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2024年, 第21卷, 第3期 刊出日期：2024-09-15
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上一期
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超边内部结构对无标度超网络鲁棒性的影响 收藏
周斌, 马福祥, 高淑洁, 马秀娟, 李明杰
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 1-8.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.001
摘要
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65 )
PDF (1861KB)
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30
)
鉴于现有超网络鲁棒性的研究中并未考虑超边内部结构对超网络鲁棒性的影响,提出一种能描述超边内部结构与超网络鲁棒性关系的容量-负载模型,并通过仿真实验获得了超边内节点在优先连接、随机连接、全连接3种方式下,k均匀无标度超网络的鲁棒性。通过对比分析发现,无标度超网络的鲁棒性与其超边内节点的连接方式密切相关,同时也与超边内节点的规模k以及超边内部普通边的数量mk有关。研究结果表明,超边内部结构对无标度超网络整体的鲁棒性有较大的影响。
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基于社团结构的抑制校园新冠传播研究 收藏
高天, 许小可
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 9-16.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.002
摘要
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44 )
PDF (3117KB)
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22
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校园是一个特殊的人群密集场所,如果校园内出现新冠病例往往有大面积传染的风险,还可能成为家庭传播的重要来源。为此提出了基于班级减少接触策略,用于校园疫情防控,该策略可理解为依据班级结构对校园人群进行社团划分后,减少社团间或社团内的人际接触。研究结果表明,在减少同等接触人数或接触时长的前提下,基于社团结构的有差别减少接触策略可取得更好的疫情防控效果,使得校园人群的感染峰值和致病总人数进一步降低。
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高低阶耦合网络的鲁棒性研究 收藏
张成军, 姚辉, 雷毅, 夏登辉, 李琪, 沈鑫禹, 钱铭, 余文斌
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 17-22.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.003
摘要
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56 )
PDF (2457KB)
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15
)
为了深入理解现实网络系统中的相互依赖关系,解决复杂网络及其高阶网络面临的级联故障问题。提出了一种高低阶耦合网络模型,该模型用于描述复杂网络(低阶网络)及其高阶组织(高阶网络)之间的相互依赖。通过对高低阶耦合网络进行随机攻击来分析其脆弱性。研究表明,与单独的低阶网络相比,高低阶耦合网络在面对随机攻击时表现出更高的脆弱性。这一结果强调了在设计和管理复杂网络系统时考虑高低阶网络相互依赖关系的重要性,尤其是在防止级联故障时需要特别关注这些相互依赖结构的脆弱性。
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“一带一路”沿线国家的人口迁移及其演化 收藏
马佳骏, 勾文沙, 李小萌, 史毅, 肖明忠, 陈清华
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 23-29.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.004
摘要
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56 )
PDF (3481KB)
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18
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为探究“一带一路”沿线国家的人口迁移特征及演化,在复杂系统科学的视角下,基于1960—2020年的人口迁移数据构造网络,通过抽取骨干网、社团划分、应用PageRank重要性评价等方法进行分析。研究发现:该区域国家的人口流入流出逐步趋于平衡,开放程度逐年上升;迁移过程普遍具有“抱团性”和“聚集性”特征;该区域大部分国家在世界移民网络中的影响力处于领先位置。此研究为各国的人口政策提供了证据和基础。
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网络舆情中基于心理暗示的温和舆论引导策略研究 收藏
刘与同, 陈曦
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 30-37.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.005
摘要
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70 )
PDF (3998KB)
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16
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为应对网络舆论环境中信息茧房效应的消极影响,考虑在舆论引导过程中将个体对引导观点的接受程度,提出基于心理暗示的温和观点引导策略,并构建了基于心理暗示的温和引导策略模型。通过实验分析了引导强度与引导比例的影响,研究了引导策略对舆论演化过程的影响,并在多个网络下验证了引导策略的稳定性,最后与传统度引导策略进行了对比。结果表明温和引导在引导效果具有优越性,尤其是能在中长期对群体舆论进行持续影响。
