经济复杂系统的建模研究--人工经济模型

经济系统是一个由大量自由买卖主体构成的复杂适应系统,可以用基于Agent的计算经济学（Agent-based Computational Economics, ACE）方法进行研究.本文提出了一个自主开发的ACE系统：SIMECO模型.用CRA（Classifiers, Rules, Actions）三层结构对Agent建模可以得到比传统基于简单固定规则的ACE模型更丰富的涌现行为,包括社会分工的自发形成、价格围绕某一固定区间动态波动、流的自发出现并增长.进一步,计算机模拟实验中还形成了由集体大规模Agent自发的交易行为导致的交易网络之上的商品流,它会伴随着系统的进化而不断增强,并使得SIMECO中的大量Agent能更好地适应多变的环境.     

复杂脑网络研究进展——结构、功能、计算与应用

对复杂脑网络的研究现状进行综述性介绍。首先回顾复杂网络和脑网络的基本概念,然后分别介绍基于结构性连接、功能性连接、和因效性连接而建立的3种不同类型的脑网络,进一步讨论了关于结构性脑网络和功能性脑网络之间关系的研究,以及基于计算模型的脑网络研究,之后重点介绍复杂脑网络的两个重点应用,即在脑相关疾病和认知神经科学方面的研究现状,最后对脑网络的未来研究方向进行了讨论。     

复杂适应系统及基于Agent的建模与仿真方法

论述了复杂系统中复杂性的表现形式、处理方法，并从认识论和方法论的角度来讨论复杂性，认为复杂性是客观世界的本质属性，必须用反还原论(整体论)的方法来研究复杂性问题。给出了复杂系统的一个描述性定义，指出计算机仿真是研究复杂系统的有效手段；然后介绍了霍兰教授提出的复杂适应系统(CAS)理论，并分析、阐述了CAS的研究方法——基于Agent的建模仿真方法学及其应用情况，对基于Agent的建模方法进行了比较深刻的论述。最后介绍了当前的研究工作，并展望了将来的研究内容。     

复杂网络拓扑结构对系统抗毁性影响研究

通讯网络的抗毁性、生物系统的健壮性、物理系统的稳定性都与各自系统内部网络的抗毁性息息相关。为研究复杂网络拓扑结构对复杂网络抗毁性的影响,建立了复杂系统的复杂网络抗毁性模型,以解析推导与计算机仿真相结合的方式研究了两种不同的复杂网络拓扑结构(随机网络和无标度网络)对复杂网络抗毁性的影响。并把仿真结果与解析分析的结果进行了对比分析,结果表明基于多Agent的建模仿真方法是一种研究复杂网络抗毁性的合适方法。     

作战智能体模型研究

战争是典型的复杂自适应系统，基于Agent的仿真是分析复杂系统的一种新方法。介绍了Agent、多Agent系统以及基于Agent的仿真的基本概念。以作战仿真为背景，介绍了作战智能体的模型设计，讨论了基于智能体的仿真方法的特点，最后对将来的研究工作进行了展望。     

战争系统基于Agent建模若干问题的讨论

在笔者前期研究工作的基础上，对战争系统Agent建模的若干问题——与传统建模方法的区别、建模理论、实体与Agent、仿真平台相关问题等进行了深入的讨论。研究表明，基于Agent的建模方法在某种程度上优于传统的基于解析公式的建模方法，为战争模拟所面临的典型复杂问题——战争问题分解、战争问题求解、模型颗粒度问题、聚合与解聚问题、实体能力问题和损耗模型问题等的解决提供了新思路和启迪，其将有望成为战争复杂系统建模仿真的突破口。     

复杂适应系统Internet中的网络流量仿真研究

网络流量与网络带宽的关系是网络研究的一个重要课题，论文用复杂适应系统理论及基于Agent的模拟方法，对Internet复杂适应系统的网络流量与网络带宽的关系进行了模拟仿真，即在Swarm平台上构建了一个基于多Agent的随机网络流量动态模拟系统．在该系统中，首先定义了Agent行为规则及策略，然后通过多个Agent交互作用及多个Agent与周围环境之间的相互作用和影响，模拟出整个系统宏观层次的涌现特征：网络带宽被占用约50％左右时，出现震荡现象．该现象将对下一代互联网的建设提供理论参考．     

