复杂系统与复杂性科学

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2025年, 第22卷, 第3期　刊出日期：2025-09-15

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复杂网络

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基于节点特征增强的信息溯源模型收藏

霍宣蓉, 肖玉芝, 韩佳新, 黄涛, 胡泽宇

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 1-10. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.001

摘要 ( 51 )

PDF (7152KB) ( 19 )

针对网络谣言溯源难度大,以信息载体模型和用户特征深度挖掘为切入点,提出了一种节点特征增强的溯源模型,旨在利用深度学习方法获取信息节点的高阶多尺度特征(高阶邻居、邻居状态、不同状态连接结构),并结合SEIR传播机制将节点状态学习为信息源(I态)与非信息源(S、E、R态)。首先,利用多种节点中心性指标扩充并丰富节点特征;其次,使用抗噪增强模块对扩充后的节点特征进行重构,并动态学习节点自身及其一阶邻居的特征;再次,使用度量学习方法调整节点特征空间,使得相同状态节点之间的距离缩小,以便区分节点的类别和特性;最后,将节点多维度特征融合并分类,最终确定信息源。实验结果表明,模型在模拟生成网络和实际网络上的信息溯源均取得相对较好的效果。

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呼吸道传染病聚集性疫情的传播网络分析收藏

焦然, 许小可

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 11-16. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.002

摘要 ( 54 )

PDF (2851KB) ( 16 )

为揭示呼吸道传染病聚集性疫情的传播特性,探索网络科学在传染病防控中的重要作用,基于结构化后的流调信息,构建并分析聚集性疫情传播网络,社会关系传播网络,两性别不同年龄层间的有向含权二部分网络及其对应零模型网络。结果表明,提取流调中的关键指标,构建传播网络并加以分析,能精准聚焦流行病学特征,掌握不同人群的感染风险。网络科学的应用对认识和理解疫情具有一定潜力,可帮助公众进一步应对新发传染病带来的风险挑战。

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复杂供应链网络中断风险传播趋势建模与仿真收藏

王红春, 周子祥

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 17-24. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.003

摘要 ( 59 )

PDF (2616KB) ( 14 )

当前供应链风险传播相关研究在企业状态设置及企业间状态影响关系的刻画层面存在局限,将供应链网络映射至元胞空间,补充考虑中断风险下节点企业运营能力的状态差异以及邻居间元胞状态的相互影响关系,对中断风险传播规则加以改进,构建一种基于元胞自动机和SEIRD传染病模型的风险传播趋势仿真模型。根据多场景仿真及研究拓展的结果,分析了供应链网络中断风险传播进程推进的潜在原因,以及市场热度、市场竞争程度、风险预警及控制、政府宏观调控等对传播趋势的影响作用。研究结论可为供应链中断风险管理决策提供策略参考。

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研究论文

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深度强化学习库存决策结果的动态演化分析收藏

李卓群, 王舒仪, 蔡子诚

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 25-33. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.004

摘要 ( 40 )

PDF (4979KB) ( 13 )

为探究由深度强化学习算法训练得到的智能库存决策对供应链系统的动态演化所产生的影响,考虑现实中决策者视角,利用系统动力学模型再现深度强化学习构建的四阶供应链模型逻辑结构,并将决策结果对系统的影响进行可视化。实验说明该算法可根据其目标函数的设置做出较优的订货决策,但未能同步达到运用该算法成员的成本最低。而演化过程表明,斯特曼策略在动态演化过程中具有维持系统稳定性的作用;确立合理的迭代次数有助于获得更低的供应链总成本。

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电磁激励下Morris-Lecar神经系统的分岔与集群特性研究收藏

王其霞, 李新颖, 郭汶卉

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 34-41. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.005

摘要 ( 43 )

PDF (9753KB) ( 7 )

将磁控忆阻器引入Morris-Lecar神经系统中描述由磁通引起的感应电流,探究忆阻参数对系统动力学特性的影响。根据电荷与磁通的关系建立忆阻Morris-Lecar神经元模型,对系统的放电模式进行数值仿真,利用相似函数研究耦合系统的同步转迁过程,得出电耦合强度和忆阻参数对系统的同步状态具有调控作用。构建一个非对称局部耦合忆阻神经网络模型,利用时空动态图研究耦合强度对神经网络嵌合态存在性的影响,可进一步揭示复杂神经网络系统的信息编码和传递过程的内在机制。

