拓扑可调无标度网络上的雪堆博弈研究

复杂网络上博弈个体间合作行为的涌现具有重要的现实意义.为了研究无标度网络拓扑结构对合作涌现的影响,结合雪堆博弈模型和比例模仿策略,研究了拓扑结构可调的无标度网络上的博弈动力学演化,具体研究内容为网络的幂律指数、平均度和平均聚类系数与合作密度的关系.仿真结果表明,无标度网络的合作密度与网络度分布的均匀程度正相关,高聚类结构可以有效增强网络上的合作密度,即幂律指数越高,平均聚类系数越小时,合作水平越低;另外,平均度与合作密度呈现非单调关系,存在一个最佳平均度.     

基于演化博弈理论的疏散动力学研究

为了研究个体合作行为对行人整体疏散效率的影响,结合元胞自动机与社会力模型对疏散系统动力学与“合作行为”的共演化进行了研究,提出了基于演化博弈理论的疏散动力学研究方法。采用元胞自动机模型为基础仿真框架,利用社会力模型来表征行人间的心理斥力,通过演化博弈实现疏散个体策略更新。仿真实验结果表明：当博弈增益系数超过一定阈值时群体的稳定合作比率会急剧上升,且合作行为能有效促进疏散效率。     

重复囚徒困境博弈中社会合作的仿真

利用Multi-Agent仿真方法建立了一个人工社会,研究了两种个体行为模式下社会合作的演化。在人工社会中有多个智能自适应主体,主体之间进行重复囚徒困境博弈,并采用模仿学习算法改进策略。在基本模型中没有个体的历史行为信息,系统自发演化;在信誉模型中,主体的历史行为累积为信誉,在交互前主体根据对方的信誉临时调整策略。仿真结果显示:系统的演化复杂多样,均有合作的突现和崩溃。对两模型的合作指标比较表明,根据信誉调整策略的行为模式对促进合作无显著效果。     

自愿参与机制下的公共物品博弈与合作演化

在自愿参与机制下,采用多维马尔科夫过程对随机演化公共物品博弈中系统的状态进行建模.利用马氏过程的极限分布研究了随机系统的均衡和群体合作行为.将结果与确定性复制动态模型进行了对比.研究发现,强度趋于零的随机性会改变系统的演化行为,相同的博弈参数下两类系统表现出不同的演化结果;对于随机系统,较小的投资收益系数和固定收益即能有效阻止背叛策略的复制,较大的投资收益系数和固定收益即能有效促进合作策略的复制.总体上,随机系统更有利于群体合作的演化.     

噪音水平和交互频次对策略演化的影响

囚徒困境是研究合作策略演化的重要工具,重复囚徒困境下的博弈者可以通过合作实现长期利益的最大化。采用生态演化模拟实验的方法研究在重复囚徒困境中初始环境设定的噪音水平和个体间交互频次对博弈策略演化的影响。研究结果表明,噪声水平和个体间交互频次对最终系统中优胜的博弈策略有决定性作用,这说明环境的初始设定条件是影响博弈策略演化的重要因素。     

具有可调记忆长度的演化雪堆博弈

为了研究异质无标度网络上个体的动态博弈行为及其合作稳定性,引入可调的记忆长度参量,提出了一种新的基于可调记忆长度的雪堆博弈演化模型.发现:当损益比r＜0.5(r＞0.5)时,随着此参量的增加(减少),网络中大度(小度)节点具有较长记忆长度时,无标度网络个体的合作频率与纯合作频率逐渐上升,并且使个体间的合作稳定性增强,利于合作的巩固.     

智能系统冲击下员工合作行为机制：从个体博弈到群体行为反转

为揭示智能系统冲击下企业员工的合作行为机制，基于激励-保健理论，运用博弈论、突变理论和元胞自动机相结合的研究方法，通过激励-保健理论分析影响员工合作行为的因素，利用博弈模型表达员工个体间相互合作的关系；运用元胞自动机建立员工群体合作行为演化仿真模型，对仿真结果，运用突变论进行群体行为突变分析，揭示不同规模员工群体行为反转的机制。研究发现：不同规模的员工群体行为选择演化中均存在突变现象，可由尖点突变模型来解释；智能系统不仅影响员工个体与群体行为选择，还影响员工群体行为稳定性；智能系统若能降低合作成本，则在劳动密集型场景中员工行为反转的可能性增加，在技术密集型场景中员工行为反转的可能性减少。研究结论揭示了智能系统冲击对不同场景中不同规模员工群体合作行为的影响，从员工个体博弈和群体行为状态反转两个方面分析了员工合作行为底层机制，丰富了合作行为相关理论；研究框架有效整合了博弈模型、元胞自动机和尖点突变模型，发现智能系统中员工个体间交互以及群体行为选择演化的新特点，为企业提供实践指导。     

