网络演化博弈中的自组织临界性

结合雪堆博弈模型与扩展的Bak-Sneppen(BS)模型,研究一维规则环状网络上合作行为的涌现与个体间的动力学关联性。通过统计系统平均合作概率随时间的演化,发现当系统演化到稳态时群体具有较高的合作水平。此外,统计了个体策略突变行为的雪崩尺寸及适应度最低个体间的距离分布,发现这两种分布可近似为幂律分布。这表明系统自组织达到了一种临界状态,在临界状态个体策略在系统尺度上相互关联,因此与系统中高水平合作行为的涌现有着紧密的关系。     

企业创新网络的耗散结构

随着世界全球化技术竞争的不断加强,企业以网络组织形式进行合作创新成为新形势下企业技术创新的必然趋势。企业创新网络成为企业获取创新资源的有效组织形式。为使企业创新网络良好运作,形成耗散结构是其理想状态。企业创新网络的开放性、远离平衡态和系统内各要素的非线性作用,表明企业创新网络具备形成耗散结构的基本条件。在企业创新网络形成耗散结构的过程中,需要管理好表征系统有序度的熵,减少熵产生和引进负熵流可以使企业创新网络向更加有序的方向发展。     

基于局域路由的复杂通信网络级联动力学建模

为了更好地探讨复杂网络抵制级联故障的鲁棒性,提出一种带有可调参数的局域拥塞感知路由策略,并构建了一种级联模型。依据新的度量网络抵制级联故障鲁棒性指标,探讨了复杂异质网络由蓄意攻击而引发的级联行为。仿真结果表明,在局域路由下,存在路由参数最优值使得网络达到最强鲁棒性,而且,网络鲁棒性分别与拥塞信息时间延迟以及网络规模负相关。此外,当包产生率大时,相比于全局路由,局域路由使得网络鲁棒性更强。     

耗散结构理论与“技术—文化”系统——一种研究技术与文化关系的自组织理论视角

技术—文化系统是耗散结构系统:技术—文化系统具有开放性,它始终处于远离平衡态,系统内部诸要素间及其与外部环境间的作用是非线性作用,系统通过涨落推动其循环演化;运用耗散结构理论不仅有助于论述技术与文化的关系,还有助于研究技术的发明、转移、创新和文化的关系。     

论自组织临界性与复杂系统的演化行为

在自组织理论群的大背景之下考察了自组织临界性概念提出的理论背景以及它和混沌、复杂适应系统这两个概念之间的区别与联系 ,并指出自组织临界状态是继人类的科学认识发现静止稳态、随机状态、混沌状态之后的又一种新的状态发现 ,从而深化了对复杂系统的演化行为模式的认识和描述     

自组织临界性的经济学应用的方法论思考

通过对在组织临界性概念的扼要介绍，就其在经济学中的应用进行初步论述，从方法论角度，探讨了它能否把经济学变成一门硬科学。     

城市、分形与空间复杂性探索

首先阐明空间复杂性的来龙去脉，包括复杂系统与复杂性的关系，空间复杂性与自组织临界性的等价性等。其次论证分形是刻画空间复杂性的有效工具：由于城市系统是一种具有分形性质的复杂空间系统，而分雏则是联系复杂性度量的重要参量，借助分形思想探索城市地理系统的复杂性和奇异性顺理成章。最后阐述城市系统空间复杂性的临界判据和研究方法。3大判据(分形结构、1/f噪声和位序-规模分布)对应着城市系统的3类空间结构，空间复杂性和复杂化研究必须将数学模式、理论探讨和模拟实验乃至计算方法有效结合才能取得实质性的理论进展。     

建立系统科学基础理论框架的一种可能途径与若干具体思路(之十)———复杂网络上的自组织临界性模型

这是总标题下的第十篇.主要内容如副标题所述.主标题下全文的总目的是试图从现代物理、分子生物学与脑神解剖学等学科领域的最新实验事实,以及相应的前沿理论领域围绕着演化概念研究的展开所获得已有理念与成就为基础,按照“由大爆炸理论所描述的物理世界之最初情景出现以来,世界物质总是在其不同时空点具体结构状态下的几种基本相互作用属性形成的制约机制造成的物质———能量结构与分布仍非完全平衡态势的推动下,不断地一层一层完成其全方位整体性进一步精细平衡结构,实现其该层次从无序到有序的起伏演化———这一总体自然法则”的认识主线,提出一种建立系统科学基础理论的定性定量框架思路与若干细节方法.文中对相互作用、进化、演化、适应性与复杂性等概念进行了分析,并对突变、分歧、吸引子、混沌、协同、分形等基于此种理论作了一种较为直观的诠释.同时,也将论及信息的本质与其人本意义下的价值概念,特别是她与非线性的密切关系等问题.当然,这一切均还是初步的,尽管其中一部分我们也已经获得了一些较为严谨的结果.文章首先利用平均场理论讨论了自组织临界性模型,并与数值模拟的结果进行了比较,进而又在复杂网络的不同拓扑结构的背景下研究了该模型的雪崩动力学.且在文末阐述了所有这些与统计物理学在实质上的本源关系.     