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基于社交网络的舆情多信息交互传播机制研究 收藏
王筱莉, 张静, 陈淑琴, 钱梦迪
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 38-45.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.006
摘要
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66 )
PDF (2426KB)
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29
)
为分析社交网络中同一舆情事件多信息的交互式传播机制,将多种信息之间的互动分为合作、独立和竞争三种类型,依据多种信息传播的交互情况构建信息传播模型。研究发现信息属性、信息相互作用因子和网络拓扑结构对舆情多信息传播具有不同影响,且多信息交互传播时不同个体状态变化特征不同。研究结果可以帮助学者更好地理解社交网络中舆情多信息交互传播机制,为舆情信息的最大化传播或控制信息传播提供一定的理论指导。
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基于TOPSIS的配电网结构优化及关键节点线路识别 收藏
林思宇, 文娟, 屈星, 肖乾康
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 46-54.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.007
摘要
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46 )
PDF (4190KB)
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18
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为获取较优的配电网拓扑结构并识别网络关键节点和线路,提出一种综合多属性的配电网结构优化和关键节点线路识别方法。首先利用支路交换法获取多个配电网拓扑图,然后基于复杂网络理论构造抗毁性指标,接着采用改进的TOPSIS法找出最优网络,最后构造重要性指标识别关键节点和线路。以IEEE33和PG&E69节点系统为例,对网络做随机攻击,验证优化后的配电网具有更强的抗攻击能力;对配电网采取随机攻击和蓄意攻击,结果表明,在蓄意攻击中,网络的各项指标下降更加显著,证明本方法能够有效识别出关键节点和线路。
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具有CDS的动态多层网络银行系统性风险研究 收藏
汤淼, 范宏
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 55-61.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.008
摘要
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44 )
PDF (2445KB)
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9
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美国次贷危机表明CDS对银行系统性风险有很大影响,但CDS如何影响银行系统性风险的机理还未明。因此,构建了一个具有CDS交互作用的动态多层银行网络模型,研究两种经济环境下的CDS对银行系统的双重影响。研究结果表明:经济平稳时期,CDS有风险吸收作用,降低银行系统性风险;经济波动时期,银行因CDS释放的超额风险资产会转变为新的系统性风险;CDS的规模与银行系统性风险呈负相关关系,且规模存在临界值。
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基于SAOM模型的主体协同创新网络演化机理 收藏
李长升, 索琪, 王梓豪
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 62-68.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.009
摘要
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63 )
PDF (1250KB)
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13
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为探究主体协同创新网络的动态演化,基于电子信息产业联合发明专利数据构建网络,揭示网络演化特征,并构建随机行动者模型识别网络演化影响因素。研究表明:电子信息产业创新主体与创新关系随时间演化呈前期上升、后期平稳之势,网络规模趋于稳定,节点间联系愈加紧密。网络演化受到网络结构特征、创新主体特征以及邻近性机制的共同影响;其中,合作广度与地理邻近性的影响最大。
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基于复杂网络的天然气管道网络风险传播研究 收藏
戴剑勇, 甘美艳, 张美荣, 毛佳志, 刘朝
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 69-76.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.010
摘要
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51 )
PDF (1793KB)
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10
)
为改善管道安全监控与维护,探究天然气管道网络最优风险传播路径。首先,基于复杂网络理论构建网络拓扑结构,利用应用熵权—TOPSIS法对网络节点重要性排序。其次,构建天然气管道网络风险传播模型,定义网络节点失效率和脆弱度,得到蓄意破坏与随机破坏策略下节点的风险传播度和风险最优传播路径。最后,以上海市天然气管道网络为例进行实证分析,结果表明,级联风险情况下的蓄意破坏传播风险度总和大于随机破坏,为管道拓扑优化与维护提供依据。
