无人蜂群电磁作战行动建模与仿真

针对自主、协同、智能的无人蜂群电磁作战行动难以描述、刻画、建模与仿真的问题,首先以联合作战为背景,分析了无人蜂群电磁作战行动的层次化特征,并基于BNF (Backus-Naur form)描述了作战行动链。随后,分析了无人蜂群个体自主作战与群体协同作战的行为特征,并以此为基础提出了基于RRA (rule, respond and algorithm)的无人蜂群电磁作战行为模型建模方法,给出建模具体流程与行为规则的形式化描述。再次,构建了个体电磁辐射源目标自主识别行为模型,以及群体电磁攻击协同目标分配行为模型,完成了RRA方法的具体实现。最后,通过作战仿真实验与算法验证实验,证明了本文建模思路与建模方法的合理性、有效性。     

多智能体涌现生成的群体行为仿真

众多实验表明,以建模仿真的方法研究复杂的群体行为是一条可行有效的途径.针对如何使所构建的群体行为模型在仿真过程中,既能表现自主、智能的个体行为,又能表现灵活、适应的整体行为,提出了一种基于智能体的综合建模方法,重点从信息获取、决策判断、运动控制三个方面对智能体模型的设计与实现进行了论述,并以实验结果证明了多智能体在交互.协调作用下涌现生成可视化群体行为仿真的科学性及合理性.     

传染病传播模型综述

建立传染病传播模型是理解传染病流行机理, 预测流行趋势, 进行防控决策的基础. 将传染病传播模型分为单一群体模型, 复合群体模型和微观个体模型三类. 单一群体模型从宏观角度刻画了集计量的变化, 以经典的\,SIR\,为基础, 在仓室设置、 年龄结构、 随机性、 异质性等方面进行了扩展. 复合群体模型将人群划分为多个子群体, 子群体之间因人口流动而耦合, 适合研究具有空间异质性的跨地区传播问题. 微观个体模型的出发点是个体状态和行为, 所有个体形成接触网络. 这类模型有理想网络和现实网络两个研究方向, 理想网络关注接触网络特性对传染病传播动力学的影响, 现实网络致力于揭示社会接触的实际特征, 构建足够真实的模拟网络, 研究传染病的传播. 这三类模型各有特点, 分别具有各自的适用领域, 应根据研究目的和问题特点选择合适的建模方法.     

基于社会网络冲突信息传播的群体特征

当两种冲突信息在社会网络上同时传播时,社会群体呈现的特征值得研究. 依据复杂性科学和社会学研究的有关理论和方法,利用了网络传播的SIR模型,建立了信息的传播演化模型. 在传播过程中引入个体处理冲突信息的三种行为方式：先入为主、从众行为和领导意见,并在大规模社会网络上进行了不同行为方式传播模型的对比研究. 研究表明,社会网络的结构和个体行为的倾向对信息传播结果有显著影响. 由局域性相互作用发展为集体行为,整体特性比局部特性呈现出更多的变化趋势. 研究结果有助于解释大规模社会群体呈现出的某些特征,如群体极化和群体多样性等现象.     

突发事件的网络情绪传播机制及仿真研究

互联网快速发展及其应用的日益普及,给突发事件的应急管理带来许多新的挑战.在网络空间,突发事件的信息传播往往伴随着强烈的情绪传播,极易引发网民的群体情绪,并由此可能导致极端和对立行为以及群体性事件等严重的次生社会问题.论文从信息传播所引发的网民群体情绪传播及其群体行为出发,研究了突发事件网络信息传播过程中网民群体的情绪传播机制,提出了突发事件中网民群体间的情绪传播模型,并以著名社会特大事件为例进行了仿真分析.实验结果表明,上述模型能够较准确地反映突发事件信息传播过程中的网民群体情绪传播特征及其演化规律.     

小世界网络V.S.均匀混合网络中的SIRS型传染病模型

在现实复杂情形下(包含非线性传染率、有隔离措施、群外个体迁入、生育与死亡以及疾病可水平和垂直传播等),比较研究小世界网络中的SIRS型传染病模型与均匀混合SIRS型传染病模型的疾病动态传播行为,以及相同疾病控制策略在两种传染病模型上的效果。数值仿真研究发现:1)动态行为特征仅与模型参数有关的均匀混合SIRS型传染病模型不能准确刻画小世界网络中的传染病传播行为。2)源于均匀混合SIRS型传染病模型的控制策略(如强化隔离染病个体、限制易感群体迁入、提高染病个体死亡率以及控制疾病垂直传播等)适用于控制小世界网络中的传染病,但效果有显著差异。3)小世界网络中的SIRS型传染病的控制策略中,存在一个最佳的染病个体死亡率阈值。     

基于互信网络的艾滋病吸毒传播仿真模型

提出一种根据个体的社会属性建立友谊网络,根据友谊网络形成互信网络,根据社会属性和互信关系建立吸毒和共用针具行为规则的艾滋病传播仿真模型.实验结果表明,个体的属性、位置和行为以及网络结构均显著影响传播过程,但特点有所不同,社会底层的低学历青年男性是艾滋病传播的高危群体,加强对社会关系广泛、扮演中介角色的经常共用针具吸毒者的监管,是控制吸毒传播艾滋病的关键.必须同时控制多种传播途径,才能有效抑制艾滋病的蔓延.     