基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗仿真

以复杂系统理论为指导,采用还原论与整体论相结合的研究方法,基于复杂网络拓扑结构、多Agent理论与计算机仿真技术对信息化战争体系对抗作战行为演化的微观作用机制与宏观涌现现象复杂行为机理进行探索性研究,提出基于复杂网络的信息化战争体系对抗建模与仿真的技术路线,建立基于复杂网络与多Agent理论的信息化战争体系对抗仿真模型,分析信息化战争体系对抗建模与仿真的关键技术,探讨信息化战争体系对抗仿真建模的主要方法,并就基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗建模与仿真的发展前景进行了展望。

Abstract：

The micro-interactions and macro-emergence mechanism of evolutive behavior on the combat System of Systems （SoS） created for Net-Centric Operations （NCO） was researched on the guidance of system complexity theory,complexity science and Complex System Theory （CST）,combining Reductionism with Holism,on basis of complex network modeling,multi-agent and computer simulation technology.Then,the technical scheme of Simulation of the SoS vs.the SoS of the Net-Centric Operations （MSSNCO） was put forward,which included constructing simulation models for the SoS vs.SoS of NCO on the basis of Complex Network （CN） and Multi-Agent theory.Successively,the key technique of MSSNCO was summarized;at the same time,the major modeling methods of MSSNCO were analyzed.Lastly,development tendency of CN-based MSSNCO was prospected.     

嵌入晶格的地理网络的逾渗

研究了地理结构对复杂网络逾渗阈值的影响，提出了一个空化网络模型，并做了相应的数值计算。发现当地理约束很弱时，地理网络一般是空间上很稀疏地连接，此时，即使网络拥有抽象的拓扑结构（度分布），网络的逾渗也比网络被密集连接时容易，也就是说，稀疏连接的地理网络的鲁棒性更高。基于这些研究结果，对一些真实网络中的基本现象给出了解释。此外，基于真实网络建设的最小消耗原则，提出了一些建设性的建议。嵌入晶格的网络模型虽然在大多数情况下并不是网络产生的真实模型（比如BA模型），但当网络结构随时间的变化可以忽略时，它也可以很好地研究复杂网络上的动力学问题。     

复杂网络研究与复杂现象

复杂网络研究为探讨复杂系统的性质提供了一个新的视角。简述了复杂网络的基本概念，对网络的结构与功能作了概略的介绍，包括小世界网和无标度网的结构特点。通过对小世界网络中小世界特征的度量，讨论了复杂网络对复杂系统研究的启示，并对生物进化过程中生物的复杂性增加在蛋白质相互作用网络中的体现做了尝试性的说明，以此为基础，对随机性与规则性之间可能产生的复杂现象进行了初步讨论。     

基于ACP方法的电子商务系统复杂性研究

运用复杂系统研究中的“人工系统＋计算实验＋平行执行（ACP）”方法，结合新兴电子商务的特点，提出了基于ACP方法的电子商务复杂性研究方法论。讨论了其中的代理建模、实验、决策和量化计算4个主要问题；设计了与真实电子商务系统平行执行的电子商务社会实验平台，为复杂性研究结果的评估、验证和修正提供了实验环境。该方法论与实验平台的研究，有助于加快新兴电子商务复杂性研究的步伐、提升企业的国际竞争能力。     

人口问题与人工社会方法:人工人口系统的设想与应用

提出利用人工社会的思想，结合复杂系统的理论和方法，建立人工人口系统以及相应的人口计算试验手段和人口管理平行系统的设想。主要工作包括人工人口系统的基本框架，计算试验与人口政策的评估、平行系统与人口的控制与管理，以及基本综合集成研讨厅的实现方式。     

