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2016年, 第13卷, 第4期 刊出日期：2016-12-15
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复杂性研究——转变思维模式的一个重要方向 收藏
陈禹
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 1-7.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.001
摘要
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134 )
PDF (1220KB)
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17
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复杂性研究针对以牛顿力学为代表的近代科学思维模式的简单化、绝对化、忽视时间作用等弊病,为思维模式的转变提供了一种新的思路和方向,本文从概念的多元化、质的多样性、视角多样性、层次多样性、时间的作用、信息的作用等6个方面切入,认识和理解复杂性。并以经济学为例,阐述了复杂性在实际工作中的运用。
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基于关联分布函数的相互依赖网络脆弱性分析 收藏
金伟新, 宋凭, 刘国柱,
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 8-17.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.002
摘要
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121 )
PDF (1459KB)
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15
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首先综述了国内外互依网络级联脆性的研究现状,分析目前研究取得的成果与问题,而后在此基础上,针对目前研究的薄弱环节——互依网络之间的关联机制与关联机理进行了深入分析与重点研究,构建了基于关联分布函数的相互依赖网络脆弱性分析模型,并给出了互依网络脆弱性评估的六类判据。最后,给出了研究结论与建议。
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产生幂律等分布的一种机制 收藏
李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 沈宏君,
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 18-25.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.003
摘要
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148 )
PDF (782KB)
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11
)
针对在复杂性系统研究中幂律分布扮演着越来越重要的角色而又不存在公认的合理导出的矛盾,基于复杂性系统的不可解性,在非完整统计的思想基础上,分别在归一化条件、统计平均和Shannon熵的方程中引入不同的指数因子,由最大熵原理推导出了指数函数、幂函数和幂函数与指数函数乘积形式的概率分布函数;展现了由Shannon熵和最大熵原理推导等概率假设的过程;同时也展现了可导出指数分布、幂律分布和幂函数与指数函数乘积形式分布的一种新机制,即最大熵原理。
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多元偏好、社团结构与网络合作涌现仿真研究 收藏
范如国, 崔迎迎, 张应青
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 26-34.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.004
摘要
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120 )
PDF (1364KB)
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18
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在综合考虑复杂社会网络高集聚性、无标度性以及“社团结构”的基础上,依据“囚徒困境”博弈,建立了基于多元偏好的复杂社会网络演化博弈模型,创新性地将节点影响力运用于博弈策略的更新规则中,并利用Matlab平台进行仿真。从宏观特征和微观结构两方面,通过对照仿真实验,系统研究了多元偏好、社会网络的“社团结构”以及外部连接对合作涌现的影响及其作用机理。研究发现,多元偏好特征下社团结构特征影响主体的异质性期望水平;“社团结构”可以促进合作行为的涌现;社团外部影响力对合作涌现的影响与社团规模有关。
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相振子网络中集聚系数和度分布对复杂度的影响 收藏
李珏璇, 赵明,
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 35-40.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.005
摘要
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111 )
PDF (949KB)
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13
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分析了复杂网络的集聚系数和度分布的异质性这两个重要的描述复杂网络结构特点的特征量对复杂度的影响。研究发现,增大集聚系数能增大复杂度的最大值以及增大复杂度钟形曲线的宽度,而增大度分布的异质性不能增大复杂度的最大值却可以明显增大复杂度在上升段和下降段的取值。对于小世界网络集聚系数对复杂度的影响更明显,而对于无标度网络,度分布的异质性更能显著的改变复杂度的取值。进一步加深了人们对描述网络部分同步状态的复杂度的认识,为设计合理的网络结构提供了理论基础。
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网络的安全域方法及与抗毁性的对比验证 收藏
肖峻, 苏步芸, 李鑫, 王成山
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 41-50.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.006
摘要
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152 )
PDF (1467KB)
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22
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为网络遭受外部攻击或内部失效后的安全性分析和预防措施研究提供了新方法,该方法描述网络在N-1安全约束下的安全运行区域,并通过工作点到域边界的距离反映出安全或不安全的程度,为下一步控制措施指示了方向和强度。本文将安全域的方法应用在不同规模的一般网络、通信网和电网中,验证了方法的普适性和有效性;并与抗毁性对比,结果表明本文方法与抗毁性具有较高一致性,且计算速度更快,适合于在线安全监视与控制,以提前消除隐患。
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“随机”与“择优”——超网络演化的内在驱动力 收藏
索琪, 郭进利,
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 51-55.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.007
摘要
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133 )
PDF (696KB)
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46
)
基于“随机连接”和“择优选择”的演化机制,构建了一个随机-择优混合超网络演化模型。使用Poisson 过程理论和连续化方法对模型进行分析,获得超度分布的解析表达式,分析表明网络的稳态平均超度分布服从漂移的幂律分布。该模型可以退化到复杂网络和超网络中的标准模型,具有一定的普适性。通过调节机制系数,模型可以体现混合连接机制。并对3个实证数据进行了分析,该模型能有效刻画不同数据的演化机理。
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基于节点动态连接度的网络社团划分算法 收藏