基于社会分工的流行病动力学建模与仿真研究

疫情预测是流行病防控体系中的重要一环,准确建立流行病演化动力学模型具有十分重要的意义。针对现有流行病建模方法中鲜有考虑群体中的社会分工问题,拟将整个群体划分为普通居民、社会服务人员和一线医务工作人员等三个子群,基于异质均匀混合理论,利用子群邻接矩阵表示个体间的接触关系,建立了流行病传播与演化的延时动力学模型。仿真结果表明,本文方法更符合实际情况,可为流行病动力学建模与仿真提供一种有效手段,对武汉疫情做了动力学建模与仿真分析。     

基于小世界网络的微博谣言传播演进研究

刻画谣言在微博上的快速传播状态,研究影响谣言传播的关键因素。基于传染病的基础模型,将受众扩展为5类(无知者、接触者、传播者、沉寂者、失去兴趣者),引入兴趣衰减系数描述个体多次接触谣言时转发兴趣降低状态,同时考虑了个体只会转发一次的现实状况。为验证模型的有效性,对模型进行了多主体仿真,并将仿真数据与两个真实案例的数据对比,发现构建的模型可以较好地拟合现实情况。通过仿真实验,对不同因素的系数进行对比分析,发现改变兴趣衰减系数、首次转发概率以及小世界网络的属性都显著影响了微博的传播演进过程。     

基于智能空间环境的群体行为建模研究

为了能够逼真模拟复杂虚拟环境中大规模群体行为,在国内外相关研究成果基础上提出一种基于分层智能空间环境的群体行为模型建模方法.基本思想是把传统的三维连续地理空间环境分解为一组局部智能空间环境对象,对象中不但存储有约束个体行为模型的基本约束信息,同时还储存有不同个体在环境不同区域可执行的行为信息.这样,虚拟环境中的个体可以在其所处的具体环境提供的信息的约束和指导下进行实时行为合成与决策.仿真实验表明,该方法不仅能够逼真的模拟大规模群体在复杂虚拟环境中的各种规范化行为,而且可以有效减少个体决策模型的计算量,提高模型运行效率.     

决策要素动态变化的群体决策偏好演化过程

研究交互式动态群体决策偏好收敛自适应过程的内在机制和规律,发现和控制影响群体一致度和偏好收敛时间的关键因素,以改善群体决策时间绩效. 应用计算实验方法,基于Deffuant有界自信假设的妥协策略,在微观层面上构建偏好演化动力 学模型,模型符合群体决策共识过程原则要求;在模型基础上观察分析个体属性特征对一致性绩效、收敛时间绩效的作用. 论文在决策成员社会惰性、空间位置、决策偏好动态变化的决策情景中,研究决策者社会惰性对群体决策偏好收敛时间的影 响. 建立了动态群体决策的概念框架,分别针对惰性不变的偏好演化模型和惰性变化的偏好演化模型设计了两个计算实验. 实验1：比较不同社会惰性水平p^*和不同选择半径r组合下,决策偏好时间T_c的变化. 实验2：比较不同惰性 递增速率v和不同惰性递增上限ps组合下,决策偏好时间T_c的变化. 研究发现：1）社会惰性越大,对 偏好收敛的阻滞效应越显著;2） r越小,T_c随着p*递增的趋势更强;3）当扩大决策成员交互对象的 选择范围,T_c的波动减小,群体达成共识的时间更稳定;4）当社会惰性值随休眠持续期在一定范围内线性 递增时,T_c递增存在一个分界值.     

基于计算实验的有限理性消费者绿色购买行为

有限理性消费者在绿色购买行为中存在明显的态度-行为缺口.以某绿色非食品类环保友好商品为例,对消费者绿色购买相关属性及行为规则概括抽象,运用计算实验手段构建具有交互功能的异质消费者人工主体,模拟现实消费者的绿色购买行为,通过对微观个体行为及宏观"涌现"现象的分析,探索消费者绿色购买行为的演化规律.实验结果显示,绿色购买先行者的积极宣传对提高绿色商品市场份额具有重要作用;绿色商品政府补贴短期内可以显著提高绿色商品的市场份额,但长期效果依赖于消费者主体的信息传播方式;绿色消费积分制度可以使绿色商品长期保持较高的市场占有率.     