用数字人工生命模型探索复杂适应系统

为了探索复杂适应系统的演化、涌现规律，介绍了一个自主开发的数字人工生命模型：Autolife，并在该系统上完成了一系列计算机仿真试验。Autolife中的数字生命都可以看作自主决策的Agent，它们用有限自动机建模；同时程序允许Agent通过变异和繁殖而完成开放式的进化。在该模型的基础上，本文主要针对Autolife涌现出来的数字生命个体行为、群体行为进行了论述，并着重讨论了组织的生成、社会性寄生、自修复等现象。数字人工生命模型Autolife中的丰富隐喻可以用于总结一般复杂适应系统的规律，包括：个体为了提高自身的适应性会把决策行为推到混沌的边缘；不同的环境会造就Agent的不同群体适应性动态行为；当系统中Agent间的交互出现因果闭圈的时候，组织会自发涌现，并且它们会展现出创生、演化、灭亡的必然发展规律。     

多企业共性技术合作研发行为的演化动态

通过建立全混合群体下多企业共性技术合作研发博弈模型,分析了考虑和不考虑企业研发能力限制的多企业共性技术合作研发行为影响因素及演化动态。研究表明:多企业共性技术合作研发系统演化稳定至合作与不合作企业共存的均衡,且随产业规模增加和收益-成本比减少而降低;引致成本可抵消产业规模的抑制,成为企业合作研发的主要考量;较低的等待成本激励着企业选择合作研发;外部力量支持、获得共性技术成本系数、决策匹配概率增加及交易成本降低均利于合作研发行为涌现,且系统对前两个变量变化更敏感;考虑研发能力限制时,系统演化呈现出U型特征,且随这两个变量增大系统演化轨迹由U型逐渐变为L型,多企业合作研发行为涌现概率相应增加。     

量子合作竞争演化与仿真

为研究合作竞争行为结构与演化机制,该文通过量子化个体合作竞争状态,分析合作竞争纠缠机制,建立量子合作竞争模型,最终对量子合作竞争演化机制进行理论分析与计算机仿真实验分析.研究结果表明,量子合作竞争机制能够通过合作状态纠缠建立理性个体间稳定的合作关系.     

Self-organized Criticality in Spatial Evolutionary Games北大核心CSCD

We study the emergence of cooperation with self-organized criticality on a one-dimensional lattice by connecting Snowdrift Game and Bak-Sneppen (BS) model. We first calculate the mean cooperation probability of the system by Monte-Carlo simulation and the results show that there is a high level cooperation in the steady state, which is possible because the BS mechanism builds dynamical correlation between the least fit sites. Besides, we also measure the distribution of avalanche size and the distance between successive minimum fitness sites, which are well fit by a power law approximately. The power law distribution we measured shows that the system has reached a critical state. In the critical state the agents are correlated at all scales which closely connected with the high level cooperation in the system. © 2017, The Journal of Agency of Complex Systems and Complexity Science. All right reserved.     

系统演化都伴随着幂率分布吗?

20世纪中叶起,物理学家们通过大量的实验及理论研究发现,大量的系统从无序过渡到有序都伴随着幂率分布的相变过程,这一发现一定程度上解释了系统演变的某种统一规律.但是,系统从无序到有序的演变过程都伴随着符合幂率的相变过程吗?以一个随机交易货币系统为基础,构造了一个从无序到有序的演变系统,在该系统中指数分布取代了幂率分布解释...     

供应中断情况下的库存控制模型研究

研究了按单装配系统中一个无时间界限的定期查看库存模型.针对该装配系统中,每个周期的总装配能力有限,产品由不同的组件装配而成,各组件的订货提前期确定,订货提前期的概率分布依赖于外生可观测的马尔可夫链的状态,组件的订货成本是线性的,未能满足的需求全部按照缺货处理,首先提出了一种在给定的状态依赖基础库存策略的情况下,确定长期平均成本的方法,该方法考虑了所有基础库存策略的状态;之后,应用该方法分析了组件中断可能对企业库存状况和长期平均成本带来的影响.研究表明,状态不变的基础库存策略是最优的,并且组件供应中断时间的长短比组件供应中断概率的大小对组件库存策略的影响更大.该研究结果对企业和管理部门中的中断管理以及应急事件计划的制定有一定的参考价值.     

