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2017年, 第14卷, 第4期 刊出日期：2017-12-15
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复杂网络上的演化博弈动力学——一个计算视角的综述 收藏
谭少林, 吕金虎
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 1-13.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.001
摘要
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2646 )
PDF (1782KB)
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1358
)
复杂网络上的演化博弈是复杂网络与演化博弈结合而形成的新型交叉研究领域,它以复杂网络和演化博弈动力学分别刻画个体间的交互关联结构以及决策范式,为分析和预测复杂交互环境下群体的决策行为提供了一个系统的研究框架。旨在从一个计算的角度对复杂网络上的演化博弈动力学进行一个简要的综述:介绍复杂网络上演化博弈动力学模型的数学描述;分析网络上演化博弈动力学的计算复杂性;概述复杂网络上演化博弈动力学的若干主要解析结果等。这些结果是对于复杂网络上演化博弈动力学仿真研究的一个有效补充。
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几类传染病模型中基本再生数的计算 收藏
崔玉美, 陈姗姗, 傅新楚
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 14-31.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.002
摘要
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8173 )
PDF (1577KB)
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1965
)
通过参考大量文献,系统整理了几类经典的传染病模型,并对传染病模型基本再生数的几种导出方法做了一个综述。文中综合了传染病动力学模型的分析方法和复杂网络理论,分别从基本再生数的定义,初始时刻染病者的单调性,正平衡点的存在性,无病平衡点的局部稳定性,即通过计算基本再生矩阵或者雅克比矩阵的特征值,数值模拟,这几个角度给出了基本再生数的导出方法,并举例说明了几类主要的传染病模型,特别是网络传播模型中基本再生数的计算方法,给出了基本再生数的特点,并对基本再生数时变的情况进行了具体分析。
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复杂网络中观交通流动态限速控制策略研究 收藏
李树彬, 傅白白, 孙涛, 党文修, 高歌
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 32-42.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.003
摘要
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1064 )
PDF (2161KB)
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737
)
为研究大数据时代下的复杂性科学问题,利用当前新兴的复杂网络理论结合改进的交通流仿真模型,研究可变限速对动态交通的影响,进而分析了不同的网络结构下最优的可变限速控制策略。结果表明最优的可变限速控制策略可以优化网络的交通状态。结论有助于帮助交通管理部门提出合理的交通规划方案以及制定有效的交通管理及控制措施。
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基于网络模体特征攻击的网络抗毁性研究 收藏
贾承丰, 韩华, 完颜娟, 吕亚楠
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 43-50.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.004
摘要
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808 )
PDF (1087KB)
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431
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真实网络如生物神经网络、食物链网络中含有模体结构。但对于这种含有模体特征的网络,并没有一种针对性的攻击策略与之对应,在此基础上提出了模体度代数算法和一种模体攻击失效方式,设计了不同于传统攻击的模体攻击策略。对已检验出的具有明显模体特征的2个仿真网络,5个不同规模的实证网络利用该策略进行模体攻击,并与传统的点攻击方式进行对比研究。仿真结果表明:含有模体特征的网络在模体攻击下的抗毁性明显低于传统的点攻击策略,且在模体特征较明显的网络中模体攻击策略对网络的破坏性更加显著。
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两层星型网络上的传染病建模和控制 收藏
郑国庆, 唐清干, 祝光湖
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 51-57.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.005
摘要
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830 )
PDF (1081KB)
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402
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为了研究传染病在星型耦合网络上的传播规律,在两层星型网络上建立了一个新的有效度传染病模型,其网络结构对应由两个中心城市与周边县城构成的交通系统(忽略县城相互连接)。利用下一代生成矩阵计算模型的传播阈值,并数值分析影响阈值的主要因素。接着讨论切断传播途径和免疫易感人群等控制策略所对应的阈值变化。研究发现切断边界与中心的传播途径以及免疫中心节点对降低发病率最有效。结果可为传染病动力学的建模分析和疾病控制提供理论参考。
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“海上丝绸之路”集装箱航运网络路由策略研究 收藏
封学军, 张铖, 蒋柳鹏, 张艳, 蒋鹤
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 58-65.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.006
摘要
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799 )
PDF (1200KB)
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474
