基于博弈论和多主体仿真的产学研合作创新网络演化

运用博弈论构建了产学研合作创新两阶段博弈模型,基于博弈策略,结合产学研合作创新网络拓扑结构,构建了产学研合作创新网络演化算法;运用Netlogo多主体仿真平台实现了产学研合作创新网络的演化仿真,揭示了其动态演化规律。研究表明:网络平均节点度呈U型分布,节点数量呈L型分布;选择"积极合作"策略的企业和学研机构存在最佳合作规模;度择优连接机制不利于无标度网络节点创新扩散,组合择优连接机制能以最大程度促进小世界网络和随机网络创新扩散。     

蓄意攻击策略下危险品运输网络级联失效仿真

在构建危险品运输网络级联失效模型的基础上,通过控制模型参数,研究了危险品运输网络级联失效特性及不同蓄意攻击策略对网络级联失效的影响。基于大连市危险品道路运输网络特征值,构建了基于WS小世界网络的危险品运输复杂网络生成算法;提出了具有时间阶段特性并带有可调参数的节点初始负载模型,确定了"失效"节点负载分配的择优分配概率模型和节点容量模型,并利用节点负载动态分配概率值,动态描述节点"正常""暂停"和"失效"三种状态,从而构建危险品运输网络级联失效机制模型;以网络级联失效平均规模和相变临界值作为网络抗毁性度量,通过构建两种蓄意攻击策略,对比研究了不同攻击策略对危险品运输网络级联失效抗毁性的影响。仿真结果及理论分析表明:1)构建的危险品运输网络级联失效模型是有效的;2)节点容量系数、过载承受能力调节参数和网络平均节点的度对蓄意攻击策略的变化是不敏感的,但通过提高它们的取值,能够有效降低网络级联失效平均规模,提高网络抗毁性;3)对于节点度的降序攻击策略,可调参数越小,网络抗毁性越强,但对于节点度的升序攻击策略,可调参数越大,网络抗毁性越强,且两种攻击策略下的相变临界值曲线在可调参数为0.5处相交。这些结论为防范蓄意攻击策略的制定提供理论依据。     

航空快递网络的复杂结构特性及演化机理

随着我国社会生产和消费方式的转变,快递产业在近年来飞速发展。快递网络是快递企业运营的基础,对其发展具有重要影响。从复杂网络理论的研究视角出发,对航空快递网络的结构进行拓扑描述,并使用复杂网络统计方法展开实证分析,发现航空快递网络是一个小世界网络,其度分布形式为单标度分布,不存在明显的社区结构,表现出富人俱乐部现象和节点度的异配特性。在此基础上,构建了一个具有增长和偏好连接机制的网络模型。仿真实验结果表明,该模型重构了航空快递网络的主要结构特性,进而从理论层面上揭示了航空快递网络复杂结构特性的生成演化机理,为快递企业在实践中构建航空快递网络提供理论依据。     

基于节点批量生长机制的无标度网络演化模型

基于网络新生节点批量生长的机制,提出了一种无标度网络演化模型.模型中考虑了新生节点之间的耦合模式,并引入了新的参数,使其更符合现实网络的演化形式.采用主方程法对模型的度分布进行了解析,并通过数值模拟验证了模型具有无标度特性.而且,不同参数取值下较大的簇系数及平均路径长度为网络规模对数成长的特性也表明了该模型具有小世界效应.     

基于小世界和连接成本的制度网络演化分析

制度作为社会系统的子系统,是一个具有小世界性和择优连接等特征的复杂网络,其演化需要产生各种连接成本.文中构建了基于小世界效应、连接成本和节点影响能力的制度网络演化模型;提出了制度网络演化的纳什效率策略及帕拉托效率策略;通过理论及仿真分析,认为帕拉托效率策略而不是纳什效率策略能显著地增加制度网络演化的整体得益水平;复杂制度网络系统小世界网络中的最短路径特点能够增加制度主体间的合作空间,进而增加制度演化的整体得益水平.     

具有老化机制的阿波罗网络模型

提出了一个具有老化机制的阿波罗网络模型.通过数学解析的方法得到了模型演化网络的节点的度分布和集聚系数的表达式,并推理出网络的平均路径长度是以网络规模的对数形式增长,表明了该网络同时具有小世界和无标度特性.通过计算机的模拟计算,得到的仿真结果与解析结果达到了很好的吻合,同时给出了节点的年龄分布,证明节点获得新连接的概率和年龄呈负相关关系,从而说明了本模型比随机阿波罗网络模型更符合现实网络.最后,分析了网络的可平面性及其对现实的理论指导意义.     

