基于元胞自动机的创新扩散模型综述

元胞自动机（CA）是一种微观仿真模型，通过在微观层面上模拟个体行为和属性，自底向上地构建模型．更符合创新采纳的真实过程．是研究创新扩散的一种重要方法，CA模型应用于创新扩散已有十多年的时间．但至今仍然缺乏一个统一的研究体系．尚未见有相关的总结性文章发表。本文对这些模型进行综述性研究．旨在找出其中的内在联系．给出一个该领域的研究分析框架。首先从介绍CA入手，用一个具体的扩散模型说明了CA各要素的定义；接下来借鉴Mahaian对数学模型的分类方法将CA模型分为基本模型和扩展模型，并分别对这两类模型进行综述性研究；最后对当前研究的优势和不足分别进行了讨论。     

基于演化博弈理论的疏散动力学研究

为了研究个体合作行为对行人整体疏散效率的影响，结合元胞自动机与社会力模型对疏散系统动力学与“合作行为”的共演化进行了研究，提出了基于演化博弈理论的疏散动力学研究方法。采用元胞自动机模型为基础仿真框架，利用社会力模型来表征行人间的心理斥力，通过演化博弈实现疏散个体策略更新。仿真实验结果表明：当博弈增益系数超过一定阈值时群体的稳定合作比率会急剧上升，且合作行为能有效促进疏散效率。     

实验经济学中多主体博弈仿真框架研究

在实验经济学中,为了研究有限理性行为,提出构建一种基于有限自动机的多主体博弈仿真框架。在该框架中采用有限自动机表示组织和个人行为,采用面向对象的可视化界面控制技术构造有限自动机,利用人工智能中的语言翻译技术把有限自动机翻译成线程,并对线程采用串行调度和并发调度的方式来实现多主体的序贯博弈、混合博弈及演化博弈。在博弈过程中采用遗传算法产生新的有限自动机。最后仿真了三人囚徒困境重复博弈中的战略演化过程。     

基于土地利用特征的竞争性产业生长湮灭CA仿真

描述了竞争性产业的特点,在对现有元胞自动机模型进行总体分析的基础上,分析比较了竞争条件下的CA模型,在考虑城市发展和土地利用的前提下,提出竞争性产业生长和湮灭的元胞动机演化规则,建立竞争性产业生长和湮灭模型,并以超市为例对某区的超市生长过程进行仿真.该模型对竞争性产业的选址、规模和发展趋势提供理论依据.     

基于元胞自动机的地下矿火灾蔓延仿真方法

提出了基于元胞自动机模型的地下矿火灾发生时火灾在巷道网络系统中蔓延的可视化仿真方法。在该方法中,用元胞自动机模型描述地下矿巷道网络系统,用元胞来描述火焰蔓延能量单元,该单元用火焰温度、蔓延速度、烟雾浓度和有毒气体浓度等状态参数来描述。在仿真过程中,可以获得大量关于火灾蔓延、灾害动态、灾害严重程度及其可行的调控方法。该方法将时间、空间和系统行为有机地结合起来,在形象、直观、真实的条件下完成火灾在巷道系统中蔓延的仿真。     

元胞自动机在混合交通仿真中的应用

以VC语言为开发工具，通过构造二维元胞自动机模型，对平面十字交叉路口的交通流进行了分析和模拟控制。仿真结果较为理想，说明了元胞自动机广泛的应用前景。     

地下煤矿瓦斯渗出、运移与积聚过程仿真方法

提出了基于元胞自动机模型的地下煤矿生产过程中瓦斯渗出后在巷道网络系统中运移和积聚的可视化仿真方法。在该方法中,用元胞自动机模型描述地下矿巷道网络系统,用瓦斯元胞来描述从工作面煤壁、采落的煤堆、围岩和采空区渗出的瓦斯能量单元;用格子元胞描述巷道格子及其状态,这些格子元胞均用瓦斯运移速度和瓦斯含量等状态参数来描述。在仿真过程中,可以获得大量关于瓦斯渗出、运移、稀释、积聚和排放等动态信息以及瓦斯积聚区域形成及其严重程度的量化指标及其可行的调控方法。该方法将时间、空间和系统行为有机地结合起来,在形象、直观、真实的条件下完成积聚在巷道系统中渗出、运移和积聚的仿真。     

寡头垄断市场广告投放效果的元胞自动机仿真

本文针对宏观层面的数学模型在描述个体差异方面的不足,建立了一个异质元胞自动机模型,对寡头垄断市场中广告的投放效果进行了仿真研究.通过运行仿真程序再现了两种产品竞争与扩散的过程,以及不同内部影响力、市场占有率、市场规模等条件下,广告投放力度对扩散结果的影响.通过分析仿真结果得到了在寡头垄断市场中,当产品差异减少的时候广告就成为决定产品竞争胜负的关键因素等结论.     