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五维磁控忆阻器混沌系统及其图像加密应用收藏

李平, 夏磊, 范义刚, 钱锦

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 42-48. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.006

摘要 ( 42 )

PDF (7932KB) ( 6 )

针对构造具有混沌特性复杂的五维混沌系统以及提高图像数据保护的安全问题,采用三次非线性型磁控忆阻器作为系统的反馈项,将四维混沌系统与忆阻器结合,并增加一个固定常数项和线性反馈控制器得到一个五维磁控忆阻器混沌系统,在参数的影响下,系统生成共存隐藏吸引子,可观察到极限环、隐藏吸引子、弱混沌等类型的吸引子。结合置乱-扩散算法提出了利用混沌序列加密的忆阻器混沌图像加密算法,实验结果表明该算法具有较高的安全性。

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基于时滞调控的簇放电半中心振荡器同步模式转迁研究收藏

季丰超, 宋自根

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 49-55. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.007

摘要 ( 42 )

PDF (8694KB) ( 13 )

为进一步探究耦合时滞对半中心振荡器(Half-Center Oscillator,HCO)放电活动模式的调控作用,基于Hindmash-Rose神经元构建了具有簇放电的DHCO(delayed HCO)模型,利用簇簇间平均相位差的计算,研究了DHCO神经系统随时滞调控的演化规律,确定了在不同参数空间下,DHCO系统所具有的同相和反相簇放电同步及其转迁过程。研究结果表明,作为中枢模式发生器的功能结构单元,DHCO神经系统可以通过时滞调控实现多种步态的生成和切换。

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数字化情境下智慧养老服务生态系统的演化博弈分析收藏

陈静怡, 黄美娇, 吕庆华

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 56-64. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.008

摘要 ( 42 )

PDF (2404KB) ( 7 )

智慧养老服务生态的践行落地离不开多元主体的共创共融。基于服务生态系统理论,构建“老年用户-数字支撑平台-养老服务企业”三方演化博弈模型并引入政府干预,推演并验证了各参与主体稳定策略的演化过程和影响因素。研究表明:政府作为养老服务生态的重要调节力量,可通过优质营商环境打造、数字技术设备引入、合理奖惩机制实施、声誉评价体系和动态监管网络践行,助力整体智慧养老服务生态走向多方合作共赢的稳定进阶状态。

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基于混合卷积神经网络特征增强的目标识别算法收藏

赵文炎, 钟诚, 田殿雄, 卢泽钰, 李勇

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 65-72. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.009

摘要 ( 37 )

PDF (4076KB) ( 14 )

为克服传统目标识别算法应对复杂场景时,特征提取能力不足的问题,提出了一种新的基于混合卷积神经网络的目标识别算法。该算法的核心在于将非欧几里得域的学习能力与传统卷积神经网络相结合,从而增强关键特征表达的深度和广度。该算法能够提取并强化目标识别中的关键特征信息,显著提升识别的准确性和鲁棒性。

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广义Lorenz-Stenflo混沌系统的动力学分析与全局指数同步收藏

张付臣, 陈松, 周雯静, 肖敏

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 73-81. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.010

摘要 ( 50 )

PDF (2658KB) ( 13 )

为发现更多的新混沌系统,在Lorenz-Stenflo混沌系统的基础上通过添加扰动参数构建了广义Lorenz-Stenflo混沌系统。通过耗散性、平衡点及其稳定性、分岔图和Lyapunov指数谱分析了该系统的基本混沌动力学特征。基于Lyapunov稳定性理论给出了系统全局指数吸引集的解析表达式;利用系统解有界性的估计式对两个广义Lorenz-Stenflo系统添加线性反馈控制使达到全局指数同步;最后对同步过程进行数值仿真,计算机仿真结果证实了全局指数同步的理论可行性。

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一个新的混沌系统分析及同步控制收藏

周群利, 宋全军, 潘宏青

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 82-89. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.011