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航运网络作为“21世纪海上丝绸之路”的载体,其结构与性能将关系到沿线国家贸易活动的效率。为了明确这一复杂系统的结构并探索影响其性能的因素,本文基于大量集装箱班轮历史数据构建网络模型,验证其无标度特性,同时基于BA无标度网络理论设计仿真实验,探索影响网络性能的关键因素。实验结果表明合理的节点处理能力配置方案与路由参数将提高航运网络的性能。研究结论可为“21世纪海上丝绸之路”沿线港口与航线优化配置提供理论基础。
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网络视角下的唐诗 收藏
李甍娜, 郭进利, 卞闻, 常宁戈, 肖潇, 陆睿敏
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 66-71.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.007
摘要
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845 )
PDF (854KB)
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455
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以唐诗韵脚的韵母为桥梁,以762首唐诗为节点,24种韵母为超边建立了唐诗超网络。研究发现唐诗超网络的超度分布具有无标度特性,并且表现出很高的聚集特性和异配性。为进一步研究唐诗韵脚韵母之间的关系,针对韵脚只出现两种韵母的唐诗,以韵母为节点建立了韵母加权复杂网络。研究发现韵母“eng”和“ing”,韵母“ou”和“iu”往往会同时出现在同一首诗的韵脚中。另外,韵母“i”和韵母“eng”在唐诗转韵过程中有着重要作用。
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人体手部运动的振荡共振辅助系统实验研究 收藏
张立, 孙华通, 潘园园, 段法兵
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 72-78.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.008
摘要
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719 )
PDF (1024KB)
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401
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劳动分工、生活节奏的加快以及疾病等因素使得人体手部神经系统对外界感知灵敏度降低,也导致了中国人体运动障碍的患者数目庞大。针对这类因素导致的手部运动稳定性降低的问题,设计了一套振荡共振辅助系统,对于人体手部运动进行了生理实验研究。该辅助运动系统由多个微电机形成高频振荡源,将不同振动强度的振荡信号作用于手背部。对手部运动的方差和相关时间分析,证明振荡共振辅助系统能够提高手部神经系统的反应灵敏度,增强手部运动的平稳性,为人体医学康复仪器设计和制作提供了很好的生理实验基础。
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一类不确定混沌系统的自适应模糊同步控制 收藏
高子林, 王银河
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 79-88.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.009
摘要
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824 )
PDF (1080KB)
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496
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针对一类带有未知非线性函数、参数和外界干扰的混沌系统,通过将一个时变参数引入到带有非线性后件的TS模糊逻辑系统中,结合自适应方法对未知参数进行在线估计,完成了自适应模糊同步控制器的设计,并实现了驱动响应混沌系统的渐近同步。一般而言,带有非线性后件的TS模糊逻辑系统具有更高的逼近能力,可用更少的规则去逼近主从系统中的未知非线性函数,且在同步控制器的设计过程中,参数自适应律的个数与模糊规则的个数无关。因此,该同步方法不仅减少了在线运算量,而且通过直觉推理生成规则少、解释性强的模糊逻辑系统具有更广泛的应用。最后所给数值仿真算例说明了该方法的有效性。
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基于混合模式的BA无标度网络同步研究 收藏
李云, 宋运忠
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 89-96.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.010
摘要
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957 )
PDF (1061KB)
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597
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为了解决基于混合模式的BA无标度网络的同步问题,首先,定义了虚拟领导节点和实体领导节点,提出了混合模式领导节点的概念。然后,用有向图表示BA无标度网络的拓扑结构,并根据该拓扑结构建立网络系统的一阶数学模型,在此基础上设计了准周期的离散控制器对领导节点进行复位,通过对领导节点的控制来控制整个网络的同步过程。最后,采用11个节点组成的BA无标度网络进行数值仿真,验证了同步理论的正确性,并分析了网络的同步速度与实体领导节点度之间的关系。
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基于保证集的多智能体系统自触发控制 收藏
成云, 宋运忠
复杂系统与复杂性科学. 2017, (4): 97-104.
DOI: 10.13306/j.1672-3813.2017.04.011
摘要
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765 )
PDF (1063KB)
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662
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为了解决网络化信息物理系统中分布式控制器的实时执行问题,在智能体状态可达集的基础上,提出了一种基于保证集的新的分布式自触发控制策略。在这一策略下,智能体向彼此发送关于它们自身可达状态的信息,即状态的保证集。这些保证集提供的信息使得每个智能体可以在未来自治地安排需要请求新信息的时刻,也为在较低的执行代价下仍能保证较好的性能水平奠定了基础。理论上证明了,在所提出的分布式策略下的李雅普诺夫函数是单调不增的。一个多智能体系统运动控制问题的仿真结果验证了所提方法正确性。
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