基于元胞自动机的复杂系统脆性仿真

复杂系统研究是当前的热点,脆性是复杂系统的一个基本属性．在一个复杂系统中,当一个子系统遭受足够大的打击而崩溃时,整个系统将会崩溃．元胞自动机是一个离散的动力学系统,它可以用来仿真复杂系统的行为．文章应用元胞自动机对复杂社会系统的脆性进行仿真．仿真结果说明传染病扩散对其它社会子系统具有很大的影响．作为复杂系统的一个子系统,传染病的大规模扩散会使社会混乱,进而得出它具有脆性的结论．     

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型.通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真.这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点.文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析.分析的结果表明：不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著.     

基于SEM与SD组合的中国建筑产业竞争力动态形成机理仿真

由于建筑产业竞争力影响因素众多,构成了一个复杂系统,且尚无成熟理论可以借鉴,造成了该问题难以开展模拟仿真研究.针对这一现状,尝试将SEM(Structural equation modeling)与SD(System dynamics)结合进行仿真.在对建筑产业竞争力相关研究回顾的基础上,设计出分析框架,利用中国2006、2007年各省份(除西藏外)建筑产业的60组基本数据构建出中国建筑产业竞争力静态SEM模型,在此基础上将SEM模型进行转化,建立中国两区域建筑产业竞争力动态博弈模型,模拟出未来中国区域建筑产业竞争力发展趋势;通过调整模型中主要的参数,发现区域经济、产业集中度、区域地方保护和生产要素投入预期决策能力四个因素在区域建筑产业竞争力博弈过程中起着重要作用.     

网络支付行业主体反洗钱博弈模型及策略研究

本文构建网络支付行业主体反洗钱博弈模型,描述监管机构、金融机构、支付机构、洗钱者等参与主体的效用函数;基于成本收益法和博弈分析,研究影响各类主体效用函数的主要因素及其行为策略;通过系统仿真验证监管机构查处力度和市场主体自查力度的增强能够有效抵御洗钱金额增加导致的国家效用损失,对市场主体处罚力度的加大能够提升国家效用水平;并据此提出防范网络支付行业洗钱风险的相关政策建议.     

信息模糊策略下新金融平台风险聚集和演化

在庞氏风险理论框架下,引入信息模糊策略构建新金融平台的竞争决策模型,进一步分析新金融平台的风险聚集和演化过程.对竞争环境下异质性平台的博弈关系进行建模并研究其最优模糊策略,然后通过数值模拟分析关键参数对平台资金的影响.结果表明:高承诺率平台将选择高模糊策略,低承诺率平台将依据效率优势选择相应策略,高承诺率与高杠杆率会增加平台风险.平台是稳健型时,高模糊策略使得平台收益增加,加快资金积累;平台是脆弱型时,高模糊策略能延缓平台危机爆发,但无法挽回平台危机;平台是恢复型时,高模糊策略使平台危机期延长.     

基于博弈模型与NetLogo仿真的网络攻防态势研究

针对现有建模方法缺乏对攻防博弈行为与态势演化趋势的分析问题,从对抗角度出发分析网络攻防博弈特征;基于非合作不完全信息静态博弈理论建立网络攻防博弈模型,给出收益量化、博弈均衡计算和策略对抗结果判定方法;构建网络攻防博弈多Agent仿真模型;采用NetLogo开展局中人不同策略组合、不同初始数量等场景下的仿真实验,得出网络攻防态势随时间演化情况,通过对比分析仿真结果,给出扭转网络攻防态势的建议。     

团体贷款中商业银行-中小企业贷款行为的动态博弈仿真分析

为了解决中小企业贷款的担保问题,同一个工业园区或一个产业链条上企业间的担保贷款,即团体贷款就成为解决问题的一种方式.利用动态博弈模型,采用仿真的方法对团体贷款中影响银企贷款行为的因素进行了研究,得出通过企业的动态学习,均衡下的企业策略随着社会惩罚和外部惩罚的变动而变动.当外部惩罚足够严厉时,这时的企业策略选择不仅仅只比较团体内部各参与人收益大小,还要考虑同团体中其他个体进行比较.     