网络--探索复杂性的新途径

简单系统由于非线性关系可以呈现复杂行为，而复杂系统可以遵循简单规则自组形成、近年来，作为探索复杂系统结构和功能的复杂网络引起了国际科学界的高度重视，已成为数理科学、生命科学、社会科学、技术科学和管理科学的研究热点之一．论文首先介绍了在复杂网络研究方面已经取得的某些进展，从典型模型．重要概念，网络分类一直到网络结构涌现，其中也包括了作者所做的工作；然后对某些值得注意的问题做了简短的评述．     

基于天津市公共交通网络的复杂性研究

基于复杂网络理论对天津市公共交通网络的复杂性和抗攻击性能进行研究.通过引入节点的度与度分布、特征路径长度、聚集系数、介数、点权和边权等网络拓扑参数,对构建的天津市停靠站点、公交线路和公交换乘网络3种复杂网络进行分析.研究结果表明:3种网络模型都具有小世界特性,某些公交线路具有中转作用,部分停靠站点具有中枢作用;民众乘坐公共汽车出行一次,平均需要乘坐16.2站并换乘2.12次,平均需要的乘车时间为78.7 min.这说明天津市公交网络拓扑结构不甚合理,公交运输效率有待改善.按照鲁棒性的要求,提出了进一步改进和优化的措施.     

复杂网络理论及其在航空网络中的应用

复杂网络理论是对复杂系统的高度抽象，它突出强调了系统的拓扑特征，其中许多性质如小世界性质、无标度性质等等已经得到了广泛的研究。本文从复杂网络的统计特性、结构模型以及在航空网络中的应用3个层次系统回顾了复杂网络的基本理论和应用现状，期望对航空网络规划问题的研究起到一定的借鉴作用。     

要加强对复杂适应性系统的研究——对自组织理论的反思

简单回顾了自组织理论的发展历史、内容和采用的方法，重点分析了自组织理论的研究对象和研究范围；指出自组织理论在研究复杂系统上的局限性——只适于研究简单巨系统，它研究的是系统演化的结果而非过程；自组织理论使用微分方程作为数学工具，要求子系统之间的相互作用要满足叠加原理而不考虑涌现的情况。在此基础上，本文提出要加强复杂适应性系统的研究，具体有两方面的工作：首先要加强计算机作为数学工具的应用，扩展对系统状态描述的范围；另外要加强对层次性的研究，重点是对涌现问题的分析。最后提出现在加强复杂系统的研究应从实际的具体系统入手。     

An approach towards holism in science and engineering

This paper posits the desirability of a shift towards a holistic approach over reductionist approaches in the understanding of complex phenomena encountered in science and engineering. An argument based on set theory is used to analyze three examples that illustrate the shortcomings of the reductionist approach. Using these cases as motivational points, a holistic approach to understand complex phenomena is proposed, whereby the human brain acts as a template to do so. Recognizing the need to maintain the transparency of the analysis provided by reductionism, a promising computational approach is offered by which the brain is used as a template for understanding complex phenomena. Some of the details of implementing this approach are also addressed.     

复杂系统基于定性关系的建模与诊断推理研究

为克服复杂系统定量建模与诊断过程中存在的计算复杂、实时性和鲁棒性不强等缺陷,提出了基于定性关系模型的建模和诊断推理方法,研究并解决了其中的定性建模技术、定性推理方法及诊断机制等问题,并基于某空间飞行器推进系统进行了建模与诊断推理实例分析。验证结果表明,该方法具有建模方便、诊断快速等特点,为建立具有良好鲁棒性、实时性和实用性的诊断推理系统,提高复杂系统的可靠性提供了一条新的途径。     

系统生物学与生物网络研究

简要介绍了系统生物学的概念及其研究的特点、内容和方法.在此基础上,利用复杂网络理论将生物体系统抽象成为复杂网络,通过对生物体复杂网络的研究,可以获得关于生物体结构和功能的种种新的认识和理解.现阶段,采取的方法主要是结合度分布、小世界效应、聚集性和鲁棒性等四个方面的网络属性,对大多数生物体复杂网络所呈现出来的一系列性质和特征进行分析,得出一些普遍的规律.进一步提出今后生物系统理论研究的若干生长点.