自组织理论在军事系统中的应用

首先 ,利用自组织理论详细分析了军事系统的特点 ,指出军事系统具有开放性 ,军事系统各要素之间存在非线性相互作用 ,且只有远离平衡态的军事系统才能得以发展壮大 ,提出了军事系统中也存在涨落。然后给出了运用自组织理论解决复杂问题 (包括军事系统 )的一般方法。作为例子 ,建立了海军武器装备系统的动力学模型 ,并给出了发展某项目的价值空间。最后对下一步的工作做了展望     

从复杂网络的观点看大停电事故

从系统论的观点,结合工程界对电力网络与停电问题的研究以及最近复杂网络方面有关研究进展,给出了大停电问题的研究进展概述.首先讨论了电力网络的整体特性,指出电力网络具有小世界性质;其度分布是指数的,负载分布却是幂律的;具有介于随机网络和无标度网络之间的抗毁能力.简单回顾了关于电力传输动力学系统自组织临界性的研究,指出可以利用缺供电时间衡量停电规模,并给出了相应的统计结果,该结果支持最新研究的结论.最后,文章介绍了3个主流模型,并详细比较和讨论了不同模型的优劣,提出了本领域存在的主要问题以及可能的研究方向.     

复杂网络上级联失效的负载容量模型

研究复杂网络上级联失效的过程和性质有助于指导系统建设并提高其鲁棒性能。在分析和总结相关工作的基础上,提出了一种更符合实际网络的负载容量非线性模型。通过在B-A无标度网络和Internet AS级网络上进行仿真,验证了模型的可行性,并且发现模型参数在一定条件下具有负指数关系。考察网络成本和鲁棒性关系,发现该模型能够更好的抵御级联失效,并且在获得较高鲁棒性能的情况下有较小的投资成本。     

基于级联失效的战域保障网络节点容量优化

通过分析战域保障网络的构造和特点,提出了基于级联失效的战域保障网络节点容量优化模型,进而研究了3种优化策略对级联失效抗毁性的影响:度升序优化策略、度降序优化策略、随机优化策略.结果表明按度降序策略优化约50%的节点可以有效提高战域保障网络级联失效抗毁性.     

物流保障网络级联失效临界抗毁性

针对军事决策者所关心的"物流保障网络抗毁性"与"物流保障网络负载临界值"的问题进行了研究,首先分析了物流保障网络的特点,建立了度均匀随机分布的网络模型和负载局部扩展的级联失效抗毁性模型,并运用了多维分支过程方法求解网络级联失效的临界值。研究发现:容量均匀分布的物流保障网络中,当网络负载超过临界负载时,一个随机故障将引起网络瘫痪。最后通过一个仿真实例分析了物流保障网络节点最大度分别为5、6、8、10、12时的级联失效抗毁性临界值,并给出了仿真结果与解析推导存在误差的原因。     

加权无标度网络级联抗毁性研究

通过引入一种改进的非线性负载容量模型,对加权无标度网络的级联抗毁性进行了深入研究.采用标准化崩塌规模为度量指标,在局部加权负载重分配准则下,对权重系数、容量参数以及网络密度等参量对网络级联抗毁性的影响进行了数值仿真模拟.结果表明,网络的级联抗毁性随着权重系数θ的增大而降低,在θ≤0.3时网络具有较强的抗毁性,这与线性模型中的结论是截然不同的;网络的级联抗毁性随着容量参数的增大而增强,且在权重系数确定的情况下,存在最优参数组合使得网络具有最强的级联抗毁性.最后,对成本和性能约束下加权无标度网络的级联抗毁性进行了定量分析.     

基于加权网络结构熵的电网连锁故障研究

为研究大规模互联电网连锁故障的发生机理,选取输电线路的电抗值作为线路权重,建立电网加权拓扑模型,定义综合考虑节点和边差异性的加权网络拓扑模型结构熵的概念,以此描述故障演化过程中电网拓扑结构的不均衡性。对新英格兰39节点系统和IEEE118节点系统动态仿真实验说明,在连锁故障中,结构熵值的变化规律能较好地表征连锁故障的传播特性,同时结构熵值越小,系统损失负荷越多。     

基于负载最近邻偏好分配的复杂网络连锁效应

为深入研究复杂网络抵制连锁故障的鲁棒性,围绕影响连锁故障传播的最重要物理量负荷,基于负荷最近邻偏好分配的原则对节点崩溃后的动力学过程进行建模。基于该模型对ER随机网络和BA无标度网络模型的连锁故障条件进行解析分析,推导了网络免疫连锁故障的临界值公式,数值模拟获得了复杂网络抵制连锁故障的鲁棒性与网络模型拓扑参数的关系以及负荷初始强度参数和负荷分配系数对网络连锁故障的影响,并对解析分析的结果进行了验证。     

关注耦合网络及其传播动力学研究

介绍国内外对耦合网络的研究进展,包括相关实证研究、耦合网络上的渗流理论和传播动力学的研究.     

多层耦合网络传播综述

简要介绍多层耦合网络上传播动力学方面的阶段性研究进展以及存在的一些问题,主要关注的内容:多层耦合网络上的生物传播、社会传播、生物-社会耦合传播及多层耦合网络面临的一些挑战性问题。这些阶段性的研究成果从多层耦合网络的新角度加深了我们对真实传播过程及其机制的理解。能更好地控制疾病传播和减少它对人类的危害,深入探讨相关问题将有助于明确下进一步研究的方向。     

小世界网络模型的非线性动力学研究

基于非线性动力学理论,研究了小世界网络模型的非线性动力学现象.首先,在已有的小世界网络非线性动力学模型基础上,从向量场角度,对其中随参数变化系统的定常状态失稳而出现的Hopf分岔进行了数值分析,并根据Hopf分岔的分析结果,对系统在一定参数条件下定常状态的失稳及周期振荡的产生进行了解释;然后,将向量场控制方程转化为映射,从直观映射的角度,详细分析了其中的定量状态,失稳导致的倍周期分岔、系列倍周期分岔,以及周期-3状态,从而证明系统存在混沌特征.研究表明:该系统蕴含有丰富的非线性动力学行为,通过对该类"非均匀"动力系统深入的理论分析,探索出产生各类复杂非线性动力学现象的机理,从而实现对该类网络系统的有效控制.