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产业复杂网络的建模、仿真与分析

姚灿中  
【摘要】: 本文的产业复杂网络既包括产业竞争关系复杂网络,还包括新出现的大众生产的合作关系复杂网络。企业本来就是存在于由大量竞争对手形成的大规模网络之中的。产业竞争关系复杂网络模型及分析方法的提出,为经典的产业组织分析补充了企业之间竞争关系的网络视角,从而发展了产业组织的理论与方法。但是已有的产业复杂网络研究大都仅针对竞争关系复杂网络的,本文的研究对象则既包括产业竞争关系复杂网络,还包括了大众生产合作关系复杂网络。 而且目前的产业竞争关系的复杂网络分析,大多是针对具体的单个产业进行的,缺少针对所有产业的普适的分析框架与方法,本文首先通过对多个具体的产业竞争关系复杂网络以及大众生产合作关系网络的分析,归纳出具有普适性的产业复杂网络分析的“静态拓扑特征—子图特征—动态生成机制—动力学性质”的分析框架。其次,深入探讨并提出了各种产业复杂网络的建模、仿真与分析的具体方法。 在静态拓扑分析中,采用极大似然方法分析了产业复杂网络的度分布;在子图特征分析中,采用了k-clique子图、模体、层级结构、集团结构、分形与多重分形等分析方法;在动态生成机制分析中,通过建构模体异向匹配模型、拟Yule增长模型、双向适应度模型来揭示各种产业复杂网络的生成机理;在网络动力学性质分析中,构建了产业竞争关系复杂网络上的竞争扩散模型、大众生产平台之间的竞争模型、大众生产合作关系网络上的信息传播模型与多智能体模型、以及Ising模型与多智能体自适应模型等模型来进行研究。这些模型上不仅有方法方面来自于“综合”的创新性,也更加符合实际,比如多智能体模型将复杂网络中的“死”的节点视为“活”的智能体,将复杂自适应系统分析方法引进产业复杂网络的分析之中,使得产业复杂网络的分析方法考虑了企业实际上所具有的自主性。再次,在模型分析过程中还对相关的算法做了改进。比如在产业复杂网络的静态结构研究中,采用Powell着色法改进了复杂网络分形的盒维数算法;在产业复杂网络上的动力学性质研究中改进了粒子群算法等等。 最后,需要指出的是以上框架、模型与方法不仅具有产业复杂网络分析方法方面的普适意义,而且具有新的洞察力,因此对产业复杂网络以及产业分析有一些新的发现。比如用极大似然方法估计出的产业复杂网络度分布的r_(mian)值,揭示了产业复杂网络满足幂律分布的企业最小竞争对手的数目,度的幂律分布刻画了产业内企业竞争对手数目的异质性以及大众生产者合作者数目的异质性。产业复杂网络的子图、模体、集团、分形与多重分形分析的发现,分别揭示了产业竞争存在着稳定与重叠的竞争结构,具有层级性,集团特征以及自相似等等特性。生成机制与网络上的动力机制分析也得出网络生成与竞争扩散等等方面的有关发现。


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