城市轨道交通车站到达客流时间间隔分布拟合

采用7个常用分布和“通用性与解析性较好”的相位分布 （phase-type distribution，PH） 稠密子集混合埃尔朗分布 （hyper-Erlang distribution，HErD） 对多个车站的出入口到达客流时间间隔的统计分布进行拟合，得出HErD 的拟合效果最佳，并给出了各种分布的适用性. 然后抽取出HErD的拟合参数分析其变化规律，结果惊奇地发现： 该分布的参数只与变异系数有关，当变异系数小于1 时，该分布由一个指数分布 （exponential distribution，ED） 和一个4阶埃尔朗分布 （Erlang distribution，ErD） 混合而成，其中ED 的混合比例与变异系数的平方成Power函数关系： 当变异系数大于1 时，该分布由两个ED混合而成，其中一个的混合比例与变异系数的平方成S函数关系. 由此，HErD 的参数被简化成两个尺度参数. 最后给出了通过易于获取的高峰客流量和超高峰系数确定这两个参数的实用方法.     

复杂系统、复杂网络自相似结构的涌现规律

在现实世界的复杂系统中,树状分形广泛存在.最近对于复杂网络的研究又揭示大量网络为自相似结构,随之而来的问题是:自相似结构是如何形成的.本文结合复杂系统与复杂网络,给出一个树状生长模型,通过论证揭示:生长过程及自相似结构的涌现,可集中由简单的幂律体现:幂律是自组织形成的临界状态,在它的支配下,系统得以保持有序演化发展,并涌现层层相似的自相似结构,其分形维数或相应的指数,是系统功能的度量.复杂寓于简单,简单形式的幂律蕴含了自组织演化发展并涌现自相似结构的全部过程的信息,是支配现实世界广泛现象的动力学.     

THE POPULATION DYNAMICS WITH N-INTERSECTIONS

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小样本DF统计量的分布特征

用蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）模拟方法着重研究了样本容量在５５以下的ＤＦ统计量的分布特征,并给出检验水平分别为０．０１,０．０５和０．１的ＤＦ检验临界值表并对小样本ＤＦ检验的功效作出分析．因为在有些国家以年为单位的经济时间序列的最大可观测个数并不是很大,所以小样本ＤＦ统计量分布的研究尤其有重要意义．     

基于PH分布的温储备可修系统可靠性模型

针对以往研究利用指数分布等典型分布导致系统可靠性建模约束条件过于严格的问题,以包含n个单元的温储备可修系统为研究对象,考虑系统具有单一维修台,采用可近似拟合任意分布的Phase-type(PH)分布构建了一种描述能力更强的系统可靠性模型,假设工作单元、备用单元寿命和维修时间分别服从不同的PH分布,得出了系统稳态可用度、系统平均连续工作时间、维修台故障单元到达率等一系列可靠性参数的解析表达式。最后,通过算例分析验证了该方法的正确性和适用性。     

ANALYSIS OF A PRODUCTION-INVENTORY MODEL WITH ERLANGIAN DEMAND ARRIVAL PROCESS

We study a production-inventory system having a machine, a storage facility. The demand for the product is governed by an Erlangian demand arrival process, where demand sizes are independent and identically distributed random variables. A two-criticalnumber policy (m, M) is used to control a machine‘s setups and shutdowns, namely, a machine is shut down whenever the inventory level reaches M, and resumes operating only when the inventory level falls below the critical number m(m ≤ M). We obtain the steady state distribution of the inventory process and some performance measures of the process.     

精确计算派系网络的Mandelbrot系数

研究了派系连接生成的复杂网络的拓扑性质。解析得到了m-派系网络的度分布和累积度分布函数,发现最小度的概率总是1/2。在度较大时,度分布的近似解析解服从Zipf-Mandelbrot分布律,度分布的幂律指数为(2m-1)/(m-1),Mandelbrot系数为m(5-2m)/(2m-2)。累积度分布为(k+ccum)-γ+1,Mandel-brot系数为c+1/2。数值模拟发现,所得Mandelbrot系数和幂律指数与理论值符合得很好。