摘要 ( 40 )

PDF (5663KB) ( 14 )

为丰富混沌系统模型,基于Chen混沌系统构造了一个四维超混沌系统,通过分析新混沌系统的耗散性、平衡点及稳定性、对初值的敏感性,分岔图、Lyapunov指数谱、LE维数、功率谱和poincaré映射,揭示了新混沌系统中蕴含的丰富而复杂的动力学特性。为进一步增强保密通信中信息的安全性,采用变换改进函数投影同步方法对新混沌系统和Qi超混沌系统进行同步控制,设计了同步控制器,实现了异结构超混沌系统间的快速同步,理论分析和仿真结果得到相一致的结论。与采用自适应同步控制器进行同步控制相比,本方法使驱动系统和响应系统达到同步所需时间明显缩短,反映了所提方法的优越性。

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基于混沌系统和动态约瑟夫环的语音加密算法收藏

梁万用, 赵凯辉, 江泳, 侯龙洁

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 90-96. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.012

摘要 ( 41 )

PDF (2489KB) ( 6 )

针对一种基于混沌序列和动态约瑟夫环的语音加密算法,使用数字化处理后的语音数据作为SHA-256算法的输入生成Hash值,并通过异或运算得到动态密钥。将动态密钥和外部输入密钥相结合,生成混沌系统的初始值,利用系统迭代生成混沌序列密钥流。利用混沌序列密钥流替换约瑟夫环的步长参数,生成变步长的动态约瑟夫环置乱矩阵。将置乱后的数据与混沌序列密钥流进行异或运算实现语音信息的扩散加密。数值仿真实验及算法安全性分析验证了该语音加密算法的可行性和安全性。

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极端气候下基础设施信任的舆情危机演化规律收藏

汪洋, 龚若妍, 徐佩芝, 孙学良, 唐宇飞

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 97-103. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.013

摘要 ( 46 )

PDF (2462KB) ( 11 )

为探究基础设施公众信任演化规律,有效防治极端气候事件网络舆情危机,以“7·20郑州特大暴雨”事件为例,爬取新浪微博有关海绵城市博文,运用内容分析、情感分析、曲线拟合方法识别信任维度、用户行为及其演化模式。研究表明危机由媒体从业者诚信维度信任损害开始,在其和精英复合维度舆论下爆发,而后在新闻机构权威解释中衰退,最终在普通个人持续却低影响的信任损害中平息。

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改进算法下考虑激励相容的双回收再制造供应链鲁棒优化收藏

王振, 叶春明, 郭健全

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 104-112. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.014

摘要 ( 39 )

PDF (1415KB) ( 18 )

为研究政府补贴对新能源汽车再制造供应链不同回收渠道的影响,建立双回收渠道下的多目标模型,改进鲁棒优化法解决回收时需求量和回收量不确定问题,并提出了卷积神经网络(Conv-GLU网络)方法对模型求解。通过对比线上线下回收渠道、联合回收渠道以及政府干预下的回收渠道的表现,政府干预下的多目标最优。研究表明,大数据背景下政府可以对回收时进行合理干预,帮助新能源汽车企业建立双回收渠道再制造绿色供应链。

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基于观测器的多智能体系统有限时间预设性能一致性控制收藏

朱瑞斌, 王立杰

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 113-121. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.015

摘要 ( 46 )

PDF (1953KB) ( 8 )

针对状态不可测的多智能体系统,研究了其在性能约束条件下输出一致性控制问题。首先,利用模糊逻辑系统对被控系统中存在的未知非线性函数进行逼近,并引入自适应模糊观测器估计不可测的状态。其次,设计了一种可保证滤波误差在有限时间内收敛的滤波器,有效地避免了分布式控制器设计过程中出现的“复杂度爆炸”问题。为了进一步实现系统的良好暂态性与稳态性能,设计了一种不依赖于误差初始条件的有限时间预设性能函数,通过设计合理的障碍函数,建立了误差性能约束系统与无约束系统之间的关系。结合反步法与有限时间动态面技术,提出了一种基于有限时间预设性能的一致性控制方案,该方案不仅保证了每一个跟随者的输出与领导者的输出最终达到同步,且一致性误差在有限时间内收敛于指定的约束范围内。最后,通过数值仿真验证了所提出方法的有效性。