空间网络的标度性质对Naming Game演化行为的影响

鉴于社会网络结构对于信息传播、共识形成等社会行为的重要影响,在有限能量约束条件下,通过添加距离服从幂律分布的长程连边,构造出具有标度性质的空间网络。在此空间网络上,讨论了引入无意收听机制的Naming Game模型的演化行为。研究发现,存在一个最优的幂指数,使得该空间网络上的Naming Game模型收敛时间最短,当能量约束足够大时,这一最优幂指数趋于1.5附近。本研究说明,社会关系网络中的空间性质对于社会集体认同的形成有很大的影响。     

虚实融合的探究式实验系统研究

随着个性化教育理念的多元化发展，以着重自主探究、实践能力培养，基于形成性评价的探究式教学受到关注。面向探究式教学的需求，提出了满足探究式学习理论的虚实融合实验系统框架，并以化学实验为例开发了虚实融合系统和交互套件。通过物理传感将用户行为、交互套件、交互界面等多模态信息融合，与真实空间的数字图形孪生系统绑定，并通过流体模拟和高精度图形渲染生成实验现象，回馈给交互界面。同时，通过数据模型与行为可视化将用户的学习状态进程综合信息，实时反馈给教师，从而辅助教师根据学生状态进行探究引导，形成有意义的探究式教学。     

基于元胞自动机的网络群体事件舆论同步的涌现机制

以自发形成的网络群体事件的同步舆论为研究对象， 建立了基于元胞自动机的复杂系统集群行为的非线性涌现模型， 揭示了个体从众心理对网络舆论演化动力学的影响. 研究结果表明， 在个体从众性同质的情况下， 存在使网络舆论同步的阈值， 当个体从众性较大时， 网络群体事件舆论趋于同步； 当从众性较小时， 群体态度演化成具有明显社团结构的多个舆论方向. 个体从众性异质时， 网络舆论表现为一个主流舆论与多个小规模舆论方向共存的复杂特征. 网络群体事件发生初期， 参与规模的扩大会迅速促进舆论同步的涌现， 而在后期， 新节点的参与不会进一步提高舆论同步涌现的效率.     

基于食品安全事件异质性的信息扩散过程研究

针对企业在食品安全事件中承担的责任不同,研究不同类型食品安全事件下的信息扩散过程,对政府和企业的食品安全应急管理和风险信息交流具有重要意义.本文首先构建了食品安全信息扩散的修正Bass模型,分析可辩解型食品安全事件下的负面信息扩散过程;然后,运用改进的社会影响模型分析了不可辩解型食品安全事件下的负面信息扩散过程;最后,运用顶新"馊水油"视频事件的互联网搜索数据进行实证分析.研究表明,可辩解型食品安全危机中的信息扩散达到动态稳定状态时,信任与不信任的消费者比例与正负信息的相互渗透率有关.在不可辩解型食品安全危机中,消费者对负面信息的免疫力越弱,越容易对食品企业和政府行为产生不信任,并改变消费决策,信息扩散速率和临界值的分布影响动态均衡的实现过程.     

任意有限维空间中群体行为的研究

探讨了任意有限维空间中的智能群体的聚集行为和迁徙行为,提出了一类基于局部信息的群体行为控制方法。从虚拟相互作用力的角度理解分析群体行为,采用吸引/排斥力的数学方法实现个体间的相互作用,并利用求解任意有限维空间点集的凸壳方法,将二维空间中的群体行为模型推广到任意有限维空间中,实现了一类基于局部信息的且适合于任意有限维空间的群体行为控制。在此基础上分析了系统的稳定性,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于数据爬虫与动态社会网络的公众环保行为演化研究

本文运用数据爬虫技术与社会网络分析方法对一个豆瓣公众环境保护小组的信息交互及相应的动态社会网络演化过程进行刻画,并在基于计划行为理论的绿色出行行为意愿模型的基础上:对嵌入在动态社会网络中的公众环保行为演化规律进行了研究.结果表明:在公众环境保护小组的社会网络形成过程中,社会网络的拓扑结构由最初的小世界网络特征迅速演变成为无标度网络特征;降低社会网络中行为主体的信息交互阈值、公众环保信息的差异程度、行为主体的易受影响程度将有利于公众环保豆瓣小组社会网络中信息的有效传播,行为主体对于公众环保信息的掌握与认知将能演化达到更加理想的状态,也将有利于促进公众环保行为的推广.     

具有差异化服务的混合对等网络性能分析

为了应对对等网络中的“搭便车”行为, 提出一个惩罚策略, 即对“搭便车”行为的请求节点和资源共享的请求节点提供差异化服务, 减少“搭便车”行为的请求节点的个人收益。使用带有两类服务台、负顾客的多重工作休假M/M/c+d排队模型对混合对等网络进行建模, 利用矩阵几何解的方法, 得到了系统的稳态分布。通过数值实验定量刻画了参数变化对系统性能的影响, 对比了请求节点的个人平均收益。实验结果显示, 无论在哪一个休假参数水平下, Ⅰ类请求节点的个人平均收益相比于Ⅱ类请求节点的个人平均收益至少高出20%。