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基于一个复混沌系统的图像加密算法 收藏
王越, 安新磊, 施倩倩, 刘思洋
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 77-84.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.011
摘要
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75 )
PDF (8587KB)
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16
)
为改进基于低维系统设计的加密算法存在密钥空间小等缺陷,构造了一个新的五维复混沌系统,利用相图、平衡点、参数的影响、Lyapunov指数谱、分岔图以及谱熵复杂度探究了其混沌动力学性质。研究发现复系统动力学行为丰富,较低维系统更适合应用于图像加密算法。进而,基于此系统,提出了一个新的加密方案。该方案包括三次扩散及一次置乱,可以很好地增加图像传输中的安全性。最后,通过计算密钥空间、信息熵、相邻像素相关性等对此加密方案进行性能分析。分析结果表明,所设计的加密方案具有较大的密钥空间,拥有良好的加密效果和抵挡外部攻击的能力。
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一类多涡卷Chua系统及其在图像加密中的应用 收藏
刘思洋, 安新磊, 施倩倩, 王越
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 85-92.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.012
摘要
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41 )
PDF (7282KB)
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9
)
为使混沌序列表现出更复杂的特性,在典型的Chua系统上引入了分段线性函数,使所得的系统产生可控数量的多涡卷吸引子。对该系统进行动力学分析,分析结果表明,该系统混沌特性分布广泛,具有丰富的动力学行为。在此基础上,提出了一种基于Zigzag置乱和DNA编码的加密算法,并从多个方面对该算法的安全性进行了分析。仿真结果验证了该方法不仅能对图像进行有效加密,而且能有效抵抗各种常见的攻击,为图像加密提供了理论依据。
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基于改进蚁群算法的复杂环境路径规划 收藏
杨俊起, 刘飞洋, 张宏伟
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 93-99.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.013
摘要
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66 )
PDF (5470KB)
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27
)
针对蚁群算法在复杂环境下难以收敛、最优值差的问题,提出了一种改进蚁群算法。引入修正策略,提出两种局部修正方法以减少无效路径。提出一种自适应信息素更新机制,将初始信息素与蚂蚁所释放的信息素区分挥发;针对每次迭代蚂蚁所释放的信息素,通过设计时变挥发因子的变化律单独挥发,得到自适应挥发强度的信息素挥发机制。最后,将算法应用到不同复杂环境,与已有改进蚁群算法对比分析,研究结果说明改进算法在有效时间、平均距离、最短距离的优越性。
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跨层四向穿梭车仓库复合作业路径优化 收藏
田梦龙, 张纪会
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 100-107.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.014
摘要
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55 )
PDF (2777KB)
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19
)
针对跨层四向穿梭车作业空载率高、等待时间长等问题,需要充分优化穿梭车和提升机的协作水平,考虑四向穿梭车和提升机在运动过程中的变速过程,以出入库订单任务的总时间最小为目标,建立了四向穿梭车和提升机联合调度的混合整数规划模型。结合四向穿梭车和提升机在仓库拣选阶段的实际约束,提出了一种改进鲸鱼优化算法,并与模拟退火算法、基础遗传算法、改进的黑猩猩优化算法进行了比较。结果表明,设计的算法求解质量更好,并有效缩短了仓库拣选作业时间。
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公共体育场馆协同治理研究:基于演化博弈分析框架 收藏
刘举胜, 李超然, 朱洁训, 邱志萍, 王梓懿
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 108-119.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.015
摘要
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49 )
PDF (1264KB)
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11
)
随着“健康中国”战略的不断推进,公众对体育健身运动需求日益增加,然而,治理模式不明确,运营策略不清晰严重阻碍了中国公共体育场馆的高效运营与服务公众。从协作收益、协作成本、协作风险、财政补贴、违约惩罚、监管力度等因素出发,基于演化博弈理论对国内公共体育场馆的政企协同治理模式和运营策略进行研究。研究发现:在治理模式方面,增大政企双方的协作收益,减小协作风险,增大对政企协作双方的财政补贴,加大违约惩罚力度将会促使政企治理模式由独立治理转向协同治理;在运营策略方面,降低政府监管成本和企业投入成本,增大上级政府对政企双方的违约处罚力度会促使政企双方从(不监管,消极)策略向(监管,积极)策略进行演进,实现高效协同治理。
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奖惩机制下社区垃圾分类行为演化博弈研究 收藏