贾珺, 胡晓峰, 贺筱媛
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 56-61.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.008
摘要
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93 )
PDF (900KB)
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17
)
首先定义了节点动态连接度这一概念,然后介绍了基于节点动态连接度的网络社团划分算法,之后再对其中相关参数的取值范围和社团划分结果之间的关系进行了分析,并以Zachary网络为例验证了分析结论。在此基础上,以dolphins、polbooks和football 3个实际网络为对象,进行了社团划分实验,证明了本算法可通过动态调整参数实现对不同网络的社团划分。最后将实验结果与其他几种常见的社团划分算法结果进行了比较,证明了算法的优势,并对算法中需要注意的一些问题进行了说明。
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网络化分布式协作系统的最大同步 收藏
王付永, 杨洪勇
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 62-67.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.009
摘要
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141 )
PDF (682KB)
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16
)
基于网络化系统的拓扑结构特性,研究了分布式系统的最大同步问题。提出了一种应用个体局部信息的线性分布式控制协议。运用现代控制理论、代数图论和SIA等理论工具,对控制算法进行了稳定性分析,得到了网络化系统的最大同步收敛条件。最后应用仿真实验验证了所得结论的正确性。
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微观创新驱动下的中国能源消费与碳排放趋势研究 收藏
吴静, 王铮, 朱潜挺, 龚轶
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 68-79.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.010
摘要
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124 )
PDF (1814KB)
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52
)
以基于自主体模拟和投入产出模型为建模手段,在宏观层面构建了中国17个部门的投入产出模型,在微观层面构建了部门细分的企业创新模型。模型通过微观企业自主体的创新驱动宏观层面部门间投入产出关系、能源消费量和碳排放趋势的演化。研究发现,由于技术创新的不确定性,使得能源消费峰值和碳排放峰值出现的年份存在不确定性。能源消费峰值年份在2025年至2036年期间呈现正态分布;而碳排放峰值年份在2024年至2033年间呈现正态分布;其中,能源消费峰值出现的概率最大年为2031年,概率为23.57%;碳排放峰值出现的概率最大年为2029年,概率为33.51%。以多次模拟的平均值分析,中国未来能源消费量的高峰约出现在2031年,高峰值为5146Mtce;中国碳排放高峰出现在2029年,峰值为2.7GtC。
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考虑多种因素的一类三寡头R&D投入系统复杂性研究 收藏
孙立建, 马军海,
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 80-89.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.011
摘要
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118 )
PDF (1497KB)
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19
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建立了新兴产业中一个带有技术溢出和内生需求的动态三寡头R&D投入博弈模型,着重讨论了决策调整速度和技术溢出率对于模型复杂性的影响。通过三维稳定域研究了模型的纳什均衡点对于决策调整速度和技术溢出率的稳定性,通过二维分岔图对模型的局部分岔进行了分析研究,发现如果决策调整速度过快,系统会通过flip或N-S分岔失去稳定,并最终走向混沌。同时研究了R&D投入调整速度和技术溢出率造成的系统失稳对于各寡头利润的影响程度,发现系统失稳对于各方利润的影响不尽相同,控制技术溢出率,可以确保合作的两个寡头的利润优势。对该模型进行了全局分岔分析,发现寡头们的每一次决策值都不可以盲目的过高。
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基于局域交互和全局广播的创新传播模型研究 收藏
于明亮, 韩景倜, 林坚洪, 刘建国
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 90-95.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.012
摘要
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89 )
PDF (907KB)
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16
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考虑公共媒体对创新传播的影响,本文提出基于网络局域交互和全局广播的创新传播模型,该模型既考虑了创新传播过程中邻居节点之间的交互作用,也考虑了公共媒体对创新传播的影响。实证网络数据集上的仿真结果表明在公共媒体宣传力度有限的情况下,局域交互特性对创新传播具有重要影响。进一步的分析表明,结合网络结构和创新传播机制的节点影响力评价指标可以准确地对创新传播中的节点影响力进行排序,相对于度、紧密度等方法,该方法的Kendall's Tau可以提高39.19%,35.61%和33.03%。
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噪音水平和交互频次对策略演化的影响 收藏
赵小薇, 夏昊翔, 张潇
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 96-101.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.013
摘要
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116 )
PDF (890KB)
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14
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囚徒困境是研究合作策略演化的重要工具,重复囚徒困境下的博弈者可以通过合作实现长期利益的最大化。采用生态演化模拟实验的方法研究在重复囚徒困境中初始环境设定的噪音水平和个体间交互频次对博弈策略演化的影响。研究结果表明,噪声水平和个体间交互频次对最终系统中优胜的博弈策略有决定性作用,这说明环境的初始设定条件是影响博弈策略演化的重要因素。
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具有不同输入时延的二阶多智能体系统一致性 收藏
王品, 姚佩阳
复杂系统与复杂性科学. 2016, (4): 102-107.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2016.04.014
摘要
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136 )
PDF (884KB)
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16
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研究了具有不同时变输入时延的二阶连续多智能体系统的一致性问题。首先,通过变量转换,将系统的收敛性问题转化为误差系统的稳定问题;然后,通过对系统进行变换,将二阶系统稳定性问题转换为等价系统的稳定性问题。通过构造李雅普诺夫函数,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出在无向固定拓扑条件下,系统达到一致的充分条件。最后,仿真实例证明了结果的有效性。
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