选择差异下Moran过程的随机博弈模型及其应用

研究有限种群中2×2的对称博弈,假设采取不同策略的个体具有不同的选择强度,建立选择差异下Moran更新过程的随机博弈模型.利用扩散近似的方法得到选择差异下Moran过程策略的扎根概率,扎根概率不仅与博弈收益矩阵和种群的大小相关,还与策略的差异选择强度相关.通过比较弱选择和中性选择下策略的扎根概率,分析自然选择有利于策略在种群中扎根及策略成为演化稳定策略的条件.在常见的三种博弈:囚徒困境,共存博弈和协调博弈中,利用数值分析方法,得到扎根概率与选择强度及种群大小之间的关系;利用仿真方法得到扎根时间与选择强度之间的关系.最后将选择差异下的Moran过程随机博弈模型,应用于解决第三方物流企业是否参与供应链金融的策略选择问题.求解第三方物流企业参与供应链金融策略的扎根概率,分析有利于参与策略扎根及参与策略成为演化稳定策略的条件,利用数值和仿真分析方法得到各参数变化对第三方物流企业博弈行为的影响.本文的研究内容扩展了Moran更新过程的随机演化博弈理论.     

基于鲁棒优化的无人机空战博弈决策

作为无人机空战过程中较大的不确定性因素,作战双方毁伤概率易受外界因素影响,可能在一定范围波动,针对这一问题将鲁棒优化思想引入无人机空战博弈模型中,结合纳什均衡求解的适应度函数的期望和方差,建立了变权重的自适应目标函数,设计了权重的分配方法。在确保策略解可行的同时,提高了毁伤概率变化因素下混合策略的鲁棒性。仿真实验结果表明,与原博弈模型相比,新模型纳什均衡解下的双方博弈收益受参数变化影响较小,可提供更可靠的策略参考。     

基于证据理论的多Agent重复囚徒困境博弈研究

在多Agent系统中,利用证据理论与重复囚徒困境博弈对其中的合作行为进行了研究.为加强Agent之间的合作行为,构建了基于信度函数的综合信任模型.该综合信任度的建立来于两个方面:一是由以前交互历史中观察的直接证据而得到的直接信任度,二是由来自于第三方的推荐证据而得到的推荐信任度.基于综合信任模型,给出了多Agent重复囚徒困境博弈算法,并对所研究的问题进行了仿真.仿真结果表明,基于综合信任度的博弈策略能够有效地加强系统中的合作行为,提高系统的收益.     

公平与效率中的“公平偏好”：信息与记忆效应

“公平偏好”是正确处理公平与效率之间关系的一个重要理论，近年来是实验经济学研究的热点问题.由于它与“理性人“假设的矛盾，所以较难纳入到经典经济学的理论分析框架.本研究在经典经济学理论假设下逐步引入信息和记忆效应，构建双盲最后通牒博弈模型、分配者策略模型和动态交互博弈模型，通过计算机模拟进行检验.动态交互博弈模型的计算机模拟产生非零的分配比率，与以往文献中的现场实验结果和现实情况吻合，表明公平偏好与信息和记忆效应有内在联系，即在经典经济学的基本框架下引入信息和记忆效应可导出公平偏好，由此搭建了经济学理性人假设与公平偏好的桥梁.     

企业战略博弈模拟实验系统的基本结构及设计方法

研究企业战略博弈模拟实验系统的原理和结构并提出其设计方法。实验设计应用企业模拟和实验经济学方法，目的在于学习或检验企业博弈理论。实验系统的模型有四个部分，各部分的设计应与战略博弈理论的前提要求相应。整个系统的设计结构包括七个部分，每部分对各种实验变量依照设计算法进行处理，核心算法依据产业组织理论的原理。