系统科学的难题与突破点

一、系统科学的发展瓶颈：复杂性 系统科学是由分属不同层次的诸多学科组成的一大门类新型科学,最初的几个分支：一般系统论、信息论、控制论、运筹学和系统工程,都诞生于２０世纪４０年代。５０、６０年代,应用理论层次的信息论、控制论、运筹学和工程技术层次的系统工程取得了巨大成功,强烈诱使科学家努力把它们推广应用于更广泛更复杂的对象领域;虽也取得某些成绩,却遇到了未曾料到的困难。例如,把现代控制理论应用于生物系统,提出所谓生物控制论,以线性系统为模型刻划极其复杂的生物体,至今并无（也不可能有）实质性的成果;…     

复杂系统在城市交通网络中的应用

 面对日益严重的城市交通问题,分析和研究城市交通复杂网络的特性,对解决城市交通相关问题和合理规划城市布局具有十分重要的实际意义。本文首先介绍了复杂系统相关理论知识,包括复杂系统研究中常用的几种统计特性和不同拓扑结构下的复杂网络的发展历程;然后从交通流问题、不同拓扑结构对交通网络的影响、网络中心节点、级联失效现象和网络稳定性5个方面分析了复杂网络在城市交通系统中的应用;最后对复杂系统在城市交通网络中的未来研究方向和发展趋势进行了展望。     

复杂网络在高校科研系统评价中的应用研究

在简要介绍复杂性与复杂网络理论的基础上,本文将复杂网络理论引入高校科研系统评价的实际问题中,研究了复杂网络理论在该复杂系统评价分析中的具体应用,通过融入复杂网络理论还原了高校科研系统的复杂性本质并得到了一些深层次指标及其度量值的计算方法。     

用遗传算法模拟复杂最优网络的自然涌现过程

为了模拟复杂最优网络从树演化到完备图的整个过程，解决现有邻接节点编码方法只适用于低密度网络，而传统的交叉变异方法又有大量不可行解的问题，提出了基于三角阵的变长基因编码方法和段间交叉、段内变异平衡的交叉变异方法．该编码方法只记录对称邻接矩阵中三角阵的信息，反映了无向网络的所有可能变化，因而编码串长度适中，网络边数不需限制，可以模拟网络从树到完备图的整个演化过程．段间交叉只交换节点一级近邻的连接方式，段内变异平衡对边进行重绕，这既符合遗传算法的要求，又保证了网络的连通性．模拟结果表明，与邻接节点编码和传统交叉变异方法相比，所提方法适用范围更广，收敛速度较快．     

基于复杂网络的城市交通系统复杂性概述

主要同顾了复杂网络在城市交通网络中的相关研究概况,包括城市交通网络拓扑结构复杂性、道路交通流与复杂网络及网络交通流与复杂网络之间相结合的研究,并就交通系统特有的属性提出了综合应用复杂网络、系统科学、非线性动力学、城市交通等理论来研究城市交通复杂性的重要意义。最后对进一步需要讨论和分析的问题进行了展望。     

超网络：复杂性科学

概述了超网络理论,并突出强调了其在科学理论、研究方法和实际应用中的重要成果.本文旨在展示超网络理论应用于建模、分析和研究现代经济社会复杂网络的深度和广度.同时提出了对超网络理论未来研究方向的建议.     

基于复杂网络视角的科学文献数据分析

 综述了科学文献数据的复杂网络表现形式,介绍了科学家合作网络和科学引文网络的拓扑结构性质及演化模式和演化机制,概述了论文和科学家的相关评价方法。分析表明,基于复杂网络视角对科学文献数据的分析,能解释很多有意义的研究问题及有趣的现象。     

复杂系统科学研究进展

在还原论思想方法的指导下,20世纪科学的发展取得了巨大成功,在宇宙的产生与演化、微观物质结构与基本相互作用等方面都获得了比较深刻的科学认识．进入21世纪,宏观世界复杂系统涌现性问题已成为各学科领域的重要学术挑战,系统科学将成为未来科学探索的重要领域．复杂系统科学发展的研究表明:纷繁多样的复杂现象背后,存在着普适且简单的规律;探索各类系统的结构、环境与功能的普适关系,以及演化与调控的一般规律,并在系统范式的基础上形成科学认识,是系统科学研究的重要任务．基础理论、生命系统、气候变化、社会经济、智能技术等领域的最新研究成果均能说明,超越还原论,在系统科学思想方法的指导下探索复杂性,不仅可加深对具体系统的科学认识,还能揭示各领域复杂现象背后的普适性规律．      

基于复杂系统理论的食品安全治理研究

食品安全是关系到人民身体健康、经济有序发展及社会和谐稳定的大问题,其治理是一个交错的、非线性的复杂系统。基于系统论视角,我们可以利用复杂理论指导实践,形成复杂性思维,把握系统开放性,实行动态管理,利用系统相关性,实现协同治理。     

复杂系统中基于场与结构耦合效应的一些涌现特性及其物理机制

复杂系统涌现性的场与结构的耦合效应是一个非常值得关注的研究课题,这是因为该耦合效应能够描述各种复杂系统具有的一个共性,即这些系统都包含两类基本相互作用.一类是个体之间的相互作用(它确定了系统的初始结构);另一类是个体与环境(该环境给定了系统所处的外场)之间的相互作用(该相互作用通过与系统内部的相互作用耦合,确定了系统的最终结构).本文综述了一些复杂系统的涌现特性,主要介绍了其中的场与结构的耦合效应的研究进展.这些特性的介绍不仅有助于特定系统自身的发展和应用,而且有助于为发展描述各种复杂系统的普适理论奠基.     

