收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂网络及其上的进化博弈研究

吴枝喜  
【摘要】: 现实世界的生物系统、生态系统、社会系统、经济系统等,都是由大量具有相互作用的个体所组成的.这些复杂系统的宏观结构属性可以用复杂网络来描述.我们在阐述复杂网络基本理论及研究概况的基础上,研究了加权结构化网络,特别是以常用的进化囚徒困境博弈模型为例,考虑不同复杂网络模型上进化博弈的动力学演化,详细研究了网络的拓扑结构对合作行为演化的影响,同时探讨了其他一些支持合作现象涌现与稳定维持的动力学机制.本文的创新工作主要如下: 一、提出一种普遍的加权结构化网络模型.基于真实复杂系统中个体具有的老化现象,我们提出了一种基于节点权重钝化机制的演化网络模型.应用主方程的解析分析方法对其度分布进行了解析分析,并做了相应的数值模拟.理论分析与模拟结果符合的相当好,其都证实所得到的网络具有非常强的结构效应(即节点间具有相当强的成团趋势).具体的,当对网络中的节点进行目标钝化时,得到具有无标度度分布的结构化网络;而当对网络中的节点进行随机钝化时,则得到具有指数度分布的结构化网络. 二、研究了Newman-Watts小世界网络上个体自愿参加的空间囚徒困境博弈.每个博弈个体可以采取三种策略:合作、欺骗和单干。个体策略的转变既与其邻居和其自身在上一轮博弈中的收益有关,也与这些个体当时所采取的策略状态有关。为了模拟复杂系统的适应性能力,我们在博弈动力学中引入了随机的策略突变规则:当博弈个体陷入到局部共同态时,其以相应的规则进行策略转变.研究发现了丰富的动力学现象:在较弱的欺骗诱惑下,系统中的个体在小世界网络拓扑结构下都愿意参与到博弈中去;而在随机网络拓扑结构下,系统的演化出现了强烈的振荡现象. 三、通过在博弈动力学中考虑个体间非对称的影响权重,我们发现了一个新的有利于合作行为产生的机制:动态(或静态)的优先选择机制.很多现实社会群体中存在非对称的异质影响效应,因此在博弈模型中我们对任意两个相互作用的博弈个体定义了他们之间的影响权重,并且这种影响权重随着博弈过程的演化而改变.博弈个体在策略更新时,其以正比于影响权重大小的概率选择一个邻居作为参考者.研究表明,策略更新结果与影响权重的协同演化,即动态(或静态)优先选择机制的存在,使得博弈个体间的影响权重具有一个非常宽广的分布形状,这有利于相互之间具有强影响力的合作者形成稳定的紧致集团结构,从而能够有效地抵御欺骗者的入侵,继而有助于合作行为的涌现与持续. 四、为了研究群体中常常具有的异质连接属性对合作涌现的影响,我们运用三种不同的策略更新规则详细地研究了Barabási-Albert无标度网络上合作演化问题.结果表明相互作用网络基底的拓扑结构、具体的策略更新动力学规则、策略更新事件的同步性或异步性、博弈个体适合度的具体评价函数形式、欺骗诱惑量的大小,都对进化囚徒困境博弈模型的演化结果有着决定性的影响.当用个体的平均收益作为其适合度函数时,在欺骗诱惑量非常小的情况下,Barabási-Albert网络的无标度拓扑属性对于合作的形成是一个明显的抑制性因素;而当欺骗诱惑量较大时,网络的无标度拓扑属性则有利于合作者在系统中存活. 五、我们研究了双层网络上的进化囚徒困境博弈.其中底层的网络为相互作用网络,即博弈个体在其上发生相互作用;顶层网络为信息获取网络,即每轮博弈过后,博弈个体通过此网络来获得其他个体在上轮中的收益与策略状态信息,并根据与这些策略学习邻居的比较结果来决定下轮中要采取的策略.通过Monte-Carlo模拟和对近似的解析分析,我们研究了两个子模型.在第一个模型中,所有的博弈个体具有相同大小的策略学习邻居;而在第二个模型中,我们赋予博弈个体异质的信息获取能力.研究发现,相互作用网络与策略学习网络之间的差异性能够实质性地促进群体合作行为的涌现.这种差异性对合作的促进方式类似于一种“相干共振”现象,即差异性太大或太小都不利于合作行为的涌现,对合作行为促进的最优效果出现在差异性为中等程度的时候.