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考虑期望视觉角的车辆跟驰建模与分析收藏

陈秀锋, 赵凤阳, 王成鑫, 肖玉杰, 谷可鑫

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 122-128. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.016

摘要 ( 37 )

PDF (2766KB) ( 6 )

为探究驾驶人视觉角对人工跟驰决策的影响,基于视觉角(Visual Angle,VA)模型提出一种考虑期望视觉角的车辆跟驰模型。考虑车辆宽度、速度和驾驶人风险感知构建期望视觉角函数式,将期望视觉角作为直接反馈控制项建立了改进VA模型。利用牛顿迭代法求解交通流线性稳定的条件,数值仿真和参数标定验证模型的改进效果。结果表明:模型的交通流稳定性高于VA模型,考虑期望视觉角和碰撞风险感知有利于增强交通流的稳定性和安全性,提高模型的拟合精度。

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公众参与下“征信修复”乱象治理的随机演化博弈收藏

陈伟杰, 张涛, 汤玉秀

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 129-137. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.017

摘要 ( 49 )

PDF (3842KB) ( 14 )

针对信用修复实施过程中的征信乱象问题,构建政府、信用机构及公众的三方随机演化博弈模型,借鉴Itô随机微分方程理论分析了主体行为策略的稳定性,并结合数值仿真剖析了关键变量对博弈主体动态演化的影响。研究表明:社会信用环境较差时,政府引导作用尤为凸显;社会信用环境较好时,政府应实施分期分级监管,以避免“监管俘虏”现象;公众辨识度和政府监管效率的提升,有助于增强征信乱象治理效果;信用机构对奖励参数的敏感度大于惩罚参数,政府需设置合理的奖惩措施。最后,基于研究结论提出相关建议,为征信乱象治理和社会信用环境的健康发展提供了有效思路。

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基于博弈论的智能网联汽车换道决策模型研究收藏

杜思雨, 赵清海, 何田

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 138-145. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.018

摘要 ( 40 )

PDF (2065KB) ( 6 )

针对智能网联汽车换道行为冲突的问题,提出一种基于博弈论的车辆换道决策模型。首先对车辆主要的冲突场景进行分类,提出换道博弈模型;引入碰撞时间差,建立速度收益、安全收益和效率收益作为博弈收益函数;建立决策机制,提高车辆换道决策效率。利用MATLAB软件将所提出的换道博弈决策模型与混合策略博弈决策模型进行不同冲突场景的仿真实验,并对比分析两种决策模型的可行性和安全性。结果表明,提出的换道博弈决策模型具有更高的决策效率与安全性。

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基于三方演化博弈的产业扶贫策略研究收藏

张廷海, 张乐, 杨振

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 146-152. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.019

摘要 ( 48 )

PDF (1174KB) ( 10 )

为研究贫困地区产业扶贫参与主体的策略选择,基于有限理性假设,构建扶贫企业-贫困户-地方政府三方演化博弈模型,结合实际案例探析不同情境下参与主体的演化稳定策略。研究发现:三方博弈系统存在唯一稳定均衡解,当企业预期收益高于某一阈值时,可激发参与主体的积极性;贫困地区劳动力比例反映出隐性脱贫链条的关键带动作用;政府设定合理的奖惩机制有助于促进企业策略选择的演化速度,三方共同作用推进产业扶贫的可持续性。

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含未知系统信息的平均场系统强化学习研究收藏

林迎霞, 亓庆源

复杂系统与复杂性科学. 2025, (3): 153-160. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2025.03.020

摘要 ( 44 )

PDF (1500KB) ( 5 )

为解决系统信息完全未知的无限时域离散时间平均场线性二次(LQ)最优控制问题,利用完全无模型强化学习(RL)方法,在系统动力学中引入平均场项和代价函数。基于所提出的RL算法和最小二乘时序差分估计,成功获得了最优镇定控制。另外,结合引入off-policy学习的思路,改善了控制策略。结果表明,该算法在估计误差保持较小的情况下可以产生稳定策略。

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