体系视野下的MBSE

 综述了基于模型体系工程的研究进展及应用情况,分析了其未来发展需求。从体系架构建模和体系工程流程建模两个方面,介绍了当前基于模型体系工程的研究、应用方面技术主流。以智能化无人作战为应用背景,提出了一个多集群智能体系工程研究框架,并在该框架下分析了基于模型体系工程的研究需求,从体系和集群两个层面提出了MBSE的研究设想和发展策略。     

基于复杂网络的电力信息相依网络鲁棒性研究

电力信息相依网络是目前智能电网发展的主要趋势,研究相依网络的鲁棒性是智能电网必须解决的挑战之一.为了实现这一目标,首先基于复杂网络建立单层电网和双层相依网络模型;其次根据评估指标从多种故障模式分析单层电网鲁棒性和相依网络的鲁棒性,并用IEEE30和IEEE118节点系统进行仿真验证,仿真结果表明相依网络的鲁棒性低于单层...     

从面向对象视角认识基于模型的系统工程

 软件工程经历了从面向过程到面向对象的转变,实践证明了这种转变的成功。相对软件工程更为一般化的系统工程,也遇到了系统日益复杂的问题。基于模型的系统工程（MBSE）是对建模（活动）的形式化应用,以便支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动,这些活动从概念设计阶段开始,持续贯穿到设计开发及其后来的所有寿命周期阶段。MBSE采用从统一建模语言（UML）发展而来的系统建模语言（SysML）构建系统模型,其本质是面向对象的系统工程（OOSE）,也将获得类似面向对象的软件工程（OOSWE）的优势,而且MBSE的工作流程,应以面向对象为指导原则来探索和实践。     

复杂动态网络模型研究进展

对复杂动态网络模型的研究现状做了综述,总结了复杂网络的演化机制与属性特征,提出了以复杂动态网络为虚拟计算平台和理论基础,开展大型Ad Hoc网络、传感器网络的网络性能、网络规划、信号增强、拓扑优化的一系列研究课题.     

一类复杂网络系统的有限时间混沌同步

研究了一类复杂网络系统的有限时间混沌同步问题,根据有限时间稳定性理论设计了控制器,能够使驱动网络与响应网络达到有限时间同步,同步误差按预设的指数速率收敛,得到了误差系统渐近稳定的充分性条件.     

复杂网络抗毁性研究进展

随着复杂网络研究的兴起,复杂网络抗毁性研究的重大理论意义和应用价值日益突显出来,成为极其重要而且富有挑战性的前沿科研课题.本文总结综述了国防科技大学信息系统与管理学院在复杂网络抗毁性领域取得的研究进展,具体包括:研究了不完全信息条件下复杂网络拓扑结构抗毁性;提出了复杂网络拓扑结构抗毁性的谱测度方法;分析了3种结构属性对复杂网络拓扑结构抗毁性的影响;提出了基于禁忌搜索的复杂网络拓扑结构抗毁性仿真优化方法.     

基于复杂网络理论的产品族零部件关系网络研究

用复杂网络的理论来研究产品族零部件关系网络.得出产品族零部件关系网络属于无标度网络;提出它的两个特性即增长特性和优先连接;给出了零部件关系网络的3个统计性质,平均路径长度,聚类系数和度分布.     

复杂网络独立集的免疫策略分析

根据独立集的概念,提出了新的复杂网络的免疫策略,免疫一个独立集中度数最大顶点的免疫方法,称为独立集的目标免疫。当独立集中免疫节点度数和等于全网络的目标免疫节点度数和时,独立集的目标免疫策略比全网络的目标免疫更加有效,并从网络结构的角度阐明这一结果出现的原因。随后比较了独立集中的随机免疫策略与全网络的随机免疫策略,实验结果表明对独立集的随机免疫并没有去掉更多的高度数节点。对于经典的SI传播模型,所有节点都只有两种状态：易染状态和感染状态。在复杂网络免疫策略的研究中,SI传播模型与SIR、SIS传播模型相比较,使用SI传播模型对于免疫策略的研究将更加有利。     

复杂网络同步时间可控的投影同步

基于同步时间可控的投影同步方法研究了复杂网络混沌系统的有限时间同步问题,根据有限时间稳定性理论设计了控制器,能够使驱动网络与响应网络达到有限时间同步,同步误差按预设的指数速率收敛.数值算例说明了方法的有效性.