环境。肃清外部环境政治、文化、经济等出现的不良影响，为信息人营造风气良好的信息环境。

5结语

目前关于信息生态的研究得到国家省市级、社会科学、自然科学基金项目的支持，助推了信息生态的可持续发展。本文根据网络信息生态系统的概念和组成要素一一信息、信息人、信息环境构建了网络信息生态系统的概念模型，从信息人的错误认知、恶意态度和随意行为及信息质量低下、信息恶意演化与信息环境缺陷的角度分析了网络信息生态系统的失衡原因。在系统的概念模型和失衡原因的基础上分析网络信息生态系统运行的驱动因子和子因子，运用系统动力学构建网络信息生态系统的运行机理模型有助于概览网络信息生态系统運行的全貌。在掌握网络信息生态系统的运行机理下提出建立信息人行为规范化机制、构造不良信息的本体和本体库、制定语义推理规则和安装缺陷装置及时修复信息环境的漏洞等优化策略。但由于信息人的心理复杂多变、信息多源异构、信息环境缺陷不足等导致网络信息生态系统的平衡运行易出现问题，针对失衡，找出背后影响因素和调节手段的有效性以及驱动因子的权重还需深入量化研究。