探索小世界特性产生的一种新方法

在研究WS模型基础上，探讨了产生小世界特性的一种新方法，即提出了度不变的边遍历小世界模型。主要算法是在重新连接过程中保持每个节点的度不变，首先将所有满足度不变条件的规则边断开，然后随机地连接相同数目的长距离边。谊模型的数值模拟结果与WS模型的结果比较表明，新模型具有很好的小世界特性，即平均最短路径小和平均集群系数大的两大特点。同时研究了新模型下参数变化对网络特性的影响。     

择优选择节点构成的复杂网络模型研究

针对Barabasi-Albert无标度网络模型(BA模型)模拟现实世界的局限性,在其算法基础上作了适当扩展,将原算法中新节点加入每次依概率全局择优的机制改为首先全局择优选择节点构成初始模型后,新节点以等概率连接的机制,并依新算法生成扩展BA模型。依据二者度分布等静态统计量性质进行性态比较,证实了扩展模型的拓扑结构和发展状况更接近于现实网络,并且扩展模型生成网络的鲁棒性更好。     

集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性

采用有向加权网对集群网络进行更加现实的刻画,从企业微观创新决策行为角度出发,通过构建随机阈值模型,运用仿真方法探讨了不同网络类型集群创新扩散的稳定性和脆弱性问题.研究结果表明:集群网络结构对创新扩散的稳定性和脆弱性具有明显的影响;小世界网络集群的鲁棒性较差而脆弱性不显著;相比而言,无标度网络集群的稳定性更好但脆弱性更明显;还分析了集群内部企业的决策方式对创新扩散稳定性和脆弱性的影响,进一步从网络角度说明了不仅是网络连接的方式包括权重、方向等,而且网络节点企业的决策行为都对集群创新扩散的鲁棒性和脆弱性产生影响.     

IDU大规模社会网络及其HIV传播模拟

引入复杂Agent网络模型建立注射吸毒(IDU)共享网络的HIV传播模拟模型。在传统无标度网络配置模型的基础上,通过增加邻域选择机制和三角形形成机制,提出了一种能应用于大规模病毒传播的IDU社会网络生成和演化算法。模型可实现指数可调幂律度分布、高聚类系数和度-度相关等社会网络特征;网络中的边可以断开、重连,网络中的节点可以退出、进入,网络具有动态特性。网络中节点Agent模型中包括个体的行为、病程及个体对疾病干预措施的响应机制,通过节点Agent和网络的协同作用,实现个体行为、个体之间共用注射器吸毒构成的社会网络和干预政策耦合演化的HIV传播模拟模型。对生成的网络进行了社会网络参数度量,利用云南省的数据对吸毒网络HIV传播干预情景进行仿真研究。     

知识网络的结构及过程模型

针对知识网络同时具有的小世界结构和无标度连接度分布特征, 构造了知识网络特定结构形成的过程模型. 新知识创造立足于一定的知识基础, 而这个基础内部的知识点之间通常是强相关的; 模型首先在知识增长网络中择优选择并连接定位节点, 以确定知识的主要理论来源, 然后在定位节点的邻居节点中随机选择节点并进行连接, 反应知识的内聚性和知识创造者的领域限制, 过程模型最终形成兼具前述两种结构特征的知识网络; 实际数据统计和仿真实验验证了模型的有效性.     

局域世界随机增长的加权网络模型

提出了一种新的加权网络模型.在该模型中新节点择优的局域世界是随机增大的,另外新节点除了以较大的概率在局域世界内择优连接之外还以较小的概率在局域世界外择优连接,并且已有的节点之间允许有新边的生成.该模型生成的网络的度分布、边权分布和点强度分布均为幂律分布.特别是许多实证研究表明这些分布具有的胖尾现象也能被该模型反映出来.该模型还指出点强度高度依赖于度并且它们之间服从幂律函数关系.     

陆运快递网络的复杂结构特性及演化模型

陆运快递网络是快递企业包裹投递的基础,对其投递业务的完成具有重要影响。借鉴复杂网络理论研究方法,对陆运快递网络的复杂结构特性进行度量和分析,发现陆运快递网络是一个小世界网络,其度分布形式为无标度分布,存在明显地与地理位置相关的社区结构,并表现出富人俱乐部现象和节点度异配特性。根据这些结构特性,在BA无标度网络模型的增长和优先连接机制中,引入边的增长机制和节点城市的地理位置因素,构建陆运快递网络演化模型。仿真结果表明,该模型重构了陆运快递网络的主要结构特性,从理论层面揭示了陆运快递网络的生成演化机理,为快递企业在实践中构建地面投递路线提供理论依据。     

