复杂网络动力学框架的几个研究方向

简要介绍了3个复杂网络动力学框架的研究方向：第1个方向涉及布尔网络、信息距离及其动力学描述，可以看作“先分解、后综合”的传统物理学还原论和元胞自动机模型的延伸和发展；第2个方向涉及最小作用量原理在一些类型的复杂网络系统中的新形式和新应用，可以看作传统物理学中的“大自然自组织”观点的延伸和发展；第3个方向涉及演化图的网络矩阵谱描述，可以看作传统图论的延伸和发展。     

基于状态观测器的超混沌保密通信系统的设计方法

研究了一种基于状态观测器的超混沌保密通信系统的设计方法：首先将明文用超混系统的状态变量函数加密,然后再调制到超混沌载波上发送出去,驱动接收端超混沌系统与发送端超混沌系统同步,从而解调解密恢复明文,其设计策略是将接收端超混沌系统作为改善端超混沌系统的状态观测器,理论分析和数值模拟结果证明了本设计方法的有效性。     

与动力学不可微点集碰撞引起的激变

一个实际的电子张弛振子系统呈现“累积、触发”型的动力学行为.作为这种模型的简化,我们考虑在一个方波调制上阈值和一个恒定下阈值之间的张弛振荡,其动力学行为可用如下逐段线性映射描述: X_(n 1)=F_i(X_n)=b_1 i=1,2,3其中:     

基于元胞自动机的国家演化模型研究

利用元胞自动机的思想和建模方法,建立了模拟多个国家通过战争彼此兼并的演化模型.在本模型中,国家的领土面积用该国所辖元胞数目近似地表示,国家整体实力用所辖各元胞实力之和表示.数值实验给出了模型产生的国家领土面积分布和国力强弱分布,所得结果与当前实际情况非常接近.本模型可以无困难地推广到多个个体在一个封闭系统中竞争,仅有极少数个体最终获胜的情形,文章所得结果对于该类复杂系统的建模具有普适意义.     

现代恐怖主义事件统计规律的研究

现代恐怖主义事件的爆发具有一定的复杂性和多样性,它的爆发时间和地点至今很难预测,但是具有一定的统计分布.本文主要基于统计物理的研究方法对现代恐怖主义事件的研究状况进行了介绍,其内容包括恐怖主义事件所造成的伤亡数(事件惨重性)和爆发的时间间隔的实证研究,及其爆发机制的模拟和解释.     

交通流中的自组织临界性研究

交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为。由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合作用所引起的高阶时空关联,采用传统的考察局域点车辆占据状态的动力学演化方法,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述。作者摒弃传统思路,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法, 通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程,所得结果与模型的直接数值模型可以精确地吻合。基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为,进一步提出两种新的一维交通元胞自动机模型－限制加速模型和追尾车随机减速模型。应用考察车距动力学演化的方法,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程。这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义。     

复杂网络上传播动力学研究综述

近年来,真实网络中小世界效应和无标度特性的发现激起了物理学界对复杂网络的研究热潮,其中网络拓扑结构对复杂网络上动力学行为的影响是研究焦点之一.文中对复杂网络上传播动力学研究做了综述,包括介绍了经典传播模型,讨论了小世界网络和无标度网络的传播特性以及网络免疫技术.总结了物理学家进入网络研究领域的意义,并提出了目前尚无答案且值得进一步研究的4个问题.     

一个新的演化网络模型中节点的吸引力研究

提出一个新的包含成长、老化和死亡机制的演化网络模型,并深入研究了这些演化机制对网络规模和节点吸引力的影响.研究结果表明,网络的规模随死亡因子的增大而迅速减小,而与成长因子和老化因子基本无关.对于同一节点,中青年时期的吸引力最大.对于不同的节点,当成长因子较大而老化因子较小时,就会存在一些寿星节点,其吸引力有可能超过中青年节点的吸引力.研究工作对深入理解和研究真实网络的演化有重要意义.     

推荐系统、信息挖掘及基于互联网的信息物理研究

介绍由中国科学技术大学统计物理复杂系统研究组、上海理工大学复杂系统科学研究中心、电子科技大学互联网研究中心和瑞士弗里堡大学物理系所组成的研究团队在国家自然科学基金项目:基于复杂网络的复杂系统动力学及统计行为的研究;动态评价网络的统计分析与信息挖掘;人类行为的动力学和统计力学研究及重大研究计划支持下所完成的关于推荐系统、信息挖掘及基于互联网的信息物理研究方面的工作和研究进展.     

交通流研究最近进展概述

介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新一代智能车辆应用于多通道选择的各种预测反馈策略的提出和三相交通流理论研究及新的交通流模型的提出。