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李南,田颖杰,朱陈平;基于小世界网络的重复囚徒困境博弈[J];管理工程学报;2005年02期
2 吴建祖,宣慧玉;企业内员工间知识互换的博弈分析[J];科学学研究;2004年S1期
3 张永胜;;互利共赢的博弈论分析[J];兰州学刊;2008年11期
4 张永胜;;互利共赢的博弈论分析[J];理论月刊;2008年12期
5 张四海;徐敏;王煦法;;n人随机重复博弈下的策略选择研究[J];中国科学技术大学学报;2006年11期
6 杨懋;祁守成;;囚徒困境 从单次博弈到重复博弈[J];商业时代;2009年02期
7 马本江,邱菀华;论摆脱囚徒困境的途径[J];生产力研究;2004年10期
8 王建斌;李英震;韩丽娜;;民族地区可持续发展的博弈分析[J];大连民族学院学报;2006年04期
9 路静;;我国地方政府间博弈与基本养老保险关系转移研究[J];科技创业月刊;2008年10期
10 潘一平;;主体间性与囚徒困境[J];文教资料;2009年14期
11 董广茂,李垣,廖貅武;战略联盟失败的博弈分析:协调失败的视角[J];系统工程;2005年08期
12 傅丽仙;;可持续发展战略下的博弈分析[J];华东交通大学学报;2006年03期
13 刘贞;任玉珑;唐松林;;基于Mealy自动机的重复囚徒困境博弈模型[J];管理科学;2006年05期
14 胡聪慧;;囚徒困境博弈在大样本条件下的收敛及均衡分析[J];华商;2008年12期
15 王伊蕾;李涛;田生文;徐秋亮;;网络演化中讨价还价策略的研究[J];计算机工程;2010年08期
16 韦忠善;王力虎;陈若航;;小世界网络条件下合作演化的特性研究[J];河池学院学报;2007年02期
17 杨春瑰;;应对气候变化的国际合作创新制度研究——从方法论的角度[J];自然辩证法研究;2011年04期
18 王伊蕾;王远志;李涛;田生文;;伪度优先演化网络的社团结构研究[J];计算机工程与应用;2009年20期
19 王伊蕾;杨洪勇;李涛;;复杂网络上重复囚徒困境博弈的研究[J];计算机应用研究;2009年07期
20 李涛;林冬梅;王伊蕾;孙中红;;一种基于tit-for-tat策略的伪度优先算法[J];数学的实践与认识;2010年16期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 贾春晓;刘润然;汪秉宏;;有奖励机制的囚徒困境博弈——奖励越多,合作者就越多吗?[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
2 彭亮;刘海云;刘伟兵;王先甲;;基于马氏链的重复囚徒困境博弈动态模型设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 关剑月;吴枝喜;汪映海;;小世界网络上具有非线性吸引效应的囚徒困境博弈[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
4 王龙;伏锋;陈小杰;楚天广;谢广明;;群体行为与自组织合作[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 荣智海;;度相关性对无标度网络上演化博弈动力学的作用研究[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
6 李立清;;从经济学视角谈“绿色考场”制度构建问题[A];首届中国经济论坛论文集[C];2005年
7 张海峰;杨涵新;Michael Small;汪秉宏;;通过调节学习动机促进合作[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周方银;国际规范的演化[D];清华大学;2006年
2 吴枝喜;复杂网络及其上的进化博弈研究[D];兰州大学;2007年
3 孙金土;复杂系统中的有关特性和动力学行为[D];兰州大学;2010年
4 贾春晓;基于复杂网络的推荐算法和合作行为研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 姜罗罗;复杂系统中的合作涌现与自组织[D];中国科学技术大学;2010年
6 刘永奎;复杂网络及网络上的演化博弈动力学研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 荣智海;复杂网络上的演化博弈与机制设计研究[D];上海交通大学;2008年
8 张四海;基于社会网络和博弈论的合作理论研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 林海;复杂网络若干动力学问题的研究[D];厦门大学;2007年
10 李云龙;1954-1955年中美台海危机管理研究[D];中共中央党校;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘凌;复杂网络下动态拓扑囚徒困境博弈研究[D];华中科技大学;2011年
2 陈雅姗;重复囚徒困境博弈策略在无标度网络中演化[D];厦门大学;2008年
3 周宽宽;复杂适应系统及元胞自动机在人工社会的应用研究[D];长沙理工大学;2009年
4 陈昱中;复杂网络上的演化动力学研究[D];兰州大学;2009年
5 刘炜;实验博弈仿真平台的设计与开发[D];华中科技大学;2007年
6 张薇;复杂网络上演化博弈的研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 彭辉;复杂网络上的演化博弈[D];兰州理工大学;2012年
8 刘蕊;近30年中国传媒制度变迁特征之研究[D];上海外国语大学;2009年
9 李星;无标度网络上的演化博弈研究[D];复旦大学;2010年
10 马昂;股权联盟中行为风险控制机制研究[D];天津大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 姚洋;市场的局限[N];21世纪经济报道;2003年
2 刘荷清;空调压缩机上演尖峰时刻[N];消费日报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978