基于Agent动态小世界网络的HIV同性传播仿真研究

提出了一个agent动态小世界网络仿真模型,结合了小世界网络结点和agent的双重特性,研究了HIV(Human Immunodeficiency Virus)在同性人群中传播扩散的动态过程。为了适应社会网络上HIV传播的动态特性,模型在小世界网络基础上增加两个个体之间的偶然关系和固定关系以及个体从系统中的移入和移出。介绍了HIV病情发展的不同阶段及疾病参数,考虑了个体的自主性和检测对HIV传播的影响。仿真结果表明该模型较好地反映了动态社会网络和个体自主性行为对HIV传播的影响。     

小世界社会网络中的信息传播

小世界社会网络模型是一种描述现实社会系统的理想模型,基于此模型,提出小世界社会网络中的信息传播模型。模型中,每个社会参与者都具有一个连续型参数来描述其对于信息的态度,正的态度对信息传播有正反馈作用,而负的态度对于信息传播有负反馈作用。同时,引入局部信息和全局信息概念用以描述社会参与者对于信息的获取能力。信息传播模型在不同随机度和规模的小世界社会网络上进行了计算仿真。仿真结果表明网络的拓扑结构和参与者态度的正负反馈作用以及对于全局信息的权重对于信息的传播均衡结果有显著的影响。     

基于高聚集性无标度网络模型的微粒群算法

受无标度网络结构特性的启发,将BA模型的"择优连接"机制进行扩展,引入微粒群群体组织方式的构造过程,提出基于高聚集性的无标度网络模型的微粒群算法。算法初期微粒被随机分布在环形结构中,随着搜索的进行不断增加新的微粒,并依据节点度和节点间的距离增加新的连接,最终形成具有高聚集性的无标度网络模型。这样,群体中多数微粒进行局部范围的搜索,而少量微粒按照全局模式搜索,两种方式相互制衡。仿真实验表明,改进后的算法能获得更好的收敛精度和进化速度。     

无标度网络中FDI技术溢出效应

在BA模型中引入技术相似程度这一变量,分析无标度网络的形成过程及其结构特点对FDI技术溢出效应的影响.仿真结果表明,新模型生成的网络具有无标度性.当节点之间的相对于外商的技术相似程度差异较大时,节点度分布变得相对比较均匀.网络中少数连接数较大的节点以及相对于外商高的技术相似程度对FDI技术溢出效应有重要影响,而网络的小世界特性以及节点间技术相似程度的差异,对于大节点企业所产生的影响起到一定的纠偏和调节作用.     

社会网络与创新扩散的共生演化

在基于协调博弈和动态网络的基础上,构建了一个社会网络与创新扩散的共生演化模型,采用仿真与计量相结合的方法,分析了创新扩散、网络整体收益和社会网络之间的相互影响。研究表明,个体行为与社会网络结构对创新扩散的影响,取决于创新自身相对优势的大小,具有相对优势的创新在密集的网络中和规则连接方式下更容易扩散。网络整体收益不仅与创新自身以及采用个体的自身特征有关,也与局部网络效应强弱和个体之间建立联系的成本相关。创新扩散微观层面中个体策略选择行为特征会导致社会网络结构特征(如网络异质性、小世界效应,度相关性)的变化。     

合作意愿在集群企业获取竞争优势中的作用

集群企业是产业集群这个复杂适应系统中的能动主体,其合作意愿反映了其本质属性——主动性。通过两阶段博弈分析及相关模型推导,提出了提高合作意愿度可增强企业间网络关系,促进企业煎相互学习,推动企业开展技术创新,提升企业竞争能力。基于此构建了合作意愿作用模型,并进一步采用结构方程模型实证了集群企业获取竞争优势,不仅要依靠简单愿意合作,更需要通过企业集聚后以组织学习和技术创新为中介的深度合作。     

节点数固定的复杂网络模型初探

由于随机图模型、小世界模型和无标度模型的结构上存在交叉性，有必要对复杂网络进行新的分类。本文将复杂网络分成两类：节点数固定的复杂网络和节点数变化的复杂网络，且重点研究了前一类网络。首先时节点数固定的网络进行了细分，然后分析了在边的不同连接方式下节点数固定的网络的度分布、平均最短路长度和聚类系数等特征，最后讨论了小世界特性与无标度特性产生的原因。研究表明，节点数固定的网络大多具有小世界特性，小世界特性与无标度特性是从不同的侧面来研究复杂网络的，从而很好地解释了在许多复杂网络这两种特性能够共存的原因。