韩普, 叶东宇, 顾亮
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 120-127.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.016
摘要
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48 )
PDF (2923KB)
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17
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为探究奖惩机制下多方利益主体在社区垃圾分类中的行为倾向,构建了居民、居委会和地方政府的演化博弈模型,通过对模型求解和稳定性分析探讨三方均衡演化策略条件,并借助MATLAB进行仿真验证与结果分析。 研究发现,居委会在社区垃圾分类中扮演着重要角色,居民是社区垃圾分类的重要参与者,居委会的监督管理会直接影响居民的垃圾分类行为;地方政府合理的奖惩手段能有效调动二者的参与积极性,且相比于奖励措施,居民和居委会对惩罚措施的敏感度更高。
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交通流频变路段智能网联车辆换道演化博弈机制 收藏
戴守晨, 曲大义, 孟奕名, 杨玉凤, 王其坤
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 128-135.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.017
摘要
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44 )
PDF (2992KB)
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15
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为研究城市交通流频变路段智能网联车辆换道博弈的演化机制和降低车辆换道的决策冲突,通过量化车辆收益和权重系数实现人车交互并建立演化动态方程,根据博弈系统的雅可比矩阵分析均衡点的稳定性,最后利用数值仿真决策演化路径并对影响因素进行灵敏度分析。结果表明不同驾驶决策的初始比例会影响决策的演化方向,左转绿灯时间增进车辆策略向(换道,让行)方向演化,随决策时刻位置减小增进车辆策略向(换道,让行)方向演化。
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含参数不确定及时滞的线性系统自适应模型预测控制 收藏
孔令仁, 亓庆源
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 136-143.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.018
摘要
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59 )
PDF (1607KB)
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24
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探讨了一类含参数不确定和输入延迟的约束多输入多输出线性系统的自适应模型预测控制问题。提出了一种基于时变更新率的自适应更新律,实现了在输入延迟的情况下更新估计系统的不确定参数。为了处理约束,将优化问题转换为源自于min-max优化可解的简单结构。此外,从理论上证明了闭环系统的渐近稳定性,并证明了提出的自适应模型预测控制策略是递归可行的。最后,数值模拟验证了所提方法的有效性。
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需求变动视角下虚拟养老服务人员调度研究 收藏
廖阳, 孟豪南, 李迎峰, 李思卿
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 144-153.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.019
摘要
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50 )
PDF (2487KB)
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14
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针对虚拟养老服务人员实时调度问题,基于需求变动视角分别构建成本最优的调度优化模型和扰动最小的干扰管理模型,通过改进灰狼优化算法的位置更新公式,引入非支配排序设计多目标遗传灰狼优化算法。通过求解标准算例对比算法求解指标验证了算法的优越性,通过设计并求解算例验证模型的可行性。研究结果表明:相较于重调度法,干扰管理模型能够显著降低干扰事件对各主体的影响,生成更为丰富的决策集合,更加适合虚拟养老服务人员的调度问题。
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基于数据驱动的锂电池健康状态预测 收藏
崔孝凯, 王庆芝, 刘其朋
复杂系统与复杂性科学. 2024, (3): 154-159.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2024.03.020
摘要
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46 )
PDF (3492KB)
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19
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针对传统基于数据驱动锂电池健康状态预测模型所存在的精确度低、鲁棒性差等问题,构建了一个融合非线性与线性特征的时序预测模型,其中多尺度一维卷积神经网络串联双向门控循环神经网络形成非线性时序预测分支,自回归模型构成线性分支。两个分支并联,最终通过全连接层输出预测结果。模型具备非线性部分的泛化能力和线性部分的记忆能力,对输入的幅值变化更加灵敏,并采用鲸鱼优化算法寻找最优模型超参数。通过对比现有模型以及消融实验验证了